Amplificador cascode. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Os amplificadores de RF Cascode são amplamente utilizados em circuitos modernos, pois apresentam várias vantagens e, principalmente, alta resistência à autoexcitação. A revista "Rvdio" publicou repetidamente descrições de tais amplificadores e dispositivos com sua aplicação. Apresentamos aos leitores mais um recurso sob a forma de um amplificador clássico de código quádruplo.

Amplificadores cascode conhecidos geralmente têm uma impedância de entrada relativamente baixa e são muitas vezes bastante difíceis de configurar. A introdução de um controle automático de ganho (AGC) neles também nem sempre é simples.

O amplificador cascode descrito em [1] (Fig. 7.13) está livre dessas deficiências. É feito de acordo com o esquema fonte comum-emissor comum usando um "espelho de corrente" (Fig. 1) e uma conexão DC dos estágios. O uso de um par combinado de transistores VT2, VT3 no "espelho atual" torna possível trazer o amplificador em termos de estabilidade de temperatura quase ao nível de um degrau em um transistor de efeito de campo VT1, e o uso completo do tensão de alimentação expande significativamente a característica de amplitude. A linearidade do amplificador como um todo depende muito da linearidade do FET e, conforme mostrado abaixo, pode ser melhorada.

A característica de controle do amplificador também possui vários recursos positivos, em particular, é mais linear, o que é típico para etapas em transistores de efeito de campo. O controle de ganho no dispositivo é fácil de implementar, por exemplo, substituindo o resistor R1 por uma seção coletor-emissor de um transistor bipolar ou fechando o transistor de efeito de campo VT1 através do circuito de porta.

O transistor de entrada VT1 fornece a impedância de entrada necessária e não carrega o filtro passa-banda de entrada L1C1. A baixa resistência de entrada do "espelho de corrente" praticamente elimina o feedback positivo parasita no amplificador e permite ligar a carga ressonante L2C4 diretamente em sua saída. Fatores positivos incluem o fato de que os filtros passa-banda de entrada e saída estão "amarrado" a um fio comum, o que simplifica muito a cascata do amplificador, por exemplo, ao criar amplificadores de frequência intermediária de vários estágios de receptores de rádio super-heteródinos em sua base.

A linearidade do amplificador como um todo, bem como a linearidade da regulação, bem como o "desacoplamento", em particular, podem ser significativamente melhorados se for montado de acordo com o esquema de fonte comum-base comum (Fig. 2), usando o transformador de isolamento de RF T1 mais simples de acordo com [2]. Observe que ligando o transformador de forma adequada, é possível garantir a inversão de fase da tensão de saída ou a ausência de magnetização do circuito magnético. Na fig. 2, o transformador é ligado sem magnetização.

Para uma avaliação comparativa das opções do amplificador cascode, modelos digitais (usando o programa ELECTRONICS WORKBENCH) e físicos do amplificador e seu protótipo foram testados usando componentes de rádio disponíveis - transistores KP303B, KT361V e um transformador enrolado em um anel K7x4x2 feito de ferrite com uma permeabilidade magnética de 1500 com dois enrolamentos 15 voltas de fio PEV-2 0,2 ​​[2]. A indutância do enrolamento primário é controlada instrumentalmente.

Os filtros do amplificador IF do rádio transistor "Serenade-406" foram usados ​​​​como circuitos passa-banda. A seleção dos componentes por parâmetros não foi realizada. A corrente consumida pelos amplificadores não foi controlada. O ponto de operação do transistor de efeito de campo foi definido alterando a resistência do resistor R1 em décadas dentro de 100 Ohm...10 kOhm. As medições foram feitas com um osciloscópio C1-55.

Os resultados da experiência são mostrados na fig. 3, que mostra a dependência do ganho da resistência do resistor R1. A curva 1 corresponde ao modelo digital do amplificador de acordo com o circuito da Fig. 2; 2 - seu modelo físico; 3 - modelo físico do protótipo (ver Fig. 1). Os amplificadores funcionam de forma constante e sem distorção em toda a faixa dinâmica. O ganho baixo é devido à resistência equivalente reduzida do filtro de passagem de banda de saída.

O ganho do estágio de base comum de fonte comum (ver Fig. 2) é determinado com boa precisão pelo produto da transcondutância do transistor de efeito de campo e o coeficiente de transferência de corrente do transistor bipolar, medido no ponto de operação, e o equivalente resistência do filtro passa-faixa.

Em conclusão, pode-se notar que é preferível o uso de um amplificador de acordo com o esquema de fonte comum-base comum, que possui os melhores parâmetros em termos de linearidade, ganho, profundidade de sua regulação (até o fechamento) e capacidade de fabricação . No entanto, todos os amplificadores estão operacionais, não requerem o estabelecimento e seleção de transistores (o ajuste de filtros passa-banda, é claro, é necessário), eles estão bem em cascata. Você pode ajustar o ganho tanto no circuito de porta do transistor de efeito de campo (na potência zero) quanto no circuito de fonte alterando a resistência do resistor até o fechamento dos amplificadores.

Literatura

1. Goroshkov B. I. Elementos de dispositivos eletrônicos de rádio (Manual). - m.: Rádio e comunicação, 1989.
2. Ed. E. T. Circuitos de receptores de rádio. Guia Prático (Traduzido do Alemão) - M.: Mir, 1989.

Autor: V.Guskov, Samara

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