Важнейшей характеристикой любого усилителя является его частотная характеристика. Одним из основных параметров усилителя, определяющим его частотные характеристики, является входная емкость усилителя. Эта емкость в транзисторном усилителе обычно складывается из нескольких емкостей. В усилителе на биполярном транзисторе, схема которого приведена на рисунке 1, входная емкость образуется параллельным соединением емкостей коллекторного и базового p-n переходов.
Рисунок 1. Емкости p-n переходов в простейшем усилителе на биполярном транзисторе
На этом рисунке ёмкость базового
Рисунок 2. Эквивалентная схема транзистора
Исходя из эквивалентной схемы, приведенной на рисунке 2, частотные свойства усилительного каскада, собранного на транзисторе можно описать RC цепочкой, сопротивление которой будет состоять из последовательного соединения выходного сопротивления предыдущего каскада усиления (или выходного сопротивления источника сигнала) и входной емкости последующего каскада усиления.
Если бы напряжение на выходе транзистора соответствовало нулевому напряжению, то входной ток транзистора определялся суммой токов через емкости Cкб и Cбэ. В этом случае входную емкость можно было бы заменить параллельным соединением этих емкостей. На самом деле напряжение на выходе усилительного прибора в коэффициент раз больше входного напряжения и противоположно по знаку. Это напряжение прикладывается к обкладкам емкости Cкб В результате ток через эту емкость будет в коэффициент усиления раз больше, что эквивалентно увеличению емкости в соответствующее число раз. Это явление получило название "эффект Миллера". Значение входной емкости транзистора с учетом эффекта Миллера можно определить по следующей формуле:
Как это уже было упомянуто выше, входная емкость определяет частотную характеристику транзисторного каскада усиления. Поэтому увеличение входной емкости усилительного каскада за счет эффекта Миллера приводит к резкому ухудшению частотных характеристик инвертирующего усилителя. Это вызывает необходимость борьбы с эффектом Миллера при помощи различных схемотехнических решений.
Обычно для борьбы с эффектом Миллера применяются усилители с коэффициентом усиления по напряжению Ku, равным единице. Коэффициент усиления данных каскадов по току естественно должен быть значительно больше единицы. В качестве подобных каскадов можно назвать схему включения с общим коллектором и с общим эмиттером, работающим на сопротивление нагрузки, равное Rн = 1/Sоэ. Для полевых транзисторов это будут схемы включения с общим стоком и общим истоком, соответственно.
Подавление эффекта Миллера при помощи схемы с общим коллектором (эмиттерного повторителя) применяется обычно в схемах операционного усилителя. В этих схемах одновременно с уменьшением входной емкости увеличивается входное сопротивление эмиттерного повторителя, что позволяет увеличить коэффициент усиления предыдущего каскада до значения в несколько тысяч раз. Пример схемы с подавлением эффекта Миллера при помощи эмиттерного повторителя приведен на рисунке 3.
Рисунок 3. Принципиальная схема с подавлением эффекта Миллера при помощи эмиттерного повторителя
