IGBT中的MOS结构—输入电容（下）

上一章我们讲到的变化趋势，至于，可以按照相同的方式进行分析，即 栅极与漏极极之间的电容。开通过程中，因不存在耗尽反型过程，所以就是栅氧与N_drift区域重叠的部分所形成的电容；

但是关断过程中，因为P-base和N_drift所形成的PN结承受高压而产生耗尽区，所以也会形成一个与串联的耗尽区电容，如图中所示，这里不再详述。

至此，我们是不是可以得出输入电容就是和之和呢？还差一步，因为MOS使用过程中还存在负载，对输入电容是有影响的。

根据前面对MOS的IV特性分析，可以将MOS视为一个电压控制型电流源，其共源极等效电路如下图。

根据电路的基本原理，假设输入电容为，那么

根据等效电路，

显然，，综合以上几个关系式易得，

对照，得到MOS结构的输入电容为：

定义上式右边第二项为米勒电容，。显然米勒电容是随栅极电压变化的。

前面讲到MOS结构中电容的存在会决定器件的响应速度，即器件可工作的频率范围。从MOS的工作机制容易看出，开启过程中，电子从源极传输到漏极的时间主要由两个部分构成：

一是栅极电容的充电时间，至形成反型沟道，从而具备电子传输的通道；

二是电子从沟道中通过的时间，对于功率型MOS而言，还要包括电子通过低掺杂扩散区直到漏极的扩散时间。

对于关断过程，则与开启相反。这里我们把前者称为开关时间，后者称为渡越时间。

对于渡越时间，这里将其物理过程描述如下，感兴趣的读者可以参考作推导。渡越沟道所需时间取决于沟道内的电子饱和速度和沟道长度，，即速度取决于沟道内的迁移率和沿沟道方向的电场强度，该电场强度又取决于漏极和源极之间的电势梯度；渡越低掺杂扩散区所需时间取决于扩散速度和扩散区深度，即速度取决于与扩散系数和平均自由程，扩散系数同样与扩散区的迁移率相关，而平均自由程则与浓度相关。

下面对与电容充电相关的开关时间作简要分析。随着频率的增加，输入电容的容抗减小,所以频率响应一定存在一个极限值，这个极限值通常被定义为截止频率，对应输出电流与输入电流的增益为1时的频率。即：

化简后，