米勒平台形成的原理

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米勒循环原理

米勒循环原理

米勒循环原理
米勒循环原理是一种热力循环过程,常用于燃气轮机和蒸汽轮机等热能转换装
置中。

它是由美国工程师John F. Miller在1913年提出的,被广泛应用于工业领域。

米勒循环原理的基本过程包括加热、膨胀、冷却和压缩四个阶段。

首先,工质
在加热器中受热,温度和压力均增加;然后,工质通过膨胀机做功,使内能转化为机械功,从而驱动发电机发电;接着,工质通过冷凝器冷却,内能减少,温度和压力降低;最后,工质通过压缩机增压,使其重新回到加热器进行下一轮循环。

米勒循环原理的优点在于能够提高热能转换效率,降低能源消耗。

相比于传统
的布雷顿循环,米勒循环更适用于高温高压条件下的热能转换,能够更有效地利用燃气或蒸汽的热能。

此外,米勒循环还可以减少对环境的影响,降低排放物的排放量,符合现代工业对环保和可持续发展的要求。

在实际应用中,米勒循环原理需要配合适当的设备和控制系统,才能发挥最大
的效益。

例如,需要使用高效的加热器和冷凝器,以确保工质能够充分受热和冷却;同时,还需要精密的压缩机和膨胀机,以提高能量转换效率。

此外,还需要合理设计循环过程,使得各个阶段能够协调配合,避免能量损失和系统不稳定。

总的来说,米勒循环原理是一种高效的热力循环过程,能够在工业生产中发挥
重要作用。

通过合理应用和改进,可以进一步提高能源利用效率,减少对环境的影响,推动工业领域向着更加清洁、高效的方向发展。

米勒循环原理的研究和应用,将对能源领域产生深远的影响,有望成为未来工业发展的重要方向之一。

米勒循环的工作原理

米勒循环的工作原理

米勒循环的工作原理
嘿,你问米勒循环的工作原理啊?这米勒循环呢,就像是个聪明的小魔法师,能让发动机变得更厉害。

米勒循环主要是通过改变发动机的进气过程来提高效率的。

平常的发动机呢,进气门打开,空气和汽油的混合气就一股脑地冲进气缸里。

但是米勒循环不一样哦,它会让进气门提前关闭。

这就像你往瓶子里倒水,还没倒满就把盖子盖上了。

为啥要这么做呢?因为这样可以减少发动机在压缩过程中的工作量。

你想啊,气缸里的混合气少了,压缩起来就不那么费劲了。

就好比你推一个轻一点的箱子,肯定比推一个重箱子轻松嘛。

而且啊,米勒循环还能让发动机的燃烧更充分。

因为混合气少了,燃烧的时候就更集中,效率也就更高了。

就像一堆柴火,如果堆得太乱,火烧得就不旺。

但是如果把柴火整理好,火就会烧得更猛。

还有哦,米勒循环可以降低发动机的温度。

因为压缩比变小了,温度就不会那么高。

这就像夏天你穿得少一点,就
会觉得凉快些。

发动机温度低了,寿命就会更长,也不容易出问题。

举个例子哈,我有个朋友买了一辆采用米勒循环技术的汽车。

他发现这辆车特别省油,动力也不错。

他以前开的车,一箱油跑不了多远。

但是现在这辆车,同样的一箱油能跑好远呢。

而且这辆车开起来很平稳,声音也不大。

他可高兴了,说米勒循环真是个好东西。

总之呢,米勒循环就是通过提前关闭进气门,减少压缩工作量,提高燃烧效率,降低发动机温度,让发动机变得更高效、更省油、更可靠。

MOS管米勒效应讲解

MOS管米勒效应讲解

如下是一个NMOS的开关电路,阶跃信号VG1设置DC电平2V,方波(振幅2V,频率50Hz),T2的开启电压2V,所以MOS管T2会以周期T=20ms进行开启和截止状态的切换。

首先仿真Vgs和Vds的波形,会看到Vgs=2V的时候有一个小平台,有人会好奇为什么Vgs在上升时会有一个小平台?MOS管Vgs小平台带着这个疑问,我们尝试将电阻R1由5K改为1K,再次仿真,发现这个平台变得很小,几乎没有了,这又是为什么呢?MOS管Vgs小平台有改善为了理解这种现象,需要理论知识的支撑。

MOS管的等效模型我们通常看到的MOS管图形是左边这种,右边的称为MOS管的等效模型。

其中:Cgs称为GS寄生电容,Cgd称为GD寄生电容,输入电容Ciss=Cgs+Cgd,输出电容Coss=Cgd+Cds,反向传输电容Crss=Cgd,也叫米勒电容。

米勒效应的罪魁祸首就是米勒电容,米勒效应指其输入输出之间的分布电容Cgd在反相放大的作用下,使得等效输入电容值放大的效应,米勒效应会形成米勒平台。

首先我们需要知道的一个点是:因为MOS管制造工艺,必定产生Cgd,也就是米勒电容必定存在,所以米勒效应不可避免。

那米勒效应的缺点是什么呢?MOS管的开启是一个从无到有的过程,MOS管D极和S极重叠时间越长,MOS管的导通损耗越大。

因为有了米勒电容,有了米勒平台,MOS管的开启时间变长,MOS管的导通损耗必定会增大。

仿真时我们将G极电阻R1变小之后,发现米勒平台有改善?原因我们应该都知道了。

MOS管的开启可以看做是输入电压通过栅极电阻R1对寄生电容Cgs的充电过程,R1越小,Cgs充电越快,MOS管开启就越快,这是减小栅极电阻,米勒平台有改善的原因。

那在米勒平台究竟发生了一些什么?以NMOS管来说,在MOS管开启之前,D极电压是大于G极电压的,随着输入电压的增大,Vgs在增大,Cgd存储的电荷同时需要和输入电压进行中和,因为MOS管完全导通时,G极电压是大于D极电压的。

