Cascode je technika předpokládaná ke zlepšení výkonu analogových obvodů. Stejná technika může být použita na tranzistory a vakuové trubice, aby byl obvod lepší výkon. Slovo cascode je iniciován v roce 1939 Frederick Vinton Hunt a Roger Wayne Hickman článek během diskuse o stabilizátoru napětí aplikací. Diskuse se chystala navrhnout způsob, jak nahradit pentodu kaskádováním dvou triod. V Kaskádovém kódování se používají dva tranzistory buď BJTs nebo Fet, takže jedna konfigurace funguje jako vstupní stupeň, jehož výstup je poskytován jako vstup do konfigurace sběru výstupu. Millerův efekt lze izolovat použitím zesilovače cascode.
co je zesilovač Cascode?
pokud se zesilovač skládá z BJTs, pak vstupní stupeň je konfigurace společného emitoru, která se přivádí na společnou základnu, na které je výstup shromažďován. Tento typ zesilovače je známý jako zesilovač cascode. V zesilovačích cascode lze použít i FETs. V takových případech je společný emitor nahrazen společným zdrojem a společná základna bude nahrazena společnými konfiguracemi hradel.
vlastnosti způsobené kaskádovým kódováním zesilovačů jsou:
- impedance na vstupu a výstupu jsou vysoké.
- zesílení signálů podléhá vysokým šířkám pásma, které má systém.
- izolace uprostřed vstupu a výstupu je vysoká.
protože neexistuje přímá komunikace nebo vazba z výstupu na vstup kvůli vysoké izolaci vede k eliminaci Millerova efektu.
Millerův jev
je to jev, který se vyskytuje hlavně ve zpětnovazebních obvodech. Pokud je napěťový zesilovač invertující, dochází ke zvýšení ekvivalentní kapacity na vstupu v důsledku zesílení kapacitního efektu uprostřed svorek vstupu a výstupu. Toto zvýšení hodnoty kapacity je známé jako virtuální kapacita a může vést ke snížení šířky pásma. K překonání této situace se v zesilovačích používá kaskádová technika.
Schéma zapojení zesilovače Cascode
obvod zesilovače cascode lze navrhnout pomocí Fet se dvěma konfiguracemi, jako je společný zdroj a odtok. Protože se jedná o dvoustupňový proces zesílení, vstupní fáze má společnou konfiguraci zdroje. Schéma zapojení zesilovače cascode pomocí Fet je
zesilovač Cascode
vstupní signál je aplikován na koncovou bránu v počáteční fázi. Druhý stupeň, který je výstupním stupněm, který je poháněn z výstupu počátečního stupně, je konfigurace společného odtoku. Konečný výstup je shromažďován z vypouštěcí svorky, na které je připojen vypouštěcí odpor Rd.
brána FET ve druhém stupni je uzemněna. Hodnota zdrojového napětí druhého stupně FET tedy zůstala ekvivalentní vypouštěcímu napětí prvního stupně FET.
FET ve druhém stupni nabízí nízkou cestu odporu k prvnímu stupni FET. Z tohoto důvodu nízkého odporu je zisk FET v prvním stupni snížen, což nepřímo snižuje Millerův efekt. Tím se zlepší šířka pásma. Celkový zisk není ovlivněn, protože je kompenzován FET ve druhé fázi.
protože napětí u zdroje a odtoku prvního stupně FET, brány a zdrojových svorek druhého stupně FET je téměř konstantní. Proto jejich nic není zpětná vazba. Tyto typy podmínek vedou k izolaci situace zvané Millerův efekt.
výhody a nevýhody zesilovače Cascode
výhody zesilovače cascode jsou:
- šířka pásma je vysoká díky eliminaci Millerova efektu.
- díky spojení cascode mezi dvěma tranzistory je celkový zisk systému vysoký.
- dokonce i části počtu pro oba tranzistory jsou nízké.
nevýhody těchto zesilovačů jsou:
- přítomnost dvou tranzistorů vyžaduje vysoké množství napájecího napětí.
- na tranzistor musí být dodáno dostatečné množství odtoku ke zdrojovému napětí, které naráží na menší limit napájecího napětí.
aplikace zesilovače Cascode
aplikace těchto zesilovačů jsou:
- v RF tunerech se používají zesilovače cascode.
- technika amplitudové modulace používá kaskádovou techniku
FAQ
1). Co znamená cascode?
zatížení v zesilovači naskládané svisle a je označován jako cascode připojení. Konfigurace prvního stupně je připojena paralelně s konfigurací druhého stupně tranzistoru. Izolovat a vyhnout se přímé zpětné vazbě z výstupu na vstup. Tento typ připojení se nazývá cascode.
2). Jaký je rozdíl mezi cascade a cascode?
kaskádové spojení je o sériově orientovaném spojení mezi tranzistory. Ve dvoustupňovém zesílení je výstup prvního stupně poskytován jako vstup do druhého stupně a dále pro n-stupně tento řetězec pokračuje.
připojení cascode je o paralelním připojení uprostřed tranzistorů více stupňů. Existuje pouze jeden společný konfigurační tranzistor emitoru, který pohání tranzistor s konfigurací společné základny. To je základní rozdíl mezi cascade a cascode.
3). Proč používáme zesilovač cascode?
pro dosažení vysokých impedancí, šířky pásma, celkového zisku a především pro ochranu zesílení před Millerovým vlivem se používají tyto zesilovače.
4). Co myslíte zpětnou vazbou v zesilovači?
proces, při kterém je generovaný výstup přiváděn zpět na vstup, se nazývá zpětná vazba. Tento proces je populární v zesilovačích, aby byl jeho provoz stabilní, stejně jako šum, který lze ze systému snížit.
5). Co je Miller napětí?
když je napětí uprostřed brány, vypouštěcí svorka se přiblíží hodnotě nula, kde existuje šance, že přechod bude na svém vrcholu. V této situaci dochází k Millerovu efektu a tento typ napětí se označuje jako Millerovo napětí.
zesilovače cascode jsou však dále rozděleny do dvou typů. Jsou složeny a zesilovače bimos cascode. Na základě požadavku zisku, šířky pásma a impedančních kritérií je pro aplikace zvolen typ. Můžete popsat, jak zisk a šířka pásma souvisí s těmito zesilovači?