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  密勒效应(Miller effect)是在电子学中，反相放大电路中，输入与输出之间的分布电容或寄生电容由于放大器的放大作用，其等效到输入端的电容值会扩大1+K倍，其中K是该级放大电路电压放大倍数。

  虽然一般密勒效应指的是电容的放大，但是任何输入与其它高放大节之间的阻抗也能够通过密勒效应改变放大器的输入阻抗。

  我们先来看IGBT开通时的典型波形：

  上图中，绿色的波形是GE电压，蓝色的波形是CE电压，红色的波形是集电极电流IC。在开通过程中，GE的电压从-10V开始上升，上升至阈值电压后，IGBT导通，开始流过电流，同时CE电压下降。CE电压下降过程中，门极电压不再上升，而是维持在一定的电压平台上，称为米勒平台。在这期间，CE电压完全降至0V。随后GE电压继续上升至15V，至此整个开通过程完成。

  IGBT门极电压在开关过程中展现出来的平台称为米勒平台。导致米勒平台的“罪魁祸首”是IGBT 集电极-门极之间寄生电容Cgc。由于半导体设计结构, IGBT内部存在各类寄生电容，如下图所示，可分为栅极-发射极电容、栅极-集电极电容和集电极-发射极电容。其中门极与集电极(or漏极)之间的电容就是米勒电容，又叫转移电容，即下图中的C2、C5。

  IGBT的寄生电容

  在IGBT桥式应用中，如果关断没有负压，或者开关速度过快，米勒电容可能会导致寄生导通。如下图，两个IGBT组成一个半桥，上下管交替开通关断，两个管子不允许同时导通，否则不仅会增加系统损耗，还可能导致失效。当下管IGBT开通时，负载电流从下管流过，CE间电压从母线电压降至饱和电压Vcesat。而此时，上管IGBT必须关断，CE间电压从饱和电压跳变到母线电压。上管电压的从低到高跳变，产生很大的电压变化率dv/dt。dv/dt作用在上管米勒电容上，产生位移电流。位移电流经过门极电阻回到地，引起门极电压抬升。如果门极电压高于阈值电压Vth，则上管的IGBT会再次导通，并流过电流，增加系统损耗。

  怎么判断是否发生了寄生导通呢?

  一个实验帮助理解和观察寄生导通。在双脉冲测试平台中，让上管在0V和-5V的关断电压条件下，分别作两次测试，观察下管的开通波形。当Vgs=-5V时，下管开通电流的包裹面积，明显小于当Vge=0V时的电流包裹面积，充分说明，当Vge=0V时，有额外的电流参与了开通过程。这个电流，就是来自于上管的寄生导通。

  如何避免寄生导通?

  从器件角度看，有几个重要的参数：

  低米勒电容 - 米勒电容越小，相同的dv/dt下，位移电流越小。这一点，英飞凌IGBT7和CoolSiC™ MOSFET尤其出色。以FP25R12W1T7为例，它的米勒电容Crss仅有0.017nF，相比同电流IGBT4的0.05nF，减少了近2/3。

  高阈值电压 - 阈值电压如果太低，米勒效应感应出的寄生电压就很容易超过阈值，从而引起寄生导通。这一条对于IGBT不是问题，绝大部分IGBT的阈值在5~6V之间，有一定的抗寄生导通能力。但SiC MOSFET不一样，因为SiC MOSFET沟道迁移率比较低，大部分SiC MOSFET会把阈值做得比较低(2~4V)，这样虽然可以提高门极有效过驱动电压Vgs-Vth，进而降低SiC MOSFET的通态电阻，但是米勒效应引起的门极电压抬升就很容易超过阈值电压，这一现象在高温时尤其明显，因为阈值电压随温度上升而下降。英飞凌CoolSiC™ MOSFET因为采用了沟槽型结构，垂直晶面的沟道迁移率较高，所以可以把阈值做得高一点，而不影响其通态压降。CoolSiC™ MOSFET阈值电压典型值 为4.5V，再加上极低的米勒电容，从而具有非常强的抗寄生导通能力。

  从驱动的角度看：

  使用负压关断。如果米勒电容引起的门极电压抬升是7V，叠加在-5V的关断电压条件下，门极实际电压为2V，小于阈值电压，不会发生寄生导通。而如果0V关断的话，可想而知门极实际电压就是7V，寄生导通将无法避免。一般电流越大，需要的负压越深。

  使用带米勒钳位的驱动芯片。米勒钳位的原理是，在IGBT处于关断状态(Vg-VEE低于2V)时，直接用一个低阻通路(MOSFET)将IGBT的门极连接到地，当位移电流出现时，将直接通过MOSFET流到地，不流过门极电阻，自然也就不会抬升门极电压，从而避免了寄生导通。

  带米勒钳位的驱动芯片内部框图

  典型应用电路

  开通与关断电阻分开。寄生导通发生时，位移电流流过关断电阻，从而抬升了门极电压。如果减小关断的门极电阻，则可以降低门极感应电压，从而减少寄生导通的风险。

  功率器件中的米勒效应来自于IGBT或MOSFET 结构中的门极—集电极/漏极之间寄生电容Cgc 或Cgd。米勒电容可能会引起寄生导通，从而导致系统损耗上升。抑制米勒寄生导通，要注意选择具有较低米勒电容，或者是较高阈值电压的器件，驱动设计上可以选择负压驱动、米勒钳位、开通及关断电阻分开等多种方式。