Cascode est une technique impliquée pour améliorer les performances des circuits analogiques. La même technique peut être appliquée aux transistors et aux tubes à vide pour améliorer les performances du circuit. Le mot cascode est initié en 1939 par l’article de Frederick Vinton Hunt et Roger Wayne Hickman lors de la discussion des applications des stabilisateurs de tension. La discussion était sur le point de proposer une méthode pour remplacer la pentode par le cascodage de deux triodes. En cascodage, deux transistors sont utilisés soit BJT, soit FET de telle sorte qu’une configuration agit comme un étage d’entrée dont la sortie est fournie en entrée à la configuration de collecte de sortie. L’effet Miller peut être isolé par l’utilisation d’un amplificateur cascode.
Qu’est-ce qu’un amplificateur Cascode?
Si un amplificateur comprend des BJT, l’étage d’entrée est une configuration d’émetteur commun qui alimente la base commune à laquelle la sortie est collectée. Ce type d’amplificateur est connu sous le nom d’amplificateur cascode. Même les FET peuvent être utilisés dans les amplificateurs cascode. Dans de tels cas, l’émetteur commun est remplacé par une source commune et une base commune sera remplacée par des configurations de grille communes.
Les caractéristiques dues au cascodage des amplificateurs sont:
- Les impédances en entrée et en sortie sont élevées.
- L’amplification des signaux subit sous des largeurs de bande élevées possédées par le système.
- L’isolement au milieu de l’entrée et de la sortie est élevé.
Comme il n’y a pas de communication directe ou de couplage de la sortie à l’entrée en raison d’une isolation élevée, l’effet miller est éliminé.
Effet Miller
C’est un phénomène qui se produit principalement dans les circuits de rétroaction. Si l’amplificateur de tension est en inversion, il y a une augmentation de la capacité équivalente à l’entrée due à l’amplification de l’effet de capacité au milieu des bornes d’entrée et de sortie. Cette augmentation de la valeur de capacité est appelée capacité virtuelle et elle peut conduire à une réduction de la bande passante. Pour surmonter cette situation, la technique de cascodage est utilisée dans les amplificateurs.
Schéma du circuit amplificateur Cascode
Un circuit amplificateur cascode peut être conçu en utilisant des FET avec deux configurations telles que la source et le drain communs. Comme il s’agit du processus d’amplification à deux étages, l’étage d’entrée est de configuration de source commune. Le schéma de circuit de l’amplificateur Cascode utilisant des FETs est
Amplificateur Cascode
Le signal d’entrée est appliqué à la porte de borne à l’étape initiale. Le deuxième étage qui est l’étage de sortie qui est entraîné à partir de la sortie de l’étage initial est de configuration drain commun. La sortie finale est collectée à partir de la borne de drain à laquelle la résistance de drain Rd est connectée.
La porte du FET au deuxième étage est mise à la terre. Ainsi, la valeur de la tension de source du deuxième étage FET est restée équivalente à la tension de drain du premier étage FET.
Le FET au deuxième étage offre un faible chemin de résistance au FET du premier étage. En raison de cette faible résistance, le gain de FET au premier étage est réduit, ce qui réduit indirectement l’effet miller. Par conséquent, la bande passante est améliorée. Le gain global n’est pas affecté car il est compensé par le FET dans la deuxième étape.
Comme la tension à la source et au drain du premier étage FET, de la grille et des bornes de source du deuxième étage FET est presque constante. D’où leur rien à faire. Ce type de conditions conduit à isoler la situation appelée effet miller.
Avantages et inconvénients de l’amplificateur Cascode
Les avantages de l’amplificateur cascode sont:
- La bande passante est élevée en raison de l’élimination de l’effet Miller.
- En raison de la connexion cascode entre deux transistors, le gain global du système est élevé.
- Même les parties du compte pour les deux transistors sont faibles.
Les inconvénients de ces amplificateurs sont:
- La présence de deux transistors nécessite une alimentation en tension élevée.
- La quantité suffisante de tension drain-source doit être fournie à la fois au transistor qui frappe moins la limite de la tension d’alimentation.
Applications de l’amplificateur Cascode
Les applications de ces amplificateurs sont:
- Dans les tuners RF, des amplificateurs cascode sont utilisés.
- La technique de modulation d’amplitude utilise la technique de cascodage
FAQ
1). Que signifie cascode ?
La charge dans l’amplificateur est empilée verticalement et elle est appelée connexion cascode. La configuration du premier étage est connectée en parallèle à la configuration du deuxième étage du transistor. Pour isoler et éviter le retour direct de la sortie vers l’entrée. Ce type de connexion est connu sous le nom cascode.
2). Quelle est la différence entre cascade et cascode ?
La connexion en cascade concerne la connexion orientée série entre les transistors. Dans l’amplification à deux étages, la sortie du premier étage est fournie en entrée au deuxième étage, et de plus pour les n étages, cette chaîne se poursuit.
La connexion cascode concerne la connexion parallèle au milieu des transistors des étages multiples. Il n’y a qu’un seul transistor de configuration d’émetteur commun qui pilote le transistor avec la configuration de la base commune. C’est la différence fondamentale entre cascade et cascode.
3). Pourquoi utilisons-nous un amplificateur cascode?
Pour obtenir des impédances élevées, une bande passante, un gain global, et surtout pour protéger l’amplification de l’influence de miller, ces amplificateurs sont utilisés.
4). Qu’entendez-vous par rétroaction dans l’amplificateur?
Le processus dans lequel la sortie générée est renvoyée à l’entrée est appelé rétroaction. Ce processus est populaire dans les amplificateurs pour rendre son fonctionnement stable, ainsi que le bruit, qui peut être réduit par le système.
5). Qu’est-ce que la tension Miller?
Lorsque la tension au milieu de la grille an, la borne de drain se rapproche de la valeur zéro où il y a une chance de transition pour être à son pic. Dans cette situation, l’effet miller se produit et ce type de tension est appelé tension de miller.
Cependant, les amplificateurs cascode sont classés en deux types. Ce sont des amplificateurs cascode pliés et bimos. En fonction de l’exigence de gain, de bande passante et des critères d’impédance, le type de celui-ci est choisi pour les applications. Pouvez-vous décrire comment le gain et la bande passante sont liés à ces amplificateurs?