MOS管开启过程中VGS的台阶——米勒平台？

最近突然发现一个现象，NMOS管开启过程中，VGS的上升沿波形有一段小台阶，或者说小回勾，时间为纳秒级，回勾出现的位置要比Vth稍微高一点，如下图所示：

开始就没想过这东西可能是米勒平台，以为是反射，但是在信号末端这个反射点位置好像不太对，调节串阻并不能消除这个回勾，甚至变得更宽，觉得这东西应该就是米勒平台了。

还是有点不太信，翻了下datasheet（BSS123），有些mos管的datasheet会把这个过程贴出来。

所以，回顾一下米勒平台吧。

米勒平台

几张图就能解释：

1、首先是MOS管

Cgd，Cgs，Cds为MOS管的寄生电容（实际上任何两极之间都可以存在寄生电容，理论上讲，寄生电容和电感是影响CMOS电路性能的主要因素）。

一般手册里面不会直接写Cgd、Cgs、Cds这几个参数，而是用Ciss、Coss、Crss这几个参数代替（有些甚至连这几个参数都不写出来，一份详细全面的datasheet是做好硬件设计的关键，毕竟简单器件还好，几百上千pin的器件估计就只有芯片设计者自己会用了）。

下面看一下这几个电容参数有啥作用：

Ciss，输入电容，DS短接后测得，由Cgs和Cgd并联得到，即Cgs+Cgd，想要开启MOS管首先得对这两个电容充电，影响MOS管开启时间的最直接因素；
Coss，输出电容，GS短接后测得，由Cds和Cgd并联得到，即Cds+Cgd；
Crss，反向传输电容，在S接地的情况下，测得的D和G之间的电容为反向传输电容，即Cgd，该电容也叫米勒电容。

这三个电容是会随着Vds的增加而减小的，特别是Crss和Coss，如下图所示：

2、MOS管特性（NMOS的）

输出特性	转移特性

截止区：导电沟道还没形成，MOS管处于截止状态；
饱和区：Vds>Vgs-Vth，Vds上升，Id趋于饱和（此时Vds增加的部分主要都落在了夹断区，导电沟道的电压基本不变，所以Id基本不变）；
可变电阻区：Vds

3、开启过程

将MOS管开启时间分解：
t0→t1：当GS两端电压达到门限电压Vgs(th)的时候（可以理解为对Cgs进行充电），MOS管开始导通，这之前MOS管处于截止区；
t1→t2：随着Vgs继续增大，Id开始增大，Vds开始下降，此时MOS管工作在饱和区（如何判断是在饱和区？直接通过公式可知：Vds>Vgs-Vth，Vds-Id输出特性曲线反着分析一遍），Id主要由Vgs决定，这个过程中Vds会稍微有点降低，主要是△I导致G极端一些寄生感抗等形成压降；
t2→t3：Vgs增大到一定程度后，出现米勒效应，Id已经达到饱和，此时Vgs会持续一段时间不再增加，而Vds继续下降，给Cgd充电，也正是因为需要给Cgd充电，所以Cgs两端电压变化就比较小（MOS管开通时，Vd>Vg，Cdg先通过MOS管放电，而后再反向充电，夺取了给Cgs的充电电流，造成了Vgs的平台）；
t3→t4：Vgs继续上升，此时进入可变电阻区，DS导通，Vds降来下来（米勒平台由于限制了Vgs的增加，也就限制了导通电阻的降低，进而限制了Vds的降低，使得MOS管不能很快进入开关状态）。

4、米勒效应

可以先去了解一下米勒效应对Cgd的放大作用。

手册里面还有一组参数，可以看到Qgd是要大于Qgs的，Cgd比Cgs要小，但是Cgd的充电电荷却要比Cgs的多，结合米勒效应就好理解了。

主要讲一下t2-t3这个状态，随着Vds的减小，Cgd迅速增大，使得充电电流也增加，MOS管G极路径的电流主要都被Cgd给吸收了，Cgs获得的充电电流比较小，Vgs自然就抬不上去了，同时由于整体电容增加，所以米勒平台过后，Vgs的上升斜率也会变缓。