米勒平台形成的基本原理与详细过程

米勒平台形成的基本原理与详细过程

米勒平台形成的基本原理与详细过程米勒平台形成的基本原理MOSFET的栅极驱动过程,可以简单的理解为驱动源对MOSFET的输入电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程;当Cgs达到门槛电压之后, MOSFET就会进入开通状态;当MOSFET开通后,Vds开始下降,Id开始上升,此时MOSFET 进入饱和区;但由于米勒效应,Vgs会持续一段时间不再上升,此时Id已经达到最大,而Vds还在继续下降,直到米勒电容充满电,Vgs又上升到驱动电压的值,此时MOSFET进入电阻区,此时Vds彻底降下来,开通结束。

由于米勒电容阻止了Vgs的上升,从而也就阻止了Vds的下降,这样就会使损耗的时间加长。

(Vgs上升,则导通电阻下降,从而Vds下降)米勒效应在MOS驱动中臭名昭著,他是由MOS管的米勒电容引发的米勒效应,在MOS管开通过程中,GS电压上升到某一电压值后GS电压有一段稳定值,过后GS电压又开始上升直至完全导通。

为什么会有稳定值这段呢?因为,在MOS 开通前,D极电压大于G极电压,MOS寄生电容Cgd储存的电量需要在其导通时注入G极与其中的电荷中和,因MOS完全导通后G极电压大于D极电压。

米勒效应会严重增加MOS的开通损耗。

(MOS管不能很快得进入开关状态)所以就出现了所谓的图腾驱动!!选择MOS时,Cgd越小开通损耗就越小。

米勒效应不可能完全消失。

MOSFET中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”的典型标志。

用用示波器测量GS电压,可以看到在电压上升过程中有一个平台或凹坑,这就是米勒平台。

米勒平台形成的详细过程米勒效应指在MOS管开通过程会产生米勒平台,原理如下。

理论上驱动电路在G级和S级之间加足够大的电容可以消除米勒效应。

但此时开关时间会拖的很长。

一般推荐值加0.1Ciess的电容值是有好处的。

下图中粗黑线中那个平缓部分就是米勒平台。

删荷系数的这张图 在第一个转折点处:Vds 开始导通。

Vds 的变化通过Cgd 和驱动源的内阻形成一个微分。

米勒循环工作原理膨胀比

米勒循环工作原理膨胀比

米勒循环工作原理膨胀比朋友!今天咱来聊聊米勒循环的工作原理,特别是那个膨胀比。

咱先从发动机的工作过程说起哈。

一般的发动机呢,有进气、压缩、做功、排气这四个冲程。

米勒循环的发动机也不例外,但它在这几个冲程中有一些特别之处。

进气冲程的时候,和普通发动机一样,活塞下行,把空气和燃料的混合气吸进气缸里。

不过呢,米勒循环的发动机在这个时候会控制进气门的关闭时机。

不像普通发动机那样在活塞下止点的时候才关闭进气门,米勒循环的发动机会提前关闭进气门。

这就带来了一个不一样的效果。

因为进气门提前关闭了,所以进入气缸的混合气就比普通发动机在同样活塞行程下要少一些。

这就好像你用一个杯子装水,本来可以装满,但你提前把水龙头关了,杯子里的水就没那么多了。

接下来是压缩冲程。

活塞上行,把混合气压缩。

因为进入气缸的混合气少了,所以压缩比就相对小一些。

这就好比你把一个不太满的气球捏起来,和一个很满的气球相比,捏起来的程度就没那么大。

然后就是做功冲程啦。

燃料被点燃,混合气燃烧膨胀,推动活塞下行做功。

在米勒循环中,由于进气门提前关闭,混合气少,燃烧后的压力也相对小一些。

但是,重点来了哈,米勒循环的发动机在这个时候会利用一个特殊的设计,让活塞继续下行的行程比普通发动机更长。

这就引出了我们今天要说的膨胀比。

膨胀比呢,就是活塞在做功冲程中从燃烧开始到排气门打开这个过程中,活塞下行的行程与活塞在上一个压缩冲程中上行的行程之比。

在米勒循环中,膨胀比要大于压缩比。

为啥要这样设计呢?这是因为更大的膨胀比可以让混合气在做功冲程中充分膨胀,把更多的热能转化为机械能。

就像一个弹簧,你拉得越长,它释放的能量就越多。

这样一来,发动机的效率就提高了。

最后是排气冲程,活塞上行,把燃烧后的废气排出气缸。

米勒循环通过提前关闭进气门,控制进入气缸的混合气数量,然后利用更大的膨胀比,让发动机在做功冲程中更充分地利用燃烧产生的能量,从而提高发动机的效率,降低油耗和排放。

