Miller-Effekt

Als Millereffekt wird der Einfluss der Rückkopplungskapazität bei einem invertierenden Verstärker bezeichnet. Invertierende Verstärker sind im einfachsten Fall Transistoren in Emitter- bzw. Source-Schaltung. Die immer vorhandene parasitäre Kollektor-Basis-Kapazität (C_CB) (bzw. Drain-Gate-Kapazität) bewirkt eine Gegenkopplung des Ausgangs auf den Eingang. Dabei erscheint die Kapazität C_CB (auch Millerkapazität genannt) um den Betrag der Verstärkung plus eins größer am Eingang (Millertheorem zur Verlegung von Impedanzen in Netzen).

$C_\text{in} = C_ \text{CB} \cdot (1+|A|) = C_\text{CB} \cdot (1-A)$, da A negativ ist.

mit :

• C_in = Eingangskapazität,
• C_BC, C_GD = Basis-Kollektor-Kapazität bzw. Gate-Drain-Kapazität,
• A=Verstärkungsfaktor (bei Invertern negativ).

Dieser Effekt ist meist unerwünscht, da er den Einsatz der Emitter- bzw. Source-Schaltung auf niedrige bis mittlere Frequenzen begrenzt. Bei Miller-Operationsverstärkern wird dieser Effekt hingegen zur einfachen Frequenzkompensation ausgenutzt. Bei Leistungs-MOSFETs (Power MOSFETs) verlängert der Effekt die Schaltzeiten beträchtlich.

Eine Kaskodeschaltung ist ein wirksames Mittel, den Millereffekt zu unterdrücken, da die Kaskode die Rückwirkung des Verstärkerausgangs auf den Eingang reduziert.

Wird am Verstärker-Ausgang eine Induktivität angeschlossen, können die Millerkapazitäten anstelle einer Gegenkopplung eine Oszillation bewirken. Siehe Millereffekt-Oszillator. Der Effekt ist nach John Milton Miller benannt, der ihn 1919 entdeckt hat.

Literatur

• John M. Miller: Dependence of the input impedance of a three-electrode vacuum tube upon the load in the plate circuit. In: Scientific Papers of the Bureau of Standards 15, Nr. 351, 1920, S. 367–385 (Online: [1])