Efecto Miller

El efecto Miller se denomina la influencia de la ganancia de un amplificador de voltaje inversor en sus propias características de entrada. En el caso de un amplificador no inversor, el mismo efecto conduce a la generación de impedancias negativas. Este fenómeno fue sacado a la luz por el ingeniero estadounidense John Milton Miller en 1920.

Explicación del efecto Miller

El fenómeno se puede explicar simplemente mediante el siguiente diagrama.

circuito eléctrico con voltaje de entrada Ve y voltaje de salida Vs. La resistencia miller RM está conectada en paralelo con la resistencia R2 y R1 conectados en serie. El terminal negativo de un amplificador operacional está conectado al circuito entre R2 y R1. El terminal está conectado a tierra. La salida del amplificador operacional, de R1 y de RM están conectadas a la salida del circuito.

Para la explicación, solo consideramos la corriente que fluye en la resistencia Miller. $ESTOY}$

El conjunto es un amplificador inversor, ganancia . La corriente que fluye en la resistencia de Miller es: ya sea $A_ {v} = {- R_ {1} \ over R_ {2}}$ ${\ Displaystyle I_ {M} = {V_ {e} - (V_ {e} \ times {-R_ {1} \ over R_ {2}}) \ over R_ {M}}}$ $I_ {M} = V_ {e} \ times {(1-A_ {v}) \ over R_ {M}}.$

La resistencia equivalente vista desde la fuente Ve es: $R _ {{eq}} = {V_ {e} \ over I_ {M}} = {R_ {M} \ over (1-Av)}$

Por tanto, la resistencia Rm vista desde la fuente Ve parece tener un valor veces menor. $1-A_ {vb}$

La misma demostración es aplicable a un capacitor ( capacitor ) colocado entre la entrada y la salida, con el resultado de multiplicar su valor por . $1-A_ {vb}$

Este efecto explica, entre otras cosas, el aumento de la capacitancia de entrada de una etapa de amplificador inversor debido a la capacitancia base-colector (en el caso de un transistor bipolar en emisor común), compuerta-drenaje (para un campo de transistor de efecto en común). fuente) o rejilla-ánodo (para un tubo de vacío en cátodo común).

Consecuencias del efecto Miller

La primera consecuencia del efecto Miller es una reducción en las impedancias de entrada de los ensamblajes electrónicos. La segunda consecuencia inducida es una reducción del ancho de banda de los amplificadores inversores (muy sensibles a alta frecuencia) y la generación de desfases perjudiciales para la estabilidad del conjunto.

Se utilizan diferentes técnicas para compensar, reducir o cancelar el efecto Miller:

el neutralizante (compensación activa);
el conjunto amplificador de base común (o rejilla común) (sin efecto Miller);
el conjunto cascodo (etapa de entrada de ganancia de voltaje unitario + etapa base común).

Aplicaciones

Sin embargo, el efecto Miller encuentra aplicaciones (a veces insospechadas aunque inducidas directamente) en particular en la realización de filtros activos al permitir la realización de capacidades variables de varios microfaradios o inductores ultraligeros de varios henrys.

También es el efecto Miller el que ha hecho posible fijar de forma fiable el producto Gain.bande de los amplificadores operacionales desde la llegada del µA741 .