在时序 RC 电路中使用米勒效应。方案、说明

在定时 RC 电路中利用米勒效应。无线电电子电气工程百科全书

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在一定持续时间的脉冲整形器（定时器、发生器等）中，经常使用定时 RC 电路，其工作原理是通过电阻器对电容器进行充电和放电（图 1，a）。将恒定电压U0施加到RC电路的输入端，电容器C1将通过电阻器R1开始充电，如图1（b）所示。此时，电容C1上的电压UC1将呈指数增长，其任意时刻的电压值可由公式UC1(t)=U0(1-et/R1-C1)求出。

在时序 RC 电路中使用米勒效应

需要注意的是，理论上，电容器永远不会充电到电压Uo，因此通常会确定其充电到某个值的时间。作为充电时间的度量，采用时间常数 τ = R1·C1 - UC1 达到值 Uo (1 - 1/e) 的时间间隔。当电容器放电时，该过程按相反顺序进行。

在构建发电机、定时器和其他类似设备时，RC电路会连接到各种晶体管器件、运算放大器比较器等，这会以某种方式影响充电-放电过程。为了使影响可以忽略不计，这些设备消耗的电流必须至少比电容器的充电电流小十倍。

要增加时间常数，您必须选择更大的电容器或更大的电阻器。在第一种情况下，电容器的尺寸和漏电流增加。在第二种情况下，充电电流减小，这导致电容器和连接器件的漏电流对时间常数的影响增大。

米勒效应可以在这种情况下有所帮助，其本质如下。如果在具有增益的电压放大器的负反馈电路（图2）中包含一个电容为C1的电容器，那么该电路的等效电容将是Ky倍：Сeq = С1·Кy。在放大阶段，特别是在高频时，必须处理这种效应，但在这里它可能很有用。

在时序 RC 电路中使用米勒效应

流经电阻R1的电流分为两路：晶体管VT1的集电极电流和电容器C1的充电电流。在这种情况下，大部分充电电流流过晶体管的发射结。由于晶体管的基极电流比集电极电流小 h21E 倍（其中 h21E 是晶体管基极的静态电流传输系数），因此电容器的充电电流将比通过电容器的电流大约小相同倍。电阻R1。

在所描述的节点中，应使用具有高传输系数、低集电极反向电流和能够在低集电极电流下工作的晶体管，例如具有任意字母索引的KT3102、KT3130。

电阻R1阻值为300kΩ（容差±2%），电压100V时标称值为16μF的氧化钽电容（实际电容约为120μF），KT3130B-9晶体管，实验确定的时间常数为 380 s。没有晶体管的相同元件提供了 39 秒的时间常数。因此，晶体管的使用使时间常数增加了大约10倍。

作为使用图 3 中所考虑的节点的实际示例。图2示出了在一定时间段之后将大功率负载连接到电源的定时器的图。开关场效应晶体管VT1用作受控“接触对”。比较器组装在具有正OS的运放DAXNUMX上。

在时序 RC 电路中使用米勒效应

在初始时刻，电容器C1放电，运算放大器的输出将具有接近电源电压的电压。因此，场效应晶体管关闭并且负载断电。

随着电容C1充电，晶体管VT1集电极电压升高，当超过比较器同相输入端电压时，晶体管VTXNUMX开始切换。其输出电压将降至几乎为零——场效应晶体管将打开。

要重新启动，请短按按钮 SB1。根据图中所示元件的类型额定值，延迟时间约为 10,5 分钟（没有 VT1 晶体管 - 约 1 分钟）。如果将晶体管替换为具有更高输入阻抗的运算放大器，则延迟时间可以进一步增加。

作者：I. Nechaev，库尔斯克

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