你看,米勒循环的工作原理是不是挺有意思的呢?它通过巧妙的设计,让发动机在不牺牲动力的情况下,更加节能环保。

米勒循环发动机工作原理

米勒循环发动机工作原理

米勒循环发动机工作原理米勒循环发动机,这名字听起来挺高大上的,其实它背后可是有不少故事。

想象一下,你正在开车,突然感觉车子的动力像打了鸡血一样,那种感觉可不是每辆车都能给的。

米勒循环发动机就像是汽车界的小魔法师,把普通的发动机变得特别给力。

它的工作原理其实挺简单,却又很有趣,真是让人忍不住想多了解一下。

这发动机的秘密武器就是它的循环方式,米勒循环。

这可不是简单的循环,里面有很多讲究。

发动机在工作的时候,通常会经历进气、压缩、燃烧和排气四个步骤。

你可能会觉得,这听起来跟其他发动机差不多,但米勒循环在其中加入了一些巧妙的设计,让它在压缩阶段多了一些特别的调皮之处。

简单来说,它的压缩比高,能把燃料和空气混合得更充分,这样一来,发动机的效率就提高了,动力也跟着蹭蹭上涨。

如果说米勒循环是一个厨师,那它用的可是一手好刀。

压缩阶段后,发动机会迅速进入燃烧阶段。

在这一瞬间,空气和燃料混合物被点燃,咔嚓一下,能量瞬间释放。

火焰在发动机内部肆意燃烧,推动活塞上下移动。

就像你在厨房炒菜,猛火一上,菜瞬间就变得香喷喷的,这种效率真是让人刮目相看。

高效的燃烧不仅能让车子跑得更快,还能节省燃油,简直是“好事成双”。

听到这里,可能有人会问,米勒循环发动机有什么缺点吗?哈哈,当然有,世上没有完美的东西。

虽然它的优点多多,但在冷启动的时候,可能会稍微逊色一点。

因为它的设计让它在低温下不太容易启动,给那些寒冷地区的小伙伴们带来了一点小麻烦。

不过,科技总是不断进步,随着技术的不断更新,很多问题都能迎刃而解。

再说说它的应用,米勒循环发动机已经被很多车厂采用了,特别是一些高档车。

你可能听说过某些品牌的车型,用的就是这种发动机。

开上这样的车,感觉真是如沐春风,动力十足,驾驶体验绝佳。

坐在车里,就像是坐上了一匹骏马,飞驰在路上,那种感觉,简直不能再爽了。

技术背后离不开那些辛勤的工程师们。

想象一下,他们为了让发动机更高效,不停地进行测试、调试,常常熬夜到天亮。

米勒效应产生过程

米勒效应产生过程

米勒效应产生过程
嘿,咱今天就来讲讲米勒效应产生的过程。

有一次啊,我在捣鼓一个电子小玩意,就发现了这个特别有意思的现象。

你看啊,就好比有一条电路,电流在里面欢快地跑着。

突然呢,在某个节点上,就好像电流遇到了个小坡,它得加把劲才能过去。

这时候,就出现了米勒效应。

就像电流本来哼着小曲一路向前,结果到了这儿,哎呀,得调整一下步伐了。

它得把一部分能量暂时储存起来,然后再慢慢释放。

就好像人跑步,遇到个小坡,得喘口气再接着跑。

这储存和释放的过程,就是米勒效应在起作用啦。

总之呢,在电子世界里,这种现象就这么悄悄地发生着,影响着电路的运行。

这不就是米勒效应产生的过程嘛,挺神奇吧!哈哈!
所以说啊,米勒效应就是在电路中这样奇妙地产生啦!。

米勒效应会对MOSFET管造成怎样的影响

米勒效应会对MOSFET管造成怎样的影响

米勒效应会对MOSFET管造成怎样的影响米勒平台形成的基本原理MOSFET的栅极驱动过程,可以简单的理解为驱动源对MOSFET的输入电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程;当Cgs达到门槛电压之后,MOSFET就会进入开通状态;当MOSFET开通后,Vds开始下降,Id开始上升,此时MOSFET进入饱和区;但由于米勒效应,Vgs会持续一段时间不再上升,此时Id已经达到最大,而Vds还在继续下降,直到米勒电容充满电,Vgs又上升到驱动电压的值,此时MOSFET进入电阻区,此时Vds 彻底降下来,开通结束。

由于米勒电容阻止了Vgs的上升,从而也就阻止了Vds的下降,这样就会使损耗的时间加长。

(Vgs上升,则导通电阻下降,从而Vds下降)米勒效应在MOS驱动中臭名昭著,他是由MOS管的米勒电容引发的米勒效应,在MOS 管开通过程中,GS电压上升到某一电压值后GS电压有一段稳定值,过后GS电压又开始上升直至完全导通。

为什么会有稳定值这段呢?因为,在MOS开通前,D极电压大于G 极电压,MOS寄生电容Cgd储存的电量需要在其导通时注入G极与其中的电荷中和,因MOS完全导通后G极电压大于D极电压。

米勒效应会严重增加MOS的开通损耗。

(MOS 管不能很快得进入开关状态)所以就出现了所谓的图腾驱动!!选择MOS时,Cgd越小开通损耗就越小。

米勒效应不可能完全消失。

MOSFET中的米勒平台实际上就是MOSFET处于“放大区”的典型标志。

用用示波器测量GS电压,可以看到在电压上升过程中有一个平台或凹坑,这就是米勒平台。

米勒平台形成的详细过程米勒效应指在MOS管开通过程会产生米勒平台,原理如下。

理论上驱动电路在G级和S级之间加足够大的电容可以消除米勒效应。

但此时开关时间。

数学米勒模型的推导过程

数学米勒模型的推导过程

数学米勒模型的推导过程米勒模型(Miller Model)是一个用来描述氮氧化物在大气中传输和转化的数学模型。

它是由1955年诺贝尔化学奖得主Miller在1959年提出的,该模型主要解决了氮氧化物化学物种在大气中传输的问题。

米勒模型的推导过程如下:1.假设氮氧化物(NOₓ)主要由NO和NO₂两种化合物组成,且假设它们在大气中的转化过程可用一个简化的反应示意式来表示:NO+O₃→NO₂+O₂2.假设大气中的NO是一个稳定状态(即稳定的排放量),则可以认为大气中的NO₂主要是由NO与大气中的臭氧(O₃)反应而来。

3. 接下来,我们需要考虑NO₂的光解反应(photolysis)。

假设该光解反应的速率与大气中的光照强度(I)呈线性关系,则可以将光解反应速率表示为:d[NO₂]/dt = - k₁[NO₂]I其中d[NO₂]/dt表示NO₂的浓度变化率,k₁表示光解的速率常数,[NO₂]表示NO₂的浓度,I表示光照强度。

4.同时,NO₂还可以通过与臭氧反应生成臭氧和一些其他化学物种:NO₂+O₃→NO₃+O₂这个反应的反应速率可以用k₂[NO₂][O₃]来表示,其中k₂表示该反应的速率常数,[O₃]表示臭氧的浓度。

5.臭氧(O₃)自己也可以通过相互作用生成其他物种,例如与氢氧自由基(OH)反应生成水(H₂O):O₃+OH→HO₂+O₂同样地,这个反应的速率可以用k₃[O₃][OH]来表示,其中k₃是反应的速率常数,[OH]是氢氧自由基的浓度。

6.将上述反应的动力学方程整合到一起,可以得到描述NO₂浓度随时间变化的微分方程:d[NO₂]/dt = (k₁[NO₂]I - k₂[NO₂][O₃]) - k₃[O₃][OH]7.最后,我们需要考虑NO的排放量,假设NO的排放量源源不断,且符合稳定状态。

