6 Каскодне включення транзисторів

Під каскодними схемами розуміють двокаскадні підсилювачі на транзисторах, з будь-якої з можливих схем включення їх електродів, що не мають частотно залежних міжкаскадних елементів. Каскодні схеми можна, поділити на дві групи:

схеми, у яких окремі транзисторні каскади з'єднані ланцюжково без додаткових зворотних зв'язків. Такі сполуки отримали назву регулярних (рисунок 14);

Малюнок 14 – Каскодна схема ОЕ-ОБ (загальний емітер – загальна база) із послідовним харчуванням

схеми, в яких окремі транзистори з'єднані у довільній комбінації та з додатковими зворотними зв'язками. Такі сполуки називаються нерегулярними (рисунок 15).

Рисунок 15 – Каскодна схема підсилювача з динамічним навантаженням

Оскільки більшість каскодних схем використовується зазвичай під час роботи з малими сигналами, то цікаві лінійні каскодні схеми, тобто. такі, у яких параметри не залежать від величини струмів та напруг у робочому діапазоні їх зміни, при цьому вважається, що режим постійного струму не змінюється. На малюнку 16 наведено еквівалентні схеми змінного струму для 9 типів каскодних схем з регулярним з'єднанням на двох транзисторах. Ці схеми відображаються еквівалентним чотириполюсником, що складається з двох ланцюжково з'єднаних чотириполюсників. Чотириполюсники, що складають, заміщають перший і другий транзистор каскодної схеми. Параметри першого транзистора позначатимемо одним штрихом, а другого транзистора – двома штрихами. Спрощені формули для

- параметрів каскодних схем (рисунок 16) мають такий вигляд:

Для групи каскодних схем ПРО-ОБ, ОБ-ОК, ОБ-ОЕ, ОЕ-ОБ, ОЕ-ОЕ, ОЕ-ОК

(35)

оскільки

і

Малюнок 16 – Еквівалентні каскодні схеми.з'єднань по змінному струму

Для каскодних схем ОК-ОЕ та ОК-ОК

(36)

так як

Для каскодної схеми ОК-ПРО

(37)

так як

Визначивши за формулами (35 - 37)-матрицю будь-якої каскодної схеми, можна знайти основні параметри цієї каскодної схеми. Можна також виразити основні параметри тієї чи іншої каскодної схеми через характерні параметри окремих транзисторів.

У більшості каскодних схем максимальний коефіцієнт посилення потужності більше, ніж у підсилювача із загальним емітером на одному транзисторі. Максимальний коефіцієнт посилення потужності в більшості схем найчастіше отримати важко, т.к. є обмеження коефіцієнт посилення з боку стійкості. Однак якісно стійкість може характеризуватись величиною

. Найбільш часто для роботи в широкому діапазоні частот використовується схема ОЕ-ПРО, у якої на 2-3 порядку нижче, ніж у схеми із загальним емітером, а коефіцієнт посилення по потужності в 2-3 рази вище. Там, де потрібно стійко працювати на ще більш високих частотах, знаходять застосування схеми ПРО-ПРО, хоча вони і не дозволяють отримати високий коефіцієнт посилення потужності через меншу величину максимального коефіцієнта посилення потужності. В імпульсних підсилювачах знаходять застосування схеми, що мають більший вхідний опір. Деякі каскодні схеми дозволяє компенсувати температурний дрейф та застосовуються в підсилювачах постійного струму.

Найбільш широке застосування у конструкціях резонансних підсилювачів отримала каскадна схема ОЕ-ПРО. Вхідний опір такого підсилювача приблизно дорівнює вхідному опору першого транзистора (35), тому використання в першому каскаді польового транзистора дозволяє отримати більш високий вхідний опіропір та низький рівень шуму.

---