CAPACITANCIA DE EFECTO MILLER

CARRERA TELEINFORMATICA5TO SEMESTRE

INTEGRANTES:

Elvis MartínezElvis Martínez

Henry Coveña ArroyoHenry Coveña Arroyo

Cesar Lara PonceCesar Lara Ponce

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Efecto Miller

En la electrónica, el efecto Miller explica el aumento en la entrada equivalente de la capacitancia de un voltaje de inversión amplificador debido a la amplificación de la capacidad entre los terminales de entrada y de salida. La capacidad de entrada adicional debido al efecto Miller está dada por:

  Donde    es la ganancia del amplificador y C es la

capacidad de retroalimentación.   Aunque el término efecto Miller se refiere normalmente a la

capacitancia, en una resistencia conectada entre la entrada y la otra mostrando la ganancia nodo puede modificar la impedancia de entrada del amplificador a través de este efecto. Estas propiedades de efecto Miller están generalizadas por el teorema de Miller.

Derivación

Figura 1: Circuito para derivar el efecto Miller, con amplificador de tensión ideal

Considere la posibilidad de un ideal de tensión del amplificador de ganancia AV con una impedancia Z conectada entre sus nodos de entrada y de salida. La tensión de salida es por lo tanto Vo = AvVi. Suponiendo que la entrada del amplificador no consume corriente, todos los actuales flujos de entrada a través de Z, y por lo tanto dada por:

La impedancia de entrada del circuito es:

Si Z representa un condensador con una impedancia, La impedancia de entrada que resulta es:

Así, el efectivo o Miller capacitancia CM es la física C multiplicado por el factor (1 - Av).

Efectos Como la mayoría de los amplificadores se

invierte (es decir, Av <0), la capacidad efectiva en sus entradas se incrementa debido al efecto Miller. Esto puede reducir el ancho de banda del amplificador, lo que reduce su ámbito de actuación a las frecuencias más bajas. 

La unión pequeñas y capacitancias de fuga entre los terminales de base y el colector de un transistor de Darlington, por ejemplo, puede ser aumentado drásticamente por los efectos Miller, debido a su alta ganancia, la reducción de la respuesta de alta frecuencia del dispositivo.

 

También es importante señalar que la capacitancia Miller es la capacidad se ve mirando hacia la entrada.

 Si busca todas las constantes de tiempo RC (postes), es importante incluir también la capacidad de ver la salida. La capacidad de la salida es a menudo descuidado, ya que ve C(1 - 1 / Av) y salidas del amplificador son normalmente de baja impedancia. 

Sin embargo, si el amplificador tiene una salida de alta impedancia, por ejemplo,

si una etapa de ganancia es también la etapa de salida, esta RC puede tener un impacto significativo sobre el rendimiento del amplificador. Esto es cuando la división del poste se utilizan técnicas.

El efecto Miller también puede ser explotado para sintetizar grandes condensadores de los más pequeños. 

  Un ejemplo de ello está en la estabilización de

los amplificadores de retroalimentación, donde la capacidad necesaria puede ser demasiado grande para incluir la práctica en el circuito. Esto puede ser particularmente importante en el diseño de circuitos integrados, capacitores, donde puede consumir área significativa, aumentando los costos.

Mitigación El efecto Miller puede ser no deseado en muchos casos, y los

enfoques puede ser tratado de reducir su impacto. Varias técnicas son usadas en el diseño de amplificadores.

  Una etapa de buffer actual se puede agregar a la salida para

reducir la ganancia de unav entre los terminales de entrada y salida del amplificador (aunque no necesariamente la ganancia total). Por ejemplo, una base común puede ser utilizado como un buffer actual en la salida de un emisor común fase, formando un cascode. Normalmente, esto reducirá el efecto Miller y aumentar el ancho de banda del amplificador.

  Alternativamente, un tampón de tensión puede ser utilizado antes

de la entrada del amplificador, lo que reduce la impedancia efectiva vista por los terminales de entrada.Esto reduce la RC constante de tiempo del circuito y por lo general aumenta el ancho de banda.

Impacto en la respuesta de frecuencia

Figura 2: El amplificador operacional con retroalimentación condensador CC.

Figura 3: Circuito de la Figura 2 transformado mediante el teorema de Miller, la introducción de lacapacitancia Miller en la entrada del circuito.

La figura 2 muestra un ejemplo de la Figura 1, donde el acoplamiento de la impedancia de la entrada a la salida es el condensador de acoplamiento CC.