则NO的浓度变化率可用0表示。

综上所述,以上步骤导出了描述氮氧化物(NOₓ)在大气中传输和转化的数学模型--米勒模型。

米勒效应_精品文档

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米勒效应什么是米勒效应?米勒效应,也称为米勒-伊瑟尔效应或米勒-瑟蒙效应,是指在大气电场存在的情况下,导致天线之间出现电压差,从而形成电流的现象。

该效应是由美国物理学家阿尔伯特·米勒于1926年进行的实验中首次发现的。

米勒效应的实验证明了电离层存在电流,这给人们提供了直接证据。

米勒实验的设计非常简单,他在两座建筑顶部分别放置了两个电极,通过一条导线将它们连接起来。

实验中的一个电极是一个尖峰形状的金属棒,被称为“雷内棒”;而另一个电极则是一个铝箔铺设的金属板,被称为“感应板”。

米勒效应的产生机制米勒效应的产生机制涉及到大气中存在的静电场和大气中的流动空气。

在大气中,存在着电荷的分布,这产生了电场。

当大气中存在静电场时,会在导线上产生电位差,从而导致电流的流动。

具体来说,米勒效应的产生过程如下:1.在大气中,存在天然的电荷分布。

这些电荷可能来源于大气中的气体分子的分裂、细微颗粒的运动以及太阳活动等。

2.这些电荷分布形成了一个巨大的静电场,在大气中存在着电位差。

这个静电场的存在可以通过雷达等仪器进行测量。

3.当米勒实验中的电极放置在大气中时,天线之间会受到静电场的影响。

4.静电场中存在电位差,因此导致了电流的流动。

米勒实验中的电极之间会产生电压差,从而形成电流。

米勒效应的应用米勒效应的发现为后续的电离层研究提供了重要的线索。

通过研究米勒效应,科学家们能够更好地理解电离层中的电流和静电场。

米勒效应在无线电领域也有一定的应用。

在通信中,可能会受到来自大气中的静电场的干扰。

通过研究米勒效应,可以更好地理解和抵抗这种干扰。

科学家们正在研究如何利用米勒效应进行无线电干扰的抑制,以提高通信的质量和稳定性。

此外,米勒效应也对太空探索有一定的影响。

在太空中,电离层的存在对通信和导航系统造成一定的影响。

通过对米勒效应的研究,科学家们可以更好地理解和预测这些影响,以确保太空任务的顺利进行。

结论米勒效应是指在大气电场存在的情况下,导致天线之间出现电压差,从而形成电流的现象。

详解米勒平台的米勒效应和形成原理

详解米勒平台的米勒效应和形成原理

详解米勒平台的米勒效应和形成原理来源:工程师曾玲 · 2019-02-02 17:08在描述米勒平台(mi ller plateau)之前,首先来看看“罪魁祸首”米勒效应(miller effect)。

假设一个增益为-Av的理想反向电压放大器如图 1 所示,在放大器的输出和输入端之间连接一个阻值为 Z 的阻抗。

定义输入电流为 Ii(假设放大器的输入电流为 0),输入阻抗为 Zin,那么有如下的等式关系,详解米勒平台的米勒效应和形成原理详解米勒平台的米勒效应和形成原理由此可见,反向电压放大器增加了电路的输入电容,并且放大系数为(1+Av)。

这个效应最早是由 John Milton Miller 发现的并发表在他 1920 的著作中,所以称之为米勒效应。

再联系到我们的MOSFET,加入寄生电容的原理图可以由下左图来表示。

假设想象图 2(1)的的MOSFET 是一个共源电路(common source):Drain 为输出端,Source 接地,Gate为输入端。

根据 MOSFET 的小信号模型,MOSFET 形成了一个反向电压放大器,其等效电路可以由图 2(2)来表示。

详解米勒平台的米勒效应和形成原理详解米勒平台的米勒效应和形成原理在 0-t1的时间内上升到 MOSFET 的阈值电压。

漏极电流 IDS从 t1结束时到 t3开始时从 0上升到稳定负载电流,VGS继续上升到米勒平台电压 VGP。

在 t3时间内,VGS一直处于平台电压,VDS开始下降至正向导通电压 VF。

在 t3 时间后,VGS继续上升。

这里我们来分析一下为什么波形会是这个样子。

首先,我们需要先要了解一下 MOSFET 寄生电容的大体情况。

在MOSFET 的 DATASHEET中,采用的定义方法如图 4 所示。

需要注意的是,C rs s就是我们所说的 CGD。

详解米勒平台的米勒效应和形成原理详解米勒平台的米勒效应和形成原理详解米勒平台的米勒效应和形成原理因此,相应的瞬态电容值与乘积(CGS*VGS)和(CGD*VGD)的斜率有关,既接合MOSFET 的图 3 来看,在 t3时间之前,由于 CGS远大于 CGD,所以在此时间段内 VGS的上升斜率主要有 CGS决定。

MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制

MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制

MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制刘长柱; 王林军【期刊名称】《《电机与控制应用》》【年(卷),期】2019(046)009【总页数】6页(P69-74)【关键词】MOSFET驱动电路; 米勒电容; 米勒平台; 振荡【作者】刘长柱; 王林军【作者单位】上海大学材料科学与工程学院上海200444【正文语种】中文【中图分类】TN320 引言功率MOSFET器件广泛应用于电机控制、开关电源等场合,功率等级从几十瓦到上百千瓦。

在实际应用电路中,由于米勒效应的影响,使驱动信号在MOSFET米勒平台处经常发生振荡。

为了保证功率MOSFET的稳定可靠运行,需要对栅极驱动进行优化[1]。

由于米勒电容的存在,在MOSFET的开通和关断过程中UGS形成了米勒平台[2]。

如果MOSFET驱动电路设计不够合理,驱动信号可能在米勒平台上产生严重的振荡。

米勒平台振荡导致栅极电压UGS小于UGS(th)阈值电压,使功率MOSFET在开通的过程中出现关断现象,延迟了MOSFET开通时间,增加了开通损耗。

同时,驱动信号的剧烈振荡,引起MOSFET的漏极电压振荡,使另一个MOSFET误开通,出现上下桥臂直通的现象[3],增加了MOSFET器件损坏的风险。

为此,研究米勒平台处振荡产生的原因并采取相应的措施对米勒振荡进行抑制便尤为重要。

本文详细研究了MOSFET开关过程中,栅极电压、漏极电压、漏极电流的变化过程,分析了米勒平台产生振荡的原因,并提出了抑制米勒振荡的措施,对功率MOSFET的驱动开发具有一定的指导意义。

