Эффект Миллера

Эффект Миллера — увеличение эквивалентной ёмкости инвертирующего усилительного элемента, обусловленное обратной связью с его выхода на вход[1]. Эффект наиболее явно проявляется в усилителях напряжения, построенных на радиолампах, на биполярных и полевых транзисторах, микросхемах[1].

Инвертирующий усилительный элемент охвачен обратной связью.
Эффект Миллера на биполярном транзисторе в схеме с общим эмиттером

Так при коэффициенте усиления по напряжению эффективная электрическая ёмкость, приведённая к взаимной ёмкости между входом, например базой транзистора и шиной питания[a 1] увеличится при выключении в раз.

Эффект Миллера в схемах на биполярных транзисторах, в схемах с общим эмиттером, где напряжение усиливается в β раз[a 2], приводит к значительному[1][a 3] увеличению эффективной ёмкости между базой и коллектором (ёмкость Миллера)[1]. При этом ухудшаются динамические свойства каскада[1]. Например, для каскада на входе, биполярный транзистор сложнее выключить, чем включить. Появляется нагрузочная нелинейность, увеличивается влияние на предыдущие каскады. В быстродействующих импульсных схемах эффект Миллера может приводить к появлению сквозных токов[2].

Эффект Миллера может быть значительно ослаблен схемотехническими модификациями. Например, каскодный способ включения транзисторов позволяет значительно уменьшить эффект Миллера[3]. В импульсных и силовых схемах для подавления эффекта используется ряд других способов (схема Бейкера, форсирующая RC-цепь и др). Для активного подавления эффекта Миллера иногда применяют подключение схемы перезаряда затвора в обход токоограничительных резисторов[4].

Исторические аспекты править

Эффект Миллера назван в честь Джона Мильтона Миллера[5]. В 1920 году, в первых публикациях Миллер описывал эффект применительно к ламповым триодам.

Примечания править

  1. эмиттером для случая усилителя на n-p-n транзисторе, приведённого на рисунке
  2. обычно β = 30—150
  3. приблизительно в β раз

Источники править

  1. 1 2 3 4 5 Методы защиты от эффекта Миллера при схемотехническом проектировании биполярных микросхем. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано 24 сентября 2015 года.
  2. Подавление эффекта Миллера в схемах управления MOSFET/IGBT. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано 22 ноября 2012 года.
  3. Азбука транзисторной схемотехники | HamLab. Дата обращения: 22 сентября 2011. Архивировано 24 марта 2011 года.
  4.  (англ.) EEWeb-Avago Technologies, «Active Miller Clamp». Архивная копия от 4 июля 2015 на Wayback Machine
  5.  (англ.) John M. Miller, "Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube upon the load in the plate circuit, " Scientific Papers of the Bureau of Standards, vol.15, no. 351, pages 367—385 (1920). Available on-line at: http://web.mit.edu/klund/www/papers/jmiller.pdf Архивная копия от 26 февраля 2007 на Wayback Machine.