Una tensión de Thévenin fuente VA conduce el circuito con la resistencia Thévenin RA. A la salida de un paralelo RCcircuito sirve como carga. (La carga es irrelevante para esta discusión: sólo proporciona un camino para la corriente para salir del circuito.) En la figura 2, el condensador de acoplamiento suministra una corriente jwCC(vi - vo )al circuito de salida.

La Figura 3 muestra un circuito eléctricamente idéntica a la Figura 2 usando el teorema de Miller. El condensador de acoplamiento se sustituye por el lado de entrada del circuito por el Miller capacitancia CM, que señala a la misma corriente del conductor como el condensador de acoplamiento en la Figura 2. Por lo tanto, el conductor ve exactamente la misma carga en ambos circuitos. 

Por el lado de la salida, una fuente de corriente dependiente en la Figura 3 ofrece la misma corriente a la salida al igual

que el condensador de acoplamiento en la Figura 2. 

Es decir, el RC-carga de la misma corriente ve en la figura 3, que lo hace en la Figura 2.

Con el fin de que la capacitancia Miller señalar a la misma corriente en la Figura 3 como el condensador de acoplamiento en la figura 2, la transformación de Miller se utiliza para relacionar CM a CC. En este ejemplo, esta transformación es equivalente a establecer la igualdad de las corrientes, es decir:

O, reordenando esta ecuación:  

En el ejemplo se presentan con Av independiente de la frecuencia muestra las consecuencias del efecto Miller, y por tanto de C,C, sobre la respuesta de frecuencia de este circuito, y es típico de las consecuencias del efecto Miller. 

Si CC = 0 H, la tensión de salida del circuito es simplemente unv vA, independientemente de la frecuencia. Sin embargo, cuando CC no es cero, la Figura 3 se muestra la gran capacidad Miller aparece en la entrada del circuito. La tensión de salida del circuito de ahora se convierte en:

Rueda fuera de la frecuencia con la frecuencia de una vez es lo suficientemente alta que ω CMIA ≥ 1. Se trata de un filtro de paso bajo. En los amplificadores analógicos esta reducción de la respuesta de frecuencia es una consecuencia importante del efecto Miller. 

En este ejemplo, la frecuencia ω3 dB tal que ω3 dB CMIA = 1 marca el final de la frecuencia de respuesta de la región baja y fija el ancho de banda o frecuencia de corte del amplificador.

Es importante notar que el efecto de CM sobre el ancho de banda del amplificador es muy reducido para los conductores de baja impedancia (CM IA es pequeño si RA es pequeño). En consecuencia, una forma de minimizar el efecto Miller sobre el ancho de banda es utilizar un conductor de baja impedancia, por ejemplo, mediante la interposición de un seguidor de tensión fase entre el conductor y el amplificador, lo que reduce la impedancia del conductor aparente vista por el amplificador.

 

La tensión de salida de este circuito simple es siempre unv vi. Sin embargo, los amplificadores reales tienen una resistencia de salida. Si la resistencia de salida del amplificador está incluido en el análisis, la tensión de salida muestra una frecuencia de respuesta más compleja y el impacto de la fuente de corriente dependiente de frecuencias en el lado de salida debe ser tenido en cuenta. 

  Por lo general estos efectos aparecen sólo en frecuencias

mucho más altas que el roll-off , debido a la capacitancia Miller, por lo que el análisis presentado aquí es el adecuado para determinar el rango de frecuencia útil de un amplificador dominado por el efecto Miller.

  Como veremos en la próxima sección, las capacitancias

internas debido al dispositivo son las que resultan de suma importancia.

Sin embargo para amplificadores inversores, la capacitancia de entrada y salida se ve afectada al nivel de la capacitancia internas del dispositivo, así como la ganancia del amplificador.

Esta capacitancia esta definida como Cf.

De la anterior figura se realiza el siguiente análisis:

Donde el termino (1-Av)Cf resulta la capacitancia CM

La impedancia de entrada esta constituida por una resistencia Ri y una capacitancia de retroalimentación que es multiplicada por la ganancia. Cualquier capacitancia interna al dispositivo en la entrada del amplificador sera considerada en paralelo con Ri. Quedando definida la capacitancia de efecto Miller como:

 

De la figura de retroalimentación nos damos cuenta que el efecto Miller incrementara la capacitancia de salida.