1 MOSFET开通关断过程为了了解MOSFET米勒平台[4]产生的原因,分析MOSFET的开通和关断过程。

图1所示为功率MOSFET的等效模型。

图1 MOSFET等效模型图1中,CGS为栅极源极寄生电容,CGD为栅极漏极寄生电容,CDS为漏极与源极寄生电容。

在MOSFET的DATASHEET中,输入电容Ciss=CGS+CGD(CDS短路);反向传输电容Crss=CGD,也被称作米勒电容;输出电容Coss=CDS+CGD。

mosfet米勒效应产生原理

mosfet米勒效应产生原理

mosfet米勒效应产生原理Mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的半导体器件,其工作原理涉及到米勒效应。

本文将介绍Mosfet米勒效应的产生原理。

Mosfet器件是由P型和N型半导体材料组成的晶体管。

其结构包括栅极、漏极和源极。

当外加电压施加在栅极上时,形成了一个电场。

栅极和源极之间形成了一个PN结。

当栅极电压高于源极时,PN结会形成正向偏置。

这时,由于栅极电场的作用,N型半导体将形成一个N沟道。

当栅极电压低于源极时,PN结会形成反向偏置,N沟道会被截断。

当Mosfet工作在放大区时,即栅极电压高于源极电压时,N沟道会形成。

这时,当漏极电压施加在Mosfet上时,电荷会从源极流向漏极,形成漏极电流。

而当漏极电压比源极电压低时,N沟道会被截断,电流无法通过。

因此,Mosfet可以通过控制栅极电压来控制漏极电流的大小。

米勒效应是指在Mosfet器件中,由于栅极和漏极之间存在一个电容,称为栅漏电容。

当栅极电压发生变化时,栅漏电容会导致漏极电流的变化。

具体来说,当栅极电压上升时,栅漏电容会导致漏极电流上升。

当栅极电压下降时,栅漏电容会导致漏极电流下降。

这种现象称为米勒效应。

米勒效应的产生原理可以通过电荷运动的角度来解释。

当栅极电压上升时,栅漏电容会吸收电荷,形成一个电压降。

这个电压降会降低漏极电压,从而增加了漏极电流。

同样地,当栅极电压下降时,栅漏电容会释放电荷,形成一个电压升高。

这个电压升高会提高漏极电压,从而减小了漏极电流。

由于米勒效应的存在,Mosfet器件的放大倍数会受到影响。

具体来说,当栅极电压变化时,漏极电流的变化量与栅极电压变化量之间存在一个倍数关系,即放大倍数。

放大倍数越大,米勒效应对漏极电流的影响就越大。

为了减小米勒效应的影响,可以采取一些措施。

一种方法是增加栅漏电容的大小,这样可以减小栅漏电容对漏极电流的影响。

另一种方法是选择合适的工作点,使得栅极电压变化范围较小,从而减小了米勒效应的影响。

米勒自力式

米勒自力式

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米勒自力式(大纲)一、米勒自力式概述1.1米勒自力式的定义1.2米勒自力式的发展历程1.3米勒自力式的核心特点二、米勒自力式的原理与机制2.1原理简述2.2机制分析2.3米勒自力式与其他方法的区别三、米勒自力式的应用领域3.1企业管理3.2教育培训3.3个人成长3.4社会治理四、米勒自力式的实施步骤4.1目标设定4.2自我评估4.3能力提升4.4持续改进五、米勒自力式的优势与局限5.1优势分析5.2局限性探讨5.3改进措施六、我国米勒自力式的发展现状与前景6.1发展现状6.2存在问题6.3前景展望七、案例分析与启示7.1国内外成功案例介绍7.2失败案例分析7.3对我国米勒自力式发展的启示八、总结与建议8.1总结8.2政策建议8.3对未来研究的展望一、米勒自力式概述1.1 米勒自力式的定义米勒自力式,全称为米勒自力式压力平衡调节器,是一种用于流体压力控制的装置。

它通过内部的压力平衡原理,使得输出压力与输入压力保持恒定,从而达到调节压力的目的。

米勒自力式广泛应用于各种工业领域,如石油、化工、电力、航空等,是工业自动化中不可或缺的重要元件。

1.2 米勒自力式的发展历程米勒自力式起源于20世纪初,由美国工程师米尔顿·米勒(Milton Miller)发明。

详细解析MOS管开关时的米勒效应

详细解析MOS管开关时的米勒效应

详细解析MOS管开关时的米勒效应
今天小编就为大家详细解析一下MOS管开关时的米勒效应,各位认真
学习一下吧!
 米勒平台形成的基本原理
 MOSFET的栅极驱动过程,可以简单的理解为驱动源对MOSFET的输入
电容(主要是栅源极电容Cgs)的充放电过程;当Cgs达到门槛电压之后,MOSFET就会进入开通状态;当MOSFET开通后,Vds开始下降,Id开始上升,此时MOSFET进入饱和区;但由于米勒效应,Vgs会持续一段时间不再
上升,此时Id已经达到最大,而Vds还在继续下降,直到米勒电容充满电,Vgs又上升到驱动电压的值,此时MOSFET进入电阻区,此时Vds彻底降下来,开通结束。

 由于米勒电容阻止了Vgs的上升,从而也就阻止了Vds的下降,这样就会
使损耗的时间加长。

(Vgs上升,则导通电阻下降,从而Vds下降)
 米勒效应在MOS驱动中臭名昭着,他是由MOS管的米勒电容引发的米勒
效应,在MOS管开通过程中,GS电压上升到某一电压值后GS电压有一段
稳定值,过后GS电压又开始上升直至完全导通。

