文章目錄

• 前言
• 一、 結電容與結電容的影響
• 二、密勒效應
• 三、密勒電容
• 總結

前言

今天我們來學習運放使用時高頻增益的制約因素!

一、 結電容與結電容的影響

在前面幾篇我們知道，運放的兩個輸入端其實就是兩個三極管的基極，那么肯定會存在結電容。這也是制約高頻增益的因素之一。

結電容的存在使得基極電流ib被旁路。從而使得真正流過發射結的基極電流ib′減小。而只有真正流過發射結的基極電流才會被放大。

頻率越高，結電容的容抗就越小，則結電容的旁路作用就越顯著，晶體管的電流放大倍數β就越低，放大器的增益就越低。

放大器中的晶體管發射結必須處于正偏狀態，集電結則處于反偏狀態，故發射結的結電容遠遠大于集電結的結電容。

表面上看起來發射結的結電容是高頻增益下降的主要因素，但是實際上，集電結的結電容才是放大器高頻增益下降的決定性因素。

對于共射放大器來說，集電結的結電容跨接在集電極與基極之間。而集電極往往是放大器的輸出端，基極則是放大器的輸入端。

跨接在放大器的反相輸入端與輸出端之間的電容存在著一種特殊現象——密勒效應——而這是造成集電結的結電容成為制約放大器高頻增益的決定性因素。

二、密勒效應

運放輸入級是差分放大器。差分放大器在差動信號下的工作狀態與共射放大器是等效的。

圖中需要注意的是：基極電壓Ub是輸入電壓、集電極電壓Uc是輸出電壓。

故放大器的增益為：

還需要注意，共射放大器是反相放大器，故增益的表達式中存在一個負號。

圖中，流過集電結電容Cbc的電流iCbc為：

三、密勒電容

可以將電路改畫如下。

?

即跨接在放大器輸出端和反相輸入端的電容，可以等效為輸入端對地的電容，這個等效為輸入端對地的電容容量為原電容的(1-Av)倍——這種現象稱為“密勒效應”

總結

1.可以看到，放大器的電壓增益Av越高，則等效的密勒電容越大。——所以，集電結電容往往成為制約放大器高頻增益的主要因素。

2.等效到基極的密勒電容將與前級電路的輸出電阻構成一個RC低通網絡，從而限制了放大器的帶寬。

3.由于集電結電容的寄生性存在，且又由于密勒效應，故放大器的電壓增益與放大器帶寬的乘積成為一個常數。——增益越高，則帶寬越低，反之亦然。

4.當然，如果人為地在集電極與基極之間接入一個電容，將會人為降低該共射放大器的低通截止頻率，即人為降低共射放大器的帶寬。

5.所以，共射放大器和差動放大器都可以等效為一個理想的、帶寬無限寬的放大器和一個RC低通網絡的級聯。