mos管结电容,结电容对电路的影响-KIA MOS管
信息来源：本站 日期：2025-04-10
MOS管的结电容是器件内部因半导体结构形成的寄生电容。
主要包括：
栅源电容（Cgs）：栅极与源极之间的电容，影响开启/关断速度。
栅漏电容（Cgd，又称米勒电容）：栅极与漏极之间的电容，开关过程中因米勒效应会显著延长过渡时间。
漏源电容（Cds）：漏极与源极之间的电容，与体二极管特性相关。
这些电容的容值并非固定，而是随Vds电压非线性变化，尤其在功率MOSFET中更为明显。
MOS管结电容，是MOS管在极化时，于栅极与漏极/源极间形成的、能存储电荷的电容。它作为MOS管的关键参数，对管子的动态功耗、响应速度等特性有着决定性影响，尤其在高频应用中，其表现尤为关键。
势垒电容：功率半导体中，当N型和P型半导体结合后，由于浓度差导致N型半导体的电子会有部分扩散到P型半导体的空穴中，因此在结合面处的两侧会形成空间电荷区（该空间电荷区形成的电场会阻值扩散运动进行，最终使扩散运动达到平衡）。
扩散电容：当外加正向电压时，靠近耗尽层交界面的非平衡少子浓度高，远离非平衡少子浓度低，且浓度自高到底逐渐衰减直到0。当外加正向电压增大时，非平衡少子的浓度增大且浓度梯度也增大，外加电压减小时，变化相反。该现象中电荷积累和释放的过程与电容器充放电过程相同，称为扩散电容。
寄生电容结构
MOS管寄生电容结构如下，其中，多晶硅宽度、沟道与沟槽宽度、G极氧化层厚度、PN结掺杂轮廓等都是影响寄生电容的因素。
根据MOS管规格书中对三个电容的定义可以知道：
Ciss = Cgs + Cgd ;
Coss = Cds ＋ Cgd;
Crss = Cgd;
因此可以得到MOS管单独三个引脚之间的电容Cgs栅源电容、Cgd栅漏电容、Cds漏源电容。Cds漏源电容又叫米勒电容。
开关时间和开关损耗：
输入电容（Ciss）影响开关时间和开关损耗。较大的输入电容会导致开关时间延长，增加开关损耗，从而影响电路的效率和稳定性。
谐振现象：
输出电容（Coss）可能导致谐振现象。在开关过程中，输出电容会充电和放电，如果处理不当，可能会引起电路的谐振，影响电路的稳定性和可靠性。
自激振荡：
反向传输电容（Crss）影响关断延时，并可能引起自激振荡。自激振荡会导致电路无法正常工作，甚至损坏器件。
漏电流增加：
寄生电容的存在会导致漏电流增加，特别是在高频工作条件下。这会影响MOSFET的功耗和效率。
响应时间缩短和信号延迟增加：
寄生电容会储存电荷，导致MOSFET的响应时间缩短，但也可能导致信号延迟增加和输出波形失真。
功耗增加：
由于寄生电容会储存电荷并在切换过程中释放，这会导致MOSFET的功耗增加，特别是在高频应用中更为明显。
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