密勒效應(yīng)的特性分析與應(yīng)用

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1、北京交通大學(xué)模擬電子技術(shù)研宄論文密勒效應(yīng)的特性分析與應(yīng)用學(xué)院:專業(yè):學(xué)號:學(xué)生:指導(dǎo)教師：電信學(xué)院自動化（鐵道信號）10213053徐瑩瑩侯建軍2012年5月AZi—?11H11>0圖1n型網(wǎng)絡(luò)圖2密勒定理等效后的n型網(wǎng)絡(luò)=(1-K}C密勒效應(yīng)的特性分析與應(yīng)用徐瑩瑩北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院自動化1005班摘要：本文通過研究密勒定理與密勒效應(yīng)，分析了在高頻電路中，密勒效應(yīng)對共射、共集、共基電路頻帶的影響，并找到改善共射電路高頻特性的方案。分析了密勒效應(yīng)在積分電路、多級放大電路和濾波器中的應(yīng)用。通過對密勒效應(yīng)的研究，可利用其特點在不同的電路中取其利避其害。關(guān)鍵字：密勒效應(yīng)高頻頻

2、帶密勒電容一、密勒定理與密勒效應(yīng)密勒定理由M.M/7/er于1920年在研究真空電子三極管輸入阻抗時提出的，但是這個效應(yīng)也適用于現(xiàn)代半導(dǎo)體三極管。在進行電路的分析過程中，利用密勒定理能夠有效的簡化電路，方便對電路分析。在電路分析時，有時會如圖1所示的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：阻抗Z接在輸入輸出端。這樣的接法增加了計算的復(fù)雜程度。密勒定理則提供/一種簡化分析的方法，把圖1所示的電路轉(zhuǎn)換為圖2所示的電路，后者稱為前者的密勒等效電路。如果電路輸出輸入電壓之比為則可以根據(jù)輸入輸出之間的電壓電流的關(guān)系，得到Z.可以通過這個關(guān)系得到等效的阻抗值。如果網(wǎng)絡(luò)兩端之間不是由阻抗連接，面是由電容連接，則可以得到亦

3、分析高頻電路的時候，三極管的結(jié)電容會對電路產(chǎn)生一定的影響，利用密勒定理b圖3三極管的高頻模型Cbc2Cee圖5三極管的結(jié)電容等效電路圖4三極管的結(jié)電容等效分析這些問題時，會出現(xiàn)一些特殊的現(xiàn)象，影響電路的性能。密勒效應(yīng)是指在放大電路中，輸入與輸出之間的分布電容由于放人器的作用，等效到輸入端的電容值擴大/+/C倍，其中火為該級放大電路的電壓放大倍數(shù)。該效應(yīng)在放大電路中可以影響到其工作頻率。二、密勒效應(yīng)的高頻分析在高頻分析的時候，三極管的擴散電容和勢壘電容是不容忽視的。圖3是三極管的高頻模型。在=(1—K}Cbc,高頻分析時，需要考慮集電極和基極之間的勢壘電容、發(fā)射極和基極的擴散電容

4、。將三極管的結(jié)電容提取出來，得到圖4所示電路。由于是Qt.、C&連接之后的等效電容，故C&的值很小。根據(jù)密勒定理，可將電路圖簡化為圖5所示形式，得到(1)2.1共射電路在共射電路中，電路的電壓增益為,=^=2^=2^即為扣te我們知道共射電路的電壓增益比較大，即久比較大，則根據(jù)式（1）可知，密勒效應(yīng)的影響大，Cbcl、Gw的值比較大，則可得到從三極管輸入端看的等效的電容C大。由電路分析的相關(guān)知識可以知道，對于一個/?C電路，其頻率響應(yīng)為/=去，如果C比較大，則導(dǎo)致電路的頻率/I七較小。由此可以看出，密勒效應(yīng)影響到共射電路的高頻特性，故共射電路的工作頻率較低。對于A/asFFr管

5、，在共源組態(tài)中，柵極與漏極之間的電容c#為密勒電容，c#跨接在輸入與輸出端，密勒效應(yīng)使得等效電容增大，導(dǎo)致頻率特性降低。2.2共集電路我們知道，共集電路的電壓增益的范圍是0.95?0.99，即廠~1,根據(jù)在共射電路中的分析，可知在共集電路中，密勒效應(yīng)的影響較小，高頻特性的影響也比較的小。則共集電路的高頻特性比較好。2.3共基電路在共基電路中，三極管的放置方式發(fā)生改變，其結(jié)電容的分布圖也將發(fā)生改變。結(jié)電容的分布圖如圖6所示，艽通過密勒等效之后的電路如圖7所示。與共射電路、井集電路相比較，CwC&的位置互換。通過上述的分析，我們知道比較小，利用密勒定理，等效而來的的值比較小，密勒效

6、應(yīng)的影響比較小。所以共基電路的高頻C特性也比共射電路的高頻特性好。-2.4寬帶放大器圖7共基狀態(tài)下三極管的結(jié)電容的等效電路共射電路的共作頻率較低，為了彌補這一劣勢，可以通過共射一共基、共集一共射電路來拓寬頻帶。2.4.1共射一共基電路圖8為共射共基電路的連接圖。對于共基電路而言，其輸入電阻r/h,而共基電路的輸入電阻作為共射電路的負(fù)載，應(yīng)為共射電路的電壓增益與負(fù)載的大小成正比，共射電路的負(fù)載小，則電壓增益RS,yIT2$T1J圖6共基狀態(tài)下三極管的結(jié)電容圖8共射一共基電路I丫廠2T!比較小，所以密勒效應(yīng)的影響比小。2.4.2共集一共射電路圖9為共集一共射電路的連接圖。對于共集電

7、路，其輸出電阻m小，而共集電路的輸出電m作為共射電路的源m抗，卜七，r小，擴展了共射電路的上限頻率。圖9共集一共射電路三、密勒效應(yīng)的應(yīng)用3.1密勒積分積分電路是我們常見的一種電路，圖10為我們常見的積分電路，根據(jù)電路分析的知識，可以知道，其吋間常數(shù)r=/?C。圖11為通過密勒電容改進的積分電路，利用了一個密勒電容C,通過密勒定理，電容可以等效為Gp其中Cm=(1+A)Ct可見時間常數(shù)擴大了(1+A)倍。R0_□□OC00圖10簡單積分電路在分析動態(tài)電路時，響應(yīng)/⑴='+y(oo),r值增大，