MOSFET TURN ON시 발생하는 Switching loss에서 Miller cap과 관련한 CHAT GPT의 이해 따라가기

MOSFET를 켜고 끌 때 발생하는 스위칭 손실은 크게 두 가지로 나뉩니다. 하나는 전하를 축적하거나 방출하는 데 필요한 적분 작업으로 인해 발생하는 전하 손실(Charge loss)이고, 다른 하나는 MOSFET의 Miller Capacitance(밀러 캐패시턴스) 때문에 발생하는 전압 손실(Voltage loss)입니다.

Miller Capacitance란 Gate와 Drain 사이의 Capacitance를 의미합니다. MOSFET는 Gate voltage가 High 상태에서 켜지며, Drain에서 Gate로 돌아가는 Capacitance가 있어서 이를 축적해놓아서 Gate voltage가 Low가 되더라도 일정시간동안 켜져 있는 상태가 유지됩니다. 이 때 Gate voltage를 Low로 바꾸는 작업에 필요한 전하량은 기존에 축적된 전하량과 새로 들어오는 전하량의 합으로 결정됩니다.

따라서 MOSFET가 Switching 될 때, Miller capacitance에 축적된 전하량을 Gate에서 제거하는 작업을 수행해야 합니다. 이 작업에 필요한 전하량은 Gate-Source voltage를 큰 값에서 작은 값으로 바꾸는 작업으로 인해 발생합니다. 이 작업은 매우 빠르게 진행되며, 이를 위해 충분한 전류가 필요합니다. 이 과정에서 발생하는 전압 손실은 MOSFET의 Switching 손실 중에서 가장 큰 부분을 차지하게 됩니다.

따라서 MOSFET의 Switching 손실을 줄이기 위해서는, Miller capacitance를 최소화하거나 Switching 속도를 늦추는 등의 방법을 사용하여 Miller capacitance에 축적된 전하량을 최소화하는 것이 중요합니다. 또한, Switching 손실을 줄이기 위해 적절한 드라이브 회로를 사용하거나, 적절한 Snubber 회로를 설계하여 Switching 손실을 최소화할 수 있습니다.