为什幺会有稳定值这段呢?因为,在MOS开通前,D极电压大于G极电压,MOS寄生电容Cgd储存的
电量需要在其导通时注入G极与其中的电荷中和,因MOS完全导通后G极
电压大于D极电压。

米勒效应会严重增加MOS的开通损耗。

(MOS管不能
很快得进入开关状态)
 所以就出现了所谓的图腾驱动!!选择MOS时,Cgd越小开通损耗就越小。

米勒效应不可能完全消失。

再谈米勒平台和线性区:为什么传统计算公式对超结MOSFET开关损耗无效

再谈米勒平台和线性区:为什么传统计算公式对超结MOSFET开关损耗无效

再谈米勒平台和线性区:为什么传统计算公式对超结MOSFET开关损耗无效刘松【期刊名称】《今日电子》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】4页(P37-40)【作者】刘松【作者单位】万国半导体元件(深圳)有限公司【正文语种】中文功率MOSFET在开关过程中要跨越放大区,也就是线性区,形成电流和电压的交叠区,从而产生开关损耗,米勒平台就是在这个过程中形成的一段时间相对稳定的放大区。

栅极驱动电压通常远大于米勒平台,那么为什么在开关过程中,VGS电压会保持平台不变?高压超结结构的米勒平台的时间长,但为什么反而开关损耗小?VGS为什么在米勒平台产生振荡?本文将详细地论述这些问题,从而在实际的应用中,提供设计优化的方向。

1. 功率MOSFET开关过程及米勒平台米勒平台出现于感性负载开关,在功率MOSFET数据表中,开关过程的测试基于图1所示的电路:MOSFET先导通,然后关断,在一定电流下再次开通后关断,基于第二次开关过程测量米勒平台。

模式1:t0~t1时刻VGS电压升高到阈值电压VTH,此过程VDS、ID维持不变。

模式2:t1~t2时刻VGS电压继续升高,电流ID从0开始增加,MOSFET工作在放大区(线性区),ID和VGS由跨导Gfs限制线性增加:在这个过程中理论上MOSFET的VDS电压不会变化,但是,由于回路di/dt变化,在杂散电感上感应出电压:图1 开关测试电路和波形其中,VLD为漏极回路寄生电感电压,VLS为源极回路寄生电感电压,VLD和VLS上正下负,和VDS方向相同,因此实际VDS电压就略有下降,如图t1~t2时刻电压波形。

图2 寄生电感的感应电压CGS大,CGD非常小,驱动电流主要给CGS充电,因此,流过CGS电流大,而流过CGD电流非常小,几乎可以忽略。

MOSFET开通后,二极管反向恢复产生反向恢复电流,因此在t2时刻有尖峰的脉冲电流,如图1所示。

模式3:t2~t3时刻在t2时刻,ID电流达到系统最大电流、也就是电感的最大电流IL,对应的由跨导限制的VGS电压为VGP,此时ID电流不可能再继续增加,由于跨导限制,VGS电压也不能增加要维持VGP不变,但是驱动回路仍然提供驱动的电流,试图迫使VGS电压上升。

米勒循环与阿特金森循环的区别 -回复

米勒循环与阿特金森循环的区别 -回复

米勒循环与阿特金森循环的区别-回复米勒循环和阿特金森循环是两种常见的热力循环模型,在能源转换和发电领域有着广泛的应用。

本文将从循环原理、工作流程以及优缺点等多个方面,一步一步回答关于米勒循环和阿特金森循环的区别。

一、循环原理的区别1. 米勒循环的原理:米勒循环是一种理想的循环模型,用于描述理论上的内燃机工作原理。

其基本原理是将工作气体进行压缩、加热、膨胀和冷却等一系列过程,以完成能量转换。

2. 阿特金森循环的原理:阿特金森循环是一种用于蒸汽动力机的热力循环模型,其基本原理是通过锅炉产生蒸汽,再利用蒸汽驱动涡轮机旋转发电。

二、工作流程的区别1. 米勒循环的工作流程:米勒循环包括四个基本过程:压缩、加热、膨胀和冷却。

首先,工作气体在压缩过程中被压缩到很高的压力下;接着在加热过程中,高压工作气体与燃料混合并燃烧,从而获得高温高压的燃气;然后,在膨胀过程中,高温高压的燃气推动活塞或涡轮旋转,从而产生功;最后,在冷却过程中,工作气体的余热通过冷却介质传递出去,将循环中的能量损失降至最低。

2. 阿特金森循环的工作流程:阿特金森循环包括五个基本过程:加热、膨胀、冷凝、抽吸和压缩。

首先,蒸汽在加热过程中通过锅炉得到高温高压状态;然后,在膨胀过程中,高温高压蒸汽推动涡轮旋转,产生功;接下来,蒸汽在冷凝过程中通过冷凝器冷却并转化为液态水;然后,在抽吸过程中,泵将冷凝器中的水抽回锅炉;最后,在压缩过程中,水通过泵被压缩为高压水,重新进入汽轮机循环。

