¿Cómo crea una tapa Miller un polo en los circuitos físicamente?

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Si consideramos un solo transistor NMOS (con su terminal fuente conectado a tierra) y una tapa Miller (C) entre sus nodos de entrada (compuerta) y salida (drenaje), la teoría de circuitos dice que esta tapa Miller será responsable de un polo .

Si hay conductancia G en la entrada del NMOS, entonces el polo en la entrada será: -G / (1 + A * C), donde A es la pequeña ganancia de señal de la etapa y C es el Miller tope entre entrada y salida.

Además, la tapa del molinero también crea un cero porque la corriente a alta frecuencia fluirá directamente a través de la tapa a la salida de la etapa.

Desde un punto de vista de circuito, puedo entender esto bien. El teorema de Miller establece que el límite entre los nodos de entrada y salida puede representarse mediante un límite equivalente a tierra con un valor A * C en lugar de C. Debido a que esta tapa va a tierra, esto crea un polo.

Sin embargo, físicamente, no hay camino entre la entrada (puerta) y el suelo que pasa a través de la tapa de Miller C. Entonces, ¿cómo se puede crear un polo? Entiendo el teorema de Miller, pero la cuestión es que, físicamente, no hay camino a tierra a través de la tapa de Miller. Sólo hay un camino a la salida. Tan físicamente, ¿cómo se crea un polo? ¿Cómo y dónde fluye exactamente la corriente y cómo se abre camino hacia el suelo para crear un polo?

Si notamos a Cgs la capacitancia parásita entre la puerta y la fuente, hay un camino a tierra, que crea un polo, -G / Cgs. Sin embargo, la teoría de circuitos dice que si agregamos una tapa Miller entre la compuerta y el drenaje, esto creará un nuevo polo que es mucho más dominante que el de Cgs. Pero para mí, Cgs es el único camino que hay entre entrada y tierra. Entonces, ¿de qué otra manera, aparte de fluir a través de Cgs, puede la corriente llegar a tierra a través de la tapa C de Miller y crear un polo?

Editar

Olvidando las matemáticas por un minuto, solo estoy tratando de visualizar a dónde van los electrones, lo que resulta en la creación de un polo y un cero. Me gustaría poder interpretar intuitivamente el significado de polos y ceros y encontrar una manera simple y aproximada de aproximar su valor usando esta intuición física.

    
pregunta Percy

2 respuestas

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Sin embargo, físicamente, no hay ruta entre la entrada (puerta) y el suelo

En primer lugar, no necesita un condensador conectado a tierra para crear un polo en un sistema. Solo la presencia del condensador donde sea que esté conectado es suficiente. Un ejemplo simple es este filtro de paso alto

Este circuito tiene una función de transferencia dada por:

$$ H (s) = \ frac {sCR} {1 + sCR} $$ Así que tenemos un polo aunque el condensador no está conectado a tierra.

Entonces, ¿cómo se crean los polos?
Una forma de pensarlo es que la impedancia de un condensador (o un inductor) viene dada por \ $ 1 / sC \ $ (\ $ sL \ $), por lo que cada vez que tengamos estos elementos obtendremos un polo. Porque resultará en la función de transferencia donde los coeficientes de los términos con \ $ s \ $ no serán cero.
Así, los polos se crean cuando tenemos elementos de almacenamiento de energía presentes en un circuito. Un condensador almacenará energía en forma de voltaje y el inductor en forma de corriente. La cantidad de polos estará dada por la cantidad de elementos de almacenamiento de energía indendentes . Por ejemplo, un capacitor en paralelo con R1 en el circuito anterior no creará un polo adicional, pero si conectamos en cascada este sistema con otra R y C, obtendremos un sistema de segundo orden.

Ahora, debe quedar claro que el condensador del molinero se agregará a un polo. También es fácil ver por qué el condensador se multiplica por la ganancia. Dado que el capacitor está conectado a través de un amplificador de ganancia inversor, si la entrada del amplificador aumenta en \ $ \ Delta V \ $, la salida bajaría en \ $ A \ Delta V \ $. Por lo tanto, el cargo almacenado es \ $ \ Delta Q = C (1 + A) \ Delta V \ $. Por lo tanto, \ $ C_ {eq} = \ frac {\ Delta Q} {\ Delta V} = (1 + A) C \ $

    
respondido por el sarthak
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Examina este caso más general:

Ahoraintentemosencontrarunaresistenciadeentrada.

Rin=Vin/Iin

In=(Vin-Vout)/R=(Vin-A*Vin)/R=Vin*(1-A)/R

Rin=Vin/Iin=R/(1-A)

Comopuedever,tenemosunsigno"menos". Obtenemos el signo "más" solo cuando la ganancia de nuestro amplificador es negativa (inversión amplificando)

Rin = R / (1 - (-A)) = R / (1+ | A |)

Enestecaso,lafuentedelaseñal"verá" una resistencia menor ( Rin = 1V / 1.1A = 0.909Ω ) y la ruta actual se "cierra" a través del dispositivo activo.

    
respondido por el G36

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