Эффект Миллера

Инвертирующий усилительный элемент охвачен обратной связью.

Эффект Миллера на биполярном транзисторе в схеме с общим эмиттером

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

Так при коэффициенте усиления по напряжению $K_U\,$ эффективная электрическая ёмкость, приведённая к взаимной ёмкости между входом и шиной питания^{[a 1]} увеличится при выключении в $(1+K_U)\,$ раз.

Эффект Миллера в 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, транзистор сложнее выключить, чем включить. Появляется нагрузочная нелинейность. В радиотехнике 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).

Исторические аспекты

Эффект Миллера назван в честь Джона Мильтона Миллера.^[4] В 1920 году, в первых публикациях Миллер описывал эффект применительно к ламповым триодам.

Примечания

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

Источники

1. ↑ ^{1 2 3 4 5} Методы защиты от эффекта Миллера при схемотехническом проектировании биполярных микросхем
2. ↑ Подавление эффекта Миллера в схемах управления MOSFET/IGBT
3. ↑ Азбука транзисторной схемотехники | HamLab
4. ↑  (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 .