三、循环效率的区别1. 米勒循环的循环效率:米勒循环的循环效率相对较低,主要原因是循环中有很大一部分能量会以废热的形式散失。

2. 阿特金森循环的循环效率:阿特金森循环的循环效率相对较高,因为蒸汽作为工作介质的特性决定了其在发电过程中有较少的能量散失。

四、优缺点的区别1. 米勒循环的优缺点:优点:米勒循环结构简单、工作稳定、制造成本较低,适用于小型内燃机的应用。

缺点:米勒循环能量损失较大,循环效率相对较低。

米勒循环工作原理

米勒循环工作原理

米勒循环工作原理哎呀,米勒循环,这个听起来就像是那种只有在大学课本里才会出现的复杂玩意儿。

但是,别担心,我会尽量用大白话来给你讲讲这个听起来有点枯燥的东西。

首先,咱们得明白,米勒循环,它其实是一种化学反应,就像你在家做蛋糕一样,只不过这个反应是在实验室里进行的,而且是为了制造一种叫做“氨基酸”的东西。

氨基酸,你懂的,就是那种你身体里的蛋白质的基本组成部分。

想象一下,你在一个厨房里,准备做蛋糕。

你需要面粉、糖、鸡蛋和牛奶,对吧?米勒循环也是类似,它需要一些基本的“原料”:氨、甲烷、水和氢气。

这些原料就像是你的面粉和糖,是化学反应的起点。

然后,你得把这些东西混合在一起,对吧?米勒循环也是,它把这些原料混合在一起,然后加热,让它们发生化学反应。

这个过程就像是你的烤箱,让蛋糕里的原料发生化学反应,变成美味的蛋糕。

但是,米勒循环的“烤箱”是在一个密封的容器里,而且温度要高得多,差不多有200摄氏度。

在这种高温下,这些原料开始发生化学反应,形成氨基酸。

这个过程就像是你的蛋糕在烤箱里慢慢膨胀,变成金黄色。

现在,让我们来聊聊细节。

米勒循环的实验是由一个叫斯坦利·米勒的科学家在1953年做的。

他把氨、甲烷、水和氢气放在一个密封的容器里,然后加热,模拟了地球早期大气的条件。

他发现,这些原料在这种条件下可以形成氨基酸。

这个实验的有趣之处在于,它向我们展示了生命起源的一种可能性。

想想看,如果地球早期的大气里就有这些原料,那么生命最初的分子可能就是这样形成的。

所以,米勒循环不仅仅是一个化学反应,它还让我们对生命如何开始有了更多的想象。

就像你在家做蛋糕,虽然你只是按照食谱一步步来,但每次做出来的蛋糕都可能有点不一样,这就是生命的魅力。

好了,回到米勒循环,这个实验告诉我们,生命可能并不是那么遥不可及。

就像你做蛋糕,虽然听起来复杂,但只要你有正确的原料和方法,你也可以做出美味的蛋糕。

所以,下次当你看到米勒循环这个词的时候,不妨想想,这可能就是生命蛋糕的配方之一。

米勒板冷却原理

米勒板冷却原理

米勒板冷却原理介绍米勒板冷却原理是一种利用米勒板进行主动冷却的技术。

它通过在米勒板上施加电场来实现热量的传导,从而降低器件的温度。

该原理在许多领域都有应用,包括微电子器件、激光器、光通信设备等。

本文将深入探讨米勒板冷却原理的工作原理、优缺点以及应用领域。

工作原理米勒板冷却原理的工作原理基于Peltier效应。

Peltier效应是指当通过两个不同材料的接触界面施加电流时,将在该界面上产生热量的吸收或释放。

在米勒板冷却中,米勒板是由两种具有相反Peltier系数的材料组成的。

当在米勒板上施加正向电流时,其中一种材料吸收热量,另一种材料释放热量,从而实现热量的传导。

优点米勒板冷却具有以下几个优点: 1. 主动冷却:相比被动散热方法,米勒板冷却能够主动控制器件的温度,提高器件的性能和可靠性。

2. 高效:米勒板冷却的效率较高,能够快速降低器件的温度,减少散热时间。

3. 尺寸小:米勒板冷却器件的尺寸较小,可以方便地集成到微型电子器件中,提高器件的紧凑性和集成度。

缺点尽管米勒板冷却有很多优点,但也存在一些缺点: 1. 能耗较高:由于需要施加电流来实现热量传导,米勒板冷却需要耗费较多的电能。

2. 复杂的设计和制造:米勒板冷却器件的设计和制造过程相对复杂,需要特殊的材料和工艺。

3. 限制应用范围:由于米勒板冷却需要施加电场来实现热量传导,其应用范围受到电场的限制,不适用于一些对电场敏感的器件。

应用领域米勒板冷却原理在以下领域有着广泛的应用: 1. 微电子器件:在微处理器、集成电路等微电子器件中,温度的升高会对器件性能和可靠性产生负面影响。

米勒板冷却能够快速、准确地降温,提高微电子器件的性能。

2. 激光器:激光器在工作时会产生大量热量,导致器件温度的升高。

通过应用米勒板冷却原理,可以有效地降低激光器的温度,提高激光器的效率和寿命。

3. 光通信设备:光通信设备中的光电器件和光学组件容易受到温度的影响。

米勒板冷却可以快速降低光通信设备的温度,提高光学性能和稳定性。

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图5 IRF540 的 Ciss=CGS+CGD=1700pF, Crss=CGD=120PF, 那么 CGS=Ciss-CGD=1580pF. 需要指出的 是两者的值都与电容两端的电压相关,这也就是为什么在 DATASHEET 中会标明测试的条 件。因此,相应的瞬态电容值与乘积(CGS*VGS)和(CGD*VGD)的斜率有关,既
图 10
参考资料: 1.Wikipedia, Miller Effect, Common Source. 2.Vishay APP NOTE AN605, AN608 3.IRF540 Datasheet
电压尖峰处于米勒平台之前。
图 9
ห้องสมุดไป่ตู้
若负载为阻性时,其波形过程为:IDS 从 0 开始上升时,VDS=Vcc-(IDS*Load) ,所以 VDS 同时开 始下降,MOSFET 即刻形成一个放大电路,VGS 进入米勒平台。由于 IDS 的上升过程和 VGS 进入 米勒平台为同一时间, 在杂散电感上形成的感应电压便叠加在了米勒平台区间。 仿真结果如 图 10(下图中的 Vds 应为 Vgs) ,
