Cascode 회로.

https://mysite.du.edu/~etuttle/electron/elect27.htm#Casco

 

캐스코드 회로
용어 "cascode"는 IEEE 전기 전자 용어 사전에 나타나지 않습니다.  

이 용어는 수년 동안 두 개의 증폭 장치가 직렬로 연결된 증폭기를 설명하기 위해 사용되었기 때문에 특별합니다.

캐스코드 회로는 바이폴라 트랜지스터, FET 및 진공관에 사용됩니다.

여기서는 진공관 회로로 연구할 것이지만, 다른 경우에도 같은 원칙이 적용됩니다.

 

Langford-Smith는 Radiotron Designer 's Handbook의 12.9xi, 533-534 절에는 cascode를 다루지만, 그가 제공하는 회로는 실용적이지 않고, 오해의 소지가 있으며, 분석은 눈에 띄지 않습니다.

 

이중 삼극관을 사용하는 실제적인 cascode 증폭기가 오른쪽에 나와 있습니다.

이중 3극은 이 회로에 잘 적용됩니다.

 

플레이트 전류는 약 0.5mA로 6SN7을 적절히 사용하지는 않지만, 원리를 설명할 수 있는 제한된 전원 전압을 가진 회로가 필요했습니다.

 

상단 튜브의 그리드는 전압 분배기에 의해 Vsupply / 2로 유지됩니다 (저항은 더 클 수 있음).

이것은 두 triodes가 합리적으로 작동하기에 충분한 "헤드 룸"을 제공합니다.

이 회로는 -50보다 조금 더 큰 전체 이득을 제공하지만, 입력에서 하단 3 극관의 이득은 약 -3이며, 상단 3 극은 +17의 이득을 생성합니다.

 

그림 12.51B의 Langford-Smith의 회로에서 볼 수 있듯이, 입력에 위쪽 그리드를 바이패스하는 커패시터를 돌려주는 잇점은 전혀 없습니다.

이 회로를 공통 그리드 앰프를 구동하는 공통 캐소드 증폭기로 간주하는 것이 가장 현명합니다.

 

공통 캐소드 스테이지의 이득을 추정할려면, 공통 그리드 스테이지의 캐소드를 들여다 보는 임피던스를 알아야 합니다.

왼쪽의 상자는 이것을 수행하는 방법을 보여줍니다.

 

전압 Δv의 변화가 입력에 가해지며, 전류 Δi의 변화가 발생합니다.

비율은 입력 임피던스입니다.

회로는 변경된 사항만을 보여주므로, 부하 저항은 신호 접지인 B + 전원 대신에, 접지로 되돌아 갑니다.

 

캐소드 전압이 증가하면 플레이트 전류가 감소하므로, 전류의 변화는 그림에 표시된 방향입니다.

이 변화는 또한 극성을 보여주는 것처럼, 플레이트 전압의 변화를 일으킵니다.

그 결과, 캐소드를 들여다 본 임피던스는 트랜스컨덕턴스의 역수이며, 플레이트 저항에 대한 부하 저항의 비율을 더한 것입니다.

 

트랜지스터의 경우 콜렉터 저항은 부하 저항보다 훨씬 큰 것으로 가정되므로, 입력 임피던스는 트랜스컨덕턴스의 역수입니다.

이 근사값은 진공관에서 부정확합니다.

 

이 회로는 낮은 플레이트 전류에서 작동하여, 높은 플레이트 전류에서 측정된 것과 특성이 다릅니다.

하나는 μ를 20으로 유지하지만, 상호 컨덕턴스는 1.0 mS라고 가정하면, 플레이트 저항이 20k가 됩니다.

이것은 Rin = 6k이므로, 공통 캐소드 단계의 이득은 -20 (6/26) = -4.6이 될 것이고, 공통 그리드 단계의 이득은 20 (100/120) = 17이 될 것입니다.

이것은 거의 우리가 아마 올바른 방향에 있음을 보여주는 측정치와 일치합니다.

 

두 단계는 단일 튜브로 간주할 수 있습니다.

상위 3극관의 플레이트 전압은 하위 3 극관에 의해 결정되는 플레이트 전류에 거의 영향을 미치지 않기 때문에, 조합은 높은 플레이트 저항을 지닌 5극관처럼 다소 작용합니다.

 

상호 컨덕턴스는 거의 동일하므로, 증폭률은 현재의 경우 약 400으로 커집니다.

이러한 의심을 확인하는 단일 튜브인 것처럼 조합의 특성을 측정할 수 있습니다.

 

입력단의 이득이 낮기 때문에(트랜지스터의 경우 -1), 밀러 효과가 작아서, 회로 사용에 대한 한 가지 이유가 됩니다.