KASKÓDOVÉ  VYSOKOFREKVENČNÉ  ZOSILŇOVAČE


       V predchádzajúcej podtéme "Kompenzácie šírky prenášaného frekvenčného pásma u vf zosilňovačov" sme sa zaoberali možnosťou zväčšenia šírky prenášaného frekvenčného pásma využitím vlastností rezonančných obvodov pri použití kompenzačnej cievky  LP  a  LS.  Spomínané kompenzácie vylepšujú prenosové vlastnosti zosilňovača ako celku a nie prenosové vlastnosti samotného tranzistora ako zosilňovacej súčiastky. Prenosové vlastnosti v oblasti vysokých frekvencií samotného tranzistora vylepšuje zapojenie tranzistorov do tzv.  kaskódy.  Kaskóda je prepojenie vždy len dvoch tranzistorov a to takým spôsobom, že kolektor predchádzajúceho tranzistora je jednosmerne spojený s emitorom nasledujúceho tranzistora, ako je to znázornené na obrázku 9.a) . Ide o spojenie tranzistora  T1  pracujúceho v zapojení  SE  a tranzistora  T2  pracujúceho v zapojení  SB.

Kaskódový zosilňovač

Obr. 9.  a) Obvodové zapojenie kaskódového vf zosilňovača,  b) schéma prekreslená pre striedavý signál

       V téme "Rozbor zosilňovača s RC väzbou", v podtéme "Millerova kapacita", sme si hovorili, že prenosové vlastnosti tranzistora v oblasti vysokých frekvencií výrazným spôsobom ovplyvňuje spomínaná Millerova kapacita. Ako sme si v spomínanej podtéme odvodili, Millerova kapacita  C'  na vstupe tranzistora je  ( 1 - Au) - krát  väčšia ako kapacita kolektorového priechodu  Cj  tranzistora, teda :

C' = Cj.( 1 - Au )

V podtéme "Základné zapojenia s tranzistormi" sme si odvodili vzťah  (3)  pre napäťové zosilnenie Au  tranzistora v zapojení  SE  a to :

        ( 3 )

pričom  RZ  je celkový zaťažovací odpor pripojený na kolektor tranzistora.

       Ak si teraz obrázok  9.a)  prekreslíme pre striedavý signál, dostaneme zapojenie podľa obrázka  9.b).  Ako vidíme na obrázku, zaťažovací odpor  RZ  pre tranzistor  T1 , ktorý pracuje v zapojení  SE , je tvorený vstupným odporom emitorového obvodu tranzistora  T2.  Keďže tranzistor  T2  pracuje v zapojení  SB , jeho vstupný odpor je rovný desiatkam až stovkám ohmov. Ak túto skutočnosť aplikujeme na rovnicu ( 3 ) zisťujeme, že napäťové zosilnenie  Au  tranzistora  T1  je veľmi malé a teda aj Millerova kapacita  C'  na vstupe tohto tranzistora je veľmi malá. To má za následok výrazné zlepšenie prenosových vlastností tranzistora  T1  pre oblasť vysokých frekvencií.

       Ako sme si povedali, pre dosiahnutie dobrých frekvenčných vlastností tranzistora  T1  musí výrazne klesnúť jeho napäťové zosilnenie  Au.  Všimnime si však, čomu sa rovná napäťové zosilnenie  Au  celého kaskódového zosilňovača. Budeme vychádzať zo schémy na obrázku  9.b).

Pre obvodové veličiny na obrázku môžeme písať :

    ,    

rBE ........ odpor pre striedavý signál medzi bázou a emitorom tranzistora  T1.

Keďže prúdový zosilňovací činiteľ  a2  tranzistora  T2  je  a2 = 1,  tečie prúd  iK2  aj do kolektora tranzistora  T1.  Potom môžeme písať :

po dosadení za  iK2  dostávame rovnicu pre napäťové zosilnenie  Au  kaskódy :

       Uvedený výsledok znamená, že kaskóda má napäťové zosilnenie zhodné s napäťovým zosilnením tranzistora pracujúceho v zapojení  SE  a zároveň má malú vstupnú kapacitu, ako už bolo spomínané vyššie. Vstupný odpor kaskódy  Rvst = rBE   a výstupný odpor kaskódy  Rvýst = RK.






Kompenzácie šírky prenášaného frekvenčného pásma u vf zosilňovačov



!!!   Použitie obsahu stránok alebo ich častí na "kvaziautorské" a komerčné účely je v rozpore s autorskými právami a je možné len so súhlasom autora   !!!

Spracoval :  Ing. Alexander Žatkovič
Prípadné pripomienky alebo otázky zasielajte na adresu