Miller Effect Capacitance

Definition

The Miller effect accounts  for  the  increase in  the equivalent  input  capacitance of  an inverting  voltage amplifier due  to  amplification of  the  effect  of  capacitance  between  the  input and  output  terminals.  Although  the  term Miller effect normally  refers  to  capacitance,  any impedance  connected  between  the  input  and another  node  exhibiting  gain  can  modify  the amplifier input impedance via this effect. 

Inverting Amplifiers

For  any  inverting  amplifier,  the  input capacitance  will  be  increased  by  a  Miller  effect capacitance sensitive to the gain of the amplifier and  the  interelectrode  (parasitic)  capacitance between  the  input and output  terminals of  the active device.

Applying Kirchhoff’s current law gives

Using Ohm’s law yields

and 

Network employed in  the  derivation  of  an equation  for  the  Miller input capacitance.

Substituting, we obtain

and

but

and

In General,

Non-Inverting Amplifiers

For  non-inverting  amplifiers  such  as  the common-base  and  emitter-follower configurations,  the  Miller  effect  capacitance  is not  a  contributing  concern  for  high-frequency applications.

Network  employed  in  the  derivation  of  an equation for the Miller output capacitance.

Applying Kirchhoff’s current law results in

with 

Assuming that,

Substituting Vi = Vo/Av from Av = Vo/Vi results in

and

or

resulting in

Where Av >> 1,

Example:

Example for High-Frequency Response – BJT Amplifier:

Equivalent Circuit:

Example for High-Frequency Response – FET Amplifier:

Equivalent Circuit: