Hvad er en cascode forstærker?

jeg er ikke sikker på, hvordan “moderigtigt” diskret transistordesign er i dag, men enhver, der bruger diskrete transistorer, bipolære eller på anden måde, til andre hastighedsdesign end til skift, ved sandsynligvis om cascode-design. Formålet med en cascode forstærker (ikke at forveksle med cascade, som er en kæde af to eller flere forstærkere) er at isolere Miller kapacitans. Miller kapacitans er den tilsyneladende multiplikation af basisopsamleren eller drænkildekapacitansen i en inverterende forstærker. Dette kan simpelthen forklares på grund af kollektorens bredere spændingssving (eller afløb). Effekten af denne spændingssving øger den tilsyneladende kapacitans sammenlignet med at visualisere afløbet som en vekselstrøm. Dette kan illustreres i et simpelt eksempel:

spændingssving

udførelsen af dette kredsløb er vist nedenfor:

kredsløbsydelse

tilføjelse af en kaskode, mens kollektorstrømmen holdes den samme:

cascode filter collector same

giver følgende resultater:

cascode resultater

så en mere end tre gange forbedring i 3dB båndbredde. Den teoretiske Miller-effekt ville være at øge basissamlerens kapacitans med en faktor på (1+ G), hvor-G er forstærkningen af scenen. Imidlertid, base-collector kapacitans er ikke den eneste faktor, der påvirker båndbredden, så båndbreddeforbedringen er ikke den 28 gange, du måske håber på at bruge denne ligning!

forbedringen afhænger af kildeimpedansen, belastningskapacitansen og forstærkningen samt egenskaberne ved den anvendte enhed. Cascode transistoren behøver ikke at være det samme delnummer som forstærkende transistor og behøver faktisk ikke engang at være den samme type. For eksempel kan du bruge en bipolar cascode transistor med en HEMT (high electron mobility transistors) eller GaAsFET:

GaAsFET

forbedringen i båndbredde er vist nedenfor:

GaAsFET-resultater

ikke at disse kredsløb simpelthen er for at illustrere effekten i stedet for at være nøjagtige designs at følge. En vigtig faktor at huske på, når du tilføjer en cascode transistor er, at det tager nogle spænding headroom. Du skal tillade dette, når du beslutter dig for, hvor du skal forspænde bunden af cascode transistoren. Også, bunden af cascode skal holdes temmelig solidt på en den valgte bias spænding. Hvis du ikke bias det med en lav impedans og tillader det at blive dynamisk flyttet rundt, vil det have uønskede virkninger.cascode-forstærkeren kan ses på forskellige måder afhængigt af dit synspunkt. En måde at se på det er, at cascode transistoren simpelthen er, at den passerer strømmen gennem emitteren til sin samler (mindre noget basestrøm), mens emitteren forhindres i at bevæge sig, hvilket er det vigtige punkt. En anden måde at se på cascode er som en fælles baseforstærker. En fælles baseforstærker har en lav indgangsimpedans, som er den egenskab, der kræves for at forhindre Miller – effekten på det fælles emitterforstærkningstrin-hvis samleren til den fælles emitterforstærker ikke kan bevæge sig, kan den ikke forstærke basissamlerens kapacitans.

afhængigt af de enkelte enheders egenskaber kan det være fordelagtigt at bruge noget andet end en bipolar transistor til kaskoden, såsom en HEMT. Grafen nedenfor illustrerer forbedringen i båndbredde fra at bruge en HEMT til kaskoden såvel som den inverterende forstærkertransistor.

HEMT forbedring

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.