Cascode jest techniką implikowaną w celu poprawy wydajności układów analogowych. Tę samą technikę można zastosować do tranzystorów i lamp próżniowych, aby obwód był lepszy pod względem wydajności. Słowo cascode zostało zapoczątkowane w roku 1939 przez artykuł Fredericka Vintona Hunta i Rogera Wayne ’ a Hickmana podczas dyskusji o zastosowaniach stabilizatora napięcia. Dyskusja miała na celu zaproponowanie metody zastąpienia pentody przez kaskodowanie dwóch triod. W kaskodowaniu stosuje się dwa tranzystory albo BJT albo Fet, tak że jedna konfiguracja działa jako stopień wejściowy, którego wyjście jest dostarczane jako wejście do wyjściowej konfiguracji zbierającej. Efekt Millera można wyizolować za pomocą wzmacniacza kaskodowego.
co to jest wzmacniacz Cascode?
jeśli wzmacniacz składa się z BJT, to stopień wejściowy jest konfiguracją wspólnego emitera, która doprowadza do wspólnej podstawy, w której gromadzone jest wyjście. Ten typ wzmacniacza jest znany jako wzmacniacz kaskodowy. Nawet fety mogą być stosowane we wzmacniaczach kaskodowych. W takich przypadkach wspólny emiter zastępuje się wspólnym źródłem, a wspólna baza zostanie zastąpiona wspólnymi konfiguracjami bramek.
charakterystyka ze względu na kaskodowanie wzmacniaczy to:
- impedancje na wejściu i wyjściu są wysokie.
- wzmocnienie sygnałów ulega dużej przepustowości posiadanej przez system.
- Izolacja na wejściu i wyjściu jest wysoka.
ponieważ nie ma bezpośredniej komunikacji lub sprzężenia z wyjścia na wejście ze względu na wysoką izolację prowadzi do wyeliminowania efektu Millera.
efekt Millera
jest to zjawisko, które występuje głównie w układach sprzężenia zwrotnego. Jeśli wzmacniacz napięciowy jest odwrócony, następuje wzrost pojemności równoważnej na wejściu ze względu na wzmocnienie efektu pojemnościowego wśród zacisków wejścia i wyjścia. Ten wzrost wartości pojemności jest znany jako pojemność wirtualna i może prowadzić do zmniejszenia przepustowości. Aby przezwyciężyć tę sytuację, we wzmacniaczach stosuje się technikę kaskodowania.
schemat obwodu wzmacniacza Cascode
obwód wzmacniacza cascode może być zaprojektowany przy użyciu Fet z dwiema konfiguracjami, takimi jak wspólne źródło i drenaż. Ponieważ jest to dwustopniowy proces wzmacniania, stopień wejściowy ma wspólną konfigurację źródła. Schemat obwodu wzmacniacza cascode przy użyciu Fet to
Wzmacniacz Cascode
sygnał wejściowy jest przykładany do bramki terminala na początkowym etapie. Drugi stopień, który jest stopniem wyjściowym, który jest napędzany z wyjścia etapu początkowego, ma wspólną konfigurację drenażu. Końcowe wyjście pobierane jest z zacisku spustowego, do którego podłączony jest rezystor spustowy Rd.
Brama FET w drugim etapie jest uziemiona. Tak więc wartość napięcia źródła FET drugiego stopnia pozostała równoważna napięciu spustowemu FET pierwszego stopnia.
FET w drugim etapie oferuje niską ścieżkę oporu w stosunku do FET pierwszego etapu. Ze względu na niską rezystancję zmniejsza się przyrost FET w pierwszym etapie, co pośrednio zmniejsza efekt Millera. W związku z tym przepustowość jest lepsza. Ogólny zysk nie ma wpływu, ponieważ jest kompensowany przez FET w drugim etapie.
ponieważ napięcie u źródła i odpływu pierwszego stopnia FET, bramy i zacisków źródłowych drugiego stopnia FET jest prawie stałe. Stąd ich nic do sprzężenia zwrotnego. Tego typu warunki prowadzą do wyodrębnienia sytuacji zwanej efektem Millera.
zalety i wady wzmacniacza Cascode
zalety wzmacniacza cascode to:
- pasmo jest wysokie ze względu na eliminację efektu Millera.
- ze względu na połączenie kaskodowe między dwoma tranzystorami ogólny zysk układu jest wysoki.
- nawet części liczenia dla obu tranzystorów są niskie.
wadami tych wzmacniaczy są:
- obecność dwóch tranzystorów wymaga wysokiego napięcia zasilania.
- wystarczająca ilość drenażu do napięcia źródła musi być dostarczona do obu tranzystorów, które uderzają w mniejszą granicę napięcia zasilania.
zastosowania wzmacniacza Cascode
zastosowania tych wzmacniaczy to:
- w tunerach RF stosuje się wzmacniacze cascode.
- technika modulacji amplitudy wykorzystuje technikę kaskodowania
FAQs
1). Co oznacza cascode?
obciążenie we wzmacniaczu ułożone pionowo i nazywane jest połączeniem kaskodowym. Konfiguracja pierwszego stopnia jest połączona równolegle z konfiguracją drugiego stopnia tranzystora. Aby wyizolować i uniknąć bezpośredniego sprzężenia zwrotnego z wyjścia na wejście. Ten typ połączenia jest znany jako cascode.
2). Jaka jest różnica między cascade i cascode?
połączenie kaskadowe dotyczy szeregowego połączenia między tranzystorami. W amplifikacji dwustopniowej wyjście pierwszego stopnia jest dostarczane jako wejście do drugiego stopnia,a dalej dla N-stopni ten łańcuch trwa.
połączenie kaskodowe polega na równoległym połączeniu pomiędzy tranzystorami wielu stopni. Istnieje tylko jeden wspólny tranzystor konfiguracyjny emitera, który napędza tranzystor z konfiguracją wspólnej podstawy. Jest to podstawowa różnica między kaskadą a kaskadą.
3). Dlaczego używamy wzmacniacza cascode?
aby osiągnąć wysokie impedancje, szerokość pasma, ogólne wzmocnienie, a przede wszystkim chronić wzmocnienie przed wpływem frezarki te wzmacniacze są używane.
4). Co rozumiesz przez sprzężenie zwrotne we wzmacniaczu?
proces, w którym wygenerowane wyjście jest przekazywane z powrotem do wejścia, jest znany jako sprzężenie zwrotne. Proces ten jest popularny we wzmacniaczach, aby jego działanie było stabilne, a także hałas, który można zmniejszyć z systemu.
5). Co To jest napięcie Millera?
gdy napięcie między bramką a zaciskiem spustowym zbliża się do wartości zero, gdzie istnieje szansa przejścia na szczyt. W tej sytuacji występuje efekt Millera i ten typ napięcia jest określany jako napięcie Millera.
jednak wzmacniacze cascode są dalej klasyfikowane na dwa typy. Są to składane i bimos kaskodowe wzmacniacze. Na podstawie wymogu wzmocnienia, przepustowości i kryteriów impedancji wybiera się jego rodzaj dla aplikacji. Czy możesz opisać, w jaki sposób wzmocnienie i przepustowość są powiązane z tymi wzmacniaczami?