Co to jest wzmacniacz cascode?

nie jestem pewien, jak „modne” dyskretne projektowanie tranzystorów jest w dzisiejszych czasach, ale każdy, kto używa dyskretnych tranzystorów, bipolarnych lub innych, do szybkich projektów innych niż do przełączania, prawdopodobnie wie o projektach kaskodowych. Celem wzmacniacza kaskodowego (nie mylić z kaskadą, która jest łańcuchem dwóch lub więcej wzmacniaczy) jest izolowanie pojemności Millera. Pojemność Millera jest pozornym zwielokrotnieniem pojemności base-collector lub drain-source w odwróconym wzmacniaczu. Można to po prostu wyjaśnić z powodu szerszego wahania napięcia kolektora (lub drenażu). Efekt tego wahania napięcia zwiększa pozorną pojemność w porównaniu z wizualizacją drenażu jako uziemienia prądu przemiennego. Można to zilustrować w prostym przykładzie:

napięcie wahania

wydajność tego obwodu jest pokazana poniżej:

wydajność obwodu

dodanie kaskody przy zachowaniu tego samego prądu kolektora:

kolektor filtrów kaskodowych sam

daje następujące wyniki:

wyniki cascode

czyli ponad trzykrotna poprawa przepustowości 3dB. Teoretycznym efektem Millera byłoby zwiększenie pojemności bazy-kolektora o współczynnik (1+ G), gdzie-G jest wzmocnieniem stopnia. Jednak pojemność kolektora podstawowego nie jest jedynym czynnikiem wpływającym na przepustowość, więc poprawa przepustowości nie jest 28x, na które możesz liczyć za pomocą tego równania!

poprawa zależy od impedancji źródła, pojemności obciążenia i wzmocnienia, a także charakterystyki używanego urządzenia. Tranzystor kaskodowy nie musi być tym samym numerem części co tranzystor wzmacniający i w rzeczywistości nie musi być nawet tego samego typu. Na przykład, można użyć bipolarnego tranzystora kaskodowego z HEMT (tranzystory o wysokiej mobilności elektronów) lub GaAsFET:

GaAsFET

poprawa przepustowości jest pokazana poniżej:

wyniki GaAsFET

nie to, że te obwody są po prostu zilustruj efekt, zamiast być dokładnymi projektami do naśladowania. Jednym z ważnych czynników, o których należy pamiętać podczas dodawania tranzystora kaskodowego, jest to, że zajmuje trochę miejsca na napięcie. Musisz na to pozwolić przy podejmowaniu decyzji, gdzie ustawić podstawę tranzystora kaskodowego. Również podstawa kaskody musi być utrzymywana dość solidnie przy wybranym napięciu odchylenia. Jeśli nie ustawisz go z niską impedancją i pozwolisz na dynamiczne poruszanie się po nim, będzie to miało niepożądane skutki.

Wzmacniacz cascode można oglądać na różne sposoby, w zależności od punktu widzenia. Jednym ze sposobów patrzenia na to jest to, że tranzystor kaskodowy jest po prostu to, że przekazuje prąd przez emiter do jego kolektora (mniej jakiś prąd bazowy), zapobiegając jednocześnie przemieszczaniu się emitera, co jest ważnym punktem. Innym sposobem patrzenia na cascode jest wspólny wzmacniacz bazowy. Wspólny wzmacniacz bazowy ma niską impedancję wejściową, która jest cechą wymaganą do uniknięcia efektu Millera na wspólnym stopniu wzmocnienia emitera-jeśli kolektor wspólnego wzmacniacza emitera nie może się poruszać, nie może wzmocnić pojemności bazy-kolektora.

w zależności od charakterystyki poszczególnych urządzeń może być korzystne użycie czegoś innego niż Tranzystor bipolarny do kaskody, takiego jak HEMT. Poniższy wykres ilustruje poprawę przepustowości dzięki zastosowaniu HEMT dla kaskody, a także odwracającego tranzystora wzmacniacza.

HEMT

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.