УДК 621.382.3

ЭФФЕКТ МИЛЛЕРА

Болобин Илья Андреевич
Филиал ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в городе Смоленске
студент 4-го курса

Аннотация
Для успешной разработки мощного полевого транзистора необходимо всячески уменьшать входную емкость транзистора. Чтобы решить эту проблему нужно ослабить вредное воздействие получившее название эффекта Миллера. В данной статье речь пойдет об этом эффекте.

Ключевые слова: коэффициент усиления, МДП–транзистор, паразитная емкость, эффект Миллера


MILLER EFFECT

Bolobin Ilya Andreevich
Smolensk Branch of the Moscow Power Engineering Institute
4th year student

Abstract
To successfully develop a powerful field-effect transistor, the input capacitance of the transistor must be reduced in every possible way. To solve this problem, it is necessary to weaken the deleterious effect that has received the name of the Miller effect. This article will deal with this effect.

Библиографическая ссылка на статью:
Болобин И.А. Эффект Миллера // Современная техника и технологии. 2017. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2017/03/12948 (дата обращения: 28.05.2017).

Для успешной разработки мощного полевого транзистора необходимо всячески уменьшать входную емкость транзистора. Чтобы решить эту проблему нужно ослабить вредное воздействие получившее название эффекта Миллера. В данной статье речь пойдет об этом эффекте.
Эффект Миллера, присущий любому усилительному каскаду напряжения с резистивной нагрузкой, когда активный прибор имеет емкость обратной связи между входом и выходом [1 с. 82]. Рассмотрим каскад усиления, где выходной сигнал будет сниматься с резистора в цепи стока (рисунок 1)


Рисунок 1–Ключ на МДП-транзисторе

С подачей на вход схемы управляющего импульса транзистор начинает открываться. Емкости  и  начинают заряжаться с постоянной времени 

Транзистор начнет открываться после того как суммарная емкость зарядятся до порогового напряжения . После этого транзистор открылся и становится усилителем и на емкость начинает влиять коэффициент усиления, который может достигать довольно больших значений (рисунок 2).


Рисунок 2–Эквивалентная схема полевого транзистора в режиме усиления

Эквивалентная емкость  будет равна:

где К–коэффициент усиления. Емкость сильно увеличится и постоянная времени также увеличится. Что приведет к образованию «полки» на графике выходного напряжения (рисунок 3).


Рисунок 3–Временные диаграммы переключения МДП-транзистора

Так как коэффициент усиления К пропорционален напряжению на затворе, то с ростом напряжения эквивалентная емкость также буде возрастать. Процесс включения полевого транзистора имеет три стадии: предпороговую; начального включения; полного включения. На предпороговой стадии входная эквивалентная емкость заряжается с постоянной времени . На стадии начального включения на эквивалентную емкость начинает влиять эффект Миллера [1, c. 102]. С увеличением тока стока Ic растет крутизна и коэффициент усиления и влияние эффекта Миллера также возрастает. После достижения стадии полного включения транзистора эффект Миллера перестает доминировать, но благодаря протеканию тока в канале эквивалентная емкость будет несколько выше, чем на предпороговой стадии. 
Эквивалентная схема МДП–транзистора представлена на рисунке 4


Рисунок 4–Эквивалентная схема МДП–транзистора

На данной схеме приведены основные паразитные параметры мощного МДП–транзистора. Для наглядного представления влияния эффекта Миллера эквивалентная схема была промоделирована в программе схемотехнического моделирования Micro–Cap 9. При напряжении питания 100 В были получены графики переходный процессов на транзисторе (рисунок 5).

Рисунок 5–Графики входного и выходного напряжения

Видно образование «полки» под влиянием увеличения эквивалентной емкости. При повышении напряжения питания до 1000 В длина «полки» увеличивается (рисунок 6).

Рисунок 6–Входные и выходные характеристики при Uпит=1000 В.

Качество МДП–транзистора тем выше, чем меньше паразитная емкость.[2, c. 69].


Библиографический список
  1. Окснер Э.С. Мощные полевые транзисторы и их применение. Пер. с англ. – М.: Радио и связь, 1985 г. – 288 с.
  2. Воронин П.А. Силовые полупроводниковые ключи. Семейства, характеристики, применение. Издание 2-е переработанное. М.: Издательский дом «Додека XXI», 2005. – 384 с.
  3. Амелина М.А., Амелин С.А. Программа схемотехнического моделирования Micro-Cap. Версии 9, 10. [Электронный ресурс]: учеб. пособие / Амелина М.А., Амелин С.А – Электрон. текстовые дан. – СПб. : Лань, 2014. – 632 с. Режим доступа: URL http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_id=53665


Все статьи автора «Болобин Илья Андреевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: