1、米勒效应的定义

 反相放大电路中，输入与输出间的分布或寄生电容由于放大器的放大作用。其等效到输入的电容值会扩大1+AV倍，其中AV是该级放大电路的电压放大倍数，这一特性称为米勒效应，推理过程如下：

图1：反相放大电路米勒效应推理电路

根据MOS管的小信号模型，加入寄生电容等效的电路，MOS管形成了反向电压放大器，其等效电路如下图所示：    

图2：MOS管小信号模型与等效反向放大器模型

2、米勒效应平台形成机理

MOS管器件在饱和区，ID电流随VGS电压的增大而减小，呈现反相放大器特性，而存在米勒效应，CGD则称为米勒电容。向MOS管G极施加电压时，将产生输入电流IGATE=I1+I2:I1=CGD*d(VGS-VGD)/dt;I2=CGS*dVGS/dt),而AV=-VDS/VGS(饱和区MOS管上施加VGS，其VDS就会下降),有I1=CGD*(1+AV)dVGS/dt，故IGATE=I1+I2=[CGD*(1+AV)+CGS]dVGS/dt。    

图3：MOS管寄生电容等效

MOS管电压大于VTH进入饱和区后，VDS开始下降，因而CGD开始增大，CISS会急剧增大[（1+AV）*CGD],这样VGS的电压斜率几乎为零，呈现米勒平台平坦区域。当VDS下降到VGS-VTH值时，米勒平台结束，进入MOS线性区。

图4：MOS管米勒平台区域

3、米勒效应平台VDS下降拐点的形成机理

由于超结MOS管在开通开始的纵向扩散，比较小的GD电容,所以VDS开始下降的比较快，大约在下降到100V时，纵向扩散完成，变成横向扩散，GD电容变大，VDS下降的斜率变缓。    

图5：米勒平台VDS电压拐点图

4、米勒平台开始时的尖峰电压的形成机理

与米勒效应无关，主要有两个因素造成：一是MOS管源极（S极）的寄生电感，骤然增加的S极电流在寄生电感上感应电压尖峰；CCM模式体二极管的反向恢复电流流过MOS管，导致需要更大的VGS电压。

图6：米勒平台开始时电压尖峰测试波形

5、米勒平台的危害与抑制    

开关损耗影响分析与抑制

米勒效应会产生米勒平台，米勒平台的危害是开通阶段阻碍驱动电压的上升，关断阶段阻碍驱动电压的下降，延长了开关时间，增加了MOS管的开关损耗，降低了电路的效率。

图7：MOS管开关损耗（红色方框内交叉面积）

米勒电容阻止了VGS的上升，也就阻止了VDS的下降，使损耗的时间加长，必须抑制。主要改善方案有：一是降低在开关切换VDS开始下降时的点的位置，有助于减小平坦区域  效应，极限情况可以采用ZVS电路设计，让MOS管开始导通时其VDS已经到0V，消除了输入电容瞬间变大的过程。二是使用CGD较小的MOS管元件。    

图8：不同耐压MOS管米勒平台对比

栅极电压尖峰产生原因分析与抑制

米勒效应会产生米勒平台，米勒平台的危害是对于有上下管驱动的电路（LLC电路、电机驱动电路），上下管开通关断时，栅极会产生电压尖峰，尖峰的电压增加了上下管同时导通的风险，严重时会造成非常大的电流同时流过下下管，损坏器件。

图9：VGS驱动信号存在电压尖峰波形

VGS尖峰电压抑制的方法主要有：一是调整MOS管栅极驱动电阻参数；二是选择CRSS/CISS低的MOS管有助于降低VGS尖峰电压值，或者在MOS管的栅源之间增加并联电容，也会吸收dv/dt产生的栅漏电流。    

图10：VGS驱动信号存在电压尖峰波形（增加栅漏电容）

米勒振荡产生原因分析与抑制

米勒效应会产生米勒平台，米勒平台的危害是MOS管的反馈引入了电容，当这个电容足够大，并且前段信号变化快，后端供电电压高，三者结合起来，就会引起积分过冲振荡，也叫米勒振荡。

图11：MOS管的米勒振荡    

米勒振荡主要改善措施：一是减缓驱动强度，主要措施包含加大G极输入串联电阻的阻抗，在MOS管G-S极间并联瓷片电容。二是加快MOS管关断速度，主要措施包含增加二极管关断电路，增加三极管快速关断电路。