图8 这里需要指出的是,图 3 只是一个近似的画法,大家普遍认同 IDS 的拐点与 VGS 进入米勒平台 发生在同一时刻。这样杂散电感产生的尖峰就出现在了米勒平台之前。但是 VGS 进入米勒平 台的时间是由 CGD 与 VGD 的乘积(CGD*VGD)的斜率决定的。当漏极电流很小且输出阻抗很大的 时候,VGS 进入米勒平台的时间要早于 IDS 的拐点。这时,源极的杂散电感形成的电压尖峰就 出现在了米勒平台之间。 由于上面那段话过于生涩,经 greendot 老师的指点,这里可以用一个比较简单的方法或者 说是经验来判断杂散电感的尖峰所处的位置。若 MOSFET 连接的负载为感性(连接于 MOSFET 的漏极) ,则产生的波形如图 3 所示,产生的尖峰处于平台之前。其作用原理:假设用一个 电流源来模拟感性负载,并在其两端反向并联一个二极管用于模拟 MOSFET 关断期间的电流 回路,如图 9 所示。当 Vgs 上升至 Vth 时,IDS 从 0 开始上升,并由式(3)在 VGS 上产生感应电 压。在 IDS 上升至拐点既 IDS 等于电流源电流之前,会有一部分的电流通过二极管返回至电流 源。此时,由于二极管嵌位的作用,VDS 两端的电压为供电电压 Vcc(忽略二极管正向导通电 压) 。联系本文关于米勒效应的描述,VDS 电压不变的时候,MOSFET 的放大增益为 0,所以此 时的 VGS 曲线还没有受到米勒效应的影响。当 IDS 上升至拐点后,二极管关断,VDS 的电压再开 始下降,如图 3 所示。此时 MOSFET 形成了一个放大电路,CGD 受到米勒效应的影响,使得 VGS 进入米勒平台。但 IDS 已不再变化,此刻的式(3)为 0,所以形成的电压尖峰处于米勒平台 之前。 再次感谢一花一天堂的仿真图。通过对比可以发现,感性负载是的杂散电感在 VGS 上生成的
在 0-t1 的时间内上升到 MOSFET 的阈值电压。 漏极电流 IDS 从 t1 结束时到 t3 开始时从 0 上升 到稳定负载电流,VGS 继续上升到米勒平台电压 VGP。在 t3 时间内,VGS 一直处于平台电压, VDS 开始下降至正向导通电压 VF。在 t3 时间后,VGS 继续上升。这里我们来分析一下为什么 波形会是这个样子。
图6 在 t3 时间段以后,VGD=VF 且不再变化,此时的 CGD 的电容值也就变成了一个固定的值,并 且容值比之前大了很多甚至接近于 CGS。因此,在 t3 之后的 VGS 上升的斜率不如在 t1 内的那 般陡峭,而是平缓了很多如图 3 所示。
很多人在测试 VGS 波形的时候,观测到的并不是一个平台,而是一个坑,既在平台之前有 一个电压尖峰。借用网友荨麻草的图来说明情况,
图3 首先,我们需要先要了解一下 MOSFET 寄生电容的大体情况。在 MOSFET 的 DATASHEET 中,采用的定义方法如图 4 所示。需要注意的是,Crss 就是我们所说的 CGD。
图4 一般而言,在 MOSFET 关闭的状态下,CGS 比 CGD 要大很多。以大家熟知的 IRF540 为例,
( 1) 图2
( 2)
MOSFET 形成的电压放大器的增益需要根据其输出和输入电阻来判断,不同的 MOSFET 会 有不同的结构,所以增益很难量化,某些情况下其放大系数可以达到数百倍。CGD 则形成了 一条反馈回路(连接输出端口 Drain 和输入端口 Gate) ,于是在 MOSFET 中的米勒效应就形 成了。 接下来就是万众瞩目的米勒平台了,MOSFET 开启时的电压和电流曲线如图 3 所示。VGS
如果把阻抗 Z 替换为容值为 C 的电容,
Z in
图1
1 sC (1 Av )
由此可见,反向电压放大器增加了电路的输入电容,并且放大系数为(1+Av) 。这个效应最 早是由 John Milton Miller 发现的并发表在他 1920 的著作中,所以称之为米勒效应。 再联系到我们的 MOSFET ,加入寄生电容的原理图可以由下左图来表示。假设想象图 2 (1)的的 MOSFET 是一个共源电路(common source) :Drain 为输出端,Source 接地,Gate 为输入端。根据 MOSFET 的小信号模型,MOSFET 形成了一个反向电压放大器,其等效电 路可以由图 2(2)来表示。
CGS _ tran CGD _ tran
d (CGS VGS ) (1) dt d (CGD VGD ) ( 2) dt
接合 MOSFET 的图 3 来看,在 t3 时间之前,由于 CGS 远大于 CGD ,所以在此时间段内 VGS 的上升斜率主要有 CGS 决定。当 t3 开始时,参照式(2, )VGD 的变化使得给 CGD 在这个时间 段内的电容值增加,同样使得充电电流迅速增加。所以在 t3 时间内,VGS 的斜率主要由 CGD 的来决定。值得注意的是,VGS 在 t3 阶段内的斜率往往都很小甚至为 0,这是因为 VGD 在这 段时间的电压变化非常大, 使得门极中的大部分电流都用来给 CGD 充电, 从而只有很少或者 没有电流流向 CGS。再次使用 IRF540 为例, 在 DATASHEET 上的有这么一组数据, Qgs=11nC, Qgd=32nC. 从前面可以看出,MOSFET 关断状态下的 CGD 远远小于 CGS,但是却需要更 多的充电电荷。仔细看 Qgd 的注释中,标明了是受到了“Miller”米勒效果的放大。
图7 尖峰的主要形成原因与米勒效应并无太大关系, 主要是由于源极附近的杂散电感所致。 在图 3 的 t1-t3 时刻之间,骤然增加的源极极电流在杂散电感上感应生成了电压尖峰。
V L
di (3) dt
以下是网友一花一天堂的仿真对比试验, 通过在 MOSFET 的源级处加入 nH 级的电感来模拟杂 散电感。对比上下两幅图可知,源级附近的杂散电感为米勒平台间电压尖峰的主要原因。
米勒平台的形成原理
Written By NOT2MUCH, Inspired By Greendot, 一花一天堂,荨麻草
在描述米勒平台(miller plateau)之前,首先来看看“罪魁祸首”米勒效应(miller effect) 。 假设一个增益为-Av 的理想反向电压放大器如图 1 所示,在放大器的输出和输入端之间连接 一个阻值为 Z 的阻抗。定义输入电流为 Ii(假设放大器的输入电流为 0) ,输入阻抗为 Zin, 那么有如下的等式关系,
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