密勒效应

更新时间:2022-08-26 10:11

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

术语简介

密勒效应是以约翰·米尔顿·密勒命名的。1919年或1920年密勒在研究真空管三极管时发现了这个效应,但是这个效应也适用于现代的半导体三极管

指电子管的阳极通过阳一栅电容在栅极感应的静电荷 增大了有效栅一阴电容。

可以采用平衡法(或中和法)等技术来适当地减弱密勒电容的影响。

平衡法即是在输出端与输入端之间连接一个所谓中和电容,并且让该中和电容上的电压与密勒电容上的电压相位相反,使得通过中和电容的电流恰恰与通过密勒电容的电流方向相反,以达到相互抵消的目的。

主要特点

缺点

密勒电容对器件的频率特性有直接的影响。

例如,对于BJT:在共射(CE)组态中,集电结电容势垒电容正好是密勒电容,故CE组态的工作频率较低。

对于MOSFET:在共源组态中,栅极漏极之间的覆盖电容Cdg是密勒电容,Cdg正好跨接在输入端(栅极)与输出端(漏极)之间,故密勒效应使得等效输入电容增大,导致频率特性降低。

优点

① 采用较小的电容来获得较大的电容(例如制作频率补偿电容),这种技术在IC设计中具有重要的意义(可以减小芯片面积);

② 获得可控电容 (例如受电压或电流控制的电容) 。

预防方法

发射极电路的24LC32输入电容CI为基极一发射极间电容CbE与由于密勒效应而乘上(AV+1)后的基极一集电极间电容CbE之和。

但是,如图1所示,渥尔曼电路的共发射极电路,由于Av=0,Ci仅为CbE与Cbc之和,没有发生共发射极电路避免不了的密勒效应。因此,在渥尔曼电路的共发射极电路中(下面的晶体管),没有因密勒效应而使频率特性变坏。所以.该渥尔曼电路中的共发射极电路是Av=0,可以认为作为放大电路是完不发生密勒效应

共发射极电路的输入电容C.为基极一发射极间电容CbE与由于密勒效应而乘上(AV+1)后的基极一集电极间电容Cbc之和。

但是,如图1所示,渥尔曼电路的共发射极电路,由于Av=0,Ci仅为CbE与Cbc之和,没有发生共发射极电路避免不了的密勒效应。

所以.该渥尔曼电路中的共发射极电路是AV≈1,可以认为作为放大电路是完全不起作用的。但是,如照片所示,在发射极上出现与输入信号u.相同的交流成分,由于让直接地加在发射极电阻RE上(因R3被C5与C6接地,在交流上与不存在一样),所以共发射极电路作为由Vi使发射极电流变化的可变电流源而进行工作。

应用

密勒效应在电子电路中,应用很广泛。

(1)密勒积分

集成运算放大器开环增益A很高的情况下,展宽积分线性范围,提高运算精度,获得了广泛的运用。

(2)用密勒电容补偿,消除自激反应

由于密勒电容补偿后的频率响应,是一种在0dB带宽不受损失的情况下, 使集成运算放大器没有产生自激可能品质优良的“完全补偿‘。

同时,密勒效应使小补偿电容可以制作在基片上,从而实现了没有外接补偿元件的所谓“ 内藏补偿” 。

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