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BJT - Cascode - Verstärker - Rechner
BJT - Cascode - Verstärker - Rechner
Dieser Rechner berechnet die Polarisationsspannungen und -ströme sowie die Verstärkung und die Frequenzantwort für den Cascode - Verstärker.
Der Cascode - Verstärker hat eine hohe Verstärkung und eine hohe Bandbreite. Er überwindet die Einschränkungen der Miller - Kapazität des Gemeinsamer - Emitter - Verstärkers, indem er einen zweiten Transistor als Common - Base - Strompuffer verwendet. Dadurch kann er Bandbreitenverstärkungen von Größenordnungen größer als die Gemeinsamer - Emitter - Verstärker erreichen. Der einzige Kostenfaktor ist, dass ein zweiter Transistor benötigt wird, und eine höhere Versorgungsspannung erforderlich ist, damit die Transistoren angemessene Betriebsmargen haben.
Für diesen Cascode wird die Verstärkung durch das Verhältnis von RC/RE2 festgelegt. Um die Bandbreite zu maximieren, sollte die Summe von RE1 und RE2 maximiert werden.
Es sollte bemerkt werden, dass in der realen Welt für Frequenzen über 2 MHz eine zweite Emitterfolger - Pufferstufe erforderlich ist, um die Überlastung der Ausgangsstufe zu vermeiden und die reduzierte Frequenzantwort zu verhindern. Die Kapazität eines 1 - MHz - Oszilloskopsonde wird die Frequenz dieses Verstärkers bereits bei 2 MHz absenken. Um die Frequenzantwort auf einem Oszilloskop zu messen, sollte man am Ausgang des Cascode über einen Puffer messen.
Gleichungen
VB1= R3/(R1+R2+R3)
VB2= (R2+R3)/(R1+R2+R3)
VE1= VB1-VBE
VE2= VB2-VBE
VC1= VE2
VC2= VP - IC*RC
RB1= R3*(R1+R2)/ (R1+R2+R3)
IB*RB1 + IB*Beta*RE+VBE=VB1
IB= (VB1-VBE)/(RB1+Beta*RE)
IC= Beta*IB
gm = Ic/25mA
rπ=Beta/gm
Si RE2 es de cero ohmios:
A= -gm*((RL||RC)*(R2||R3))/(R23+RS)*(rπ/(rπ+Rx+(R2||R3||RS)),
de lo contrario
A= -(RL||RC)/RE2
Rx es típicamente de 10 - 30 ohmios, usamos 20 en la calculadora.
fT= gm/(2π*(CBE+CBC))
f1= 1/(Rin*(Cbe+ 2*Ccb))/(2*π);
f2= 1/(RL*Ccb)/(2*π);
El polo inferior es dominante:
BW= f1;
Calculadora de Amplificador en Cascada de BJT
Esta calculadora computa los niveles de voltaje y corriente de polarización, así como la ganancia y la respuesta en frecuencia del amplificador en cascada.
El amplificador en cascada tiene alta ganancia y un ancho de banda elevado. Supera las limitaciones de la capacitancia de Miller del amplificador de emisor común al utilizar un segundo transistor como buffer de corriente de base común. Como resultado, puede alcanzar anchos de banda de ganancia de órdenes de magnitud mayores que los amplificadores de emisor común. El único costo es que se necesita un segundo transistor y una fuente de voltaje más alta para que los transistores tengan márgenes de funcionamiento adecuados.
Para este amplificador en cascada, la ganancia se establece por la relación RC/RE2. Para aumentar el ancho de banda, maximice la suma de RE1 y RE2.
Cabe destacar que, en el mundo real, para frecuencias por encima de 2 MHz, se necesita una segunda etapa de buffer de seguidor de emisor para evitar la carga de la etapa de salida y la reducción de la respuesta en frecuencia. La capacitancia incluso de una sonda de osciloscopio de 1 MHz hará que la frecuencia de este amplificador disminuya a 2 MHz. Para medir la respuesta en frecuencia en un osciloscopio, mida en la salida del amplificador en cascada a través de un buffer.
Ecuaciones
VB1= R3/(R1+R2+R3)
VB2= (R2+R3)/(R1+R2+R3)
VE1= VB1-VBE
VE2= VB2-VBE
VC1= VE2
VC2= VP - IC*RC
RB1= R3*(R1+R2)/ (R1+R2+R3)
IB*RB1 + IB*Beta*RE+VBE=VB1
IB= (VB1-VBE)/(RB1+Beta*RE)
IC= Beta*IB
gm = Ic/25mA
rπ=Beta/gm
Si RE2 es de cero ohmios:
A= -gm*((RL||RC)*(R2||R3))/(R23+RS)*(rπ/(rπ+Rx+(R2||R3||RS)),
de lo contrario
A= -(RL||RC)/RE2
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