模擬電路的輸出通過使用級聯(lián)放大器來增加。級聯(lián)碼的使用是一種常見的方法，可以擴(kuò)展到晶體管和真空管應(yīng)用。1939年，燕鷗級聯(lián)被收錄在羅杰·韋恩·希克曼和弗雷德里克·文頓·亨特撰寫的一篇文章中。手頭的主題是穩(wěn)壓器的使用。他們?yōu)閮蓚€(gè)三極管構(gòu)建了一個(gè)級聯(lián)代碼，第一個(gè)使用公共陰極配置，第二個(gè)使用公共網(wǎng)格作為五極管替代。因此，該名稱可以翻譯為具有五極管狀特征的級聯(lián)三極管的減少。

一、級聯(lián)放大器簡介

級聯(lián)放大器分為兩級：CE（共發(fā)射極）級和CB（共基極）級，CE為CB供電。與放大器的單級相反，兩者的混合將具有多種特性，例如高輸入/輸出分離、高I/P阻抗、高O/p阻抗和高帶寬。

該放大器通常用于電流電路中，使用兩個(gè)晶體管，BJT或FET。一個(gè)晶體管充當(dāng)CE或公共源極，而其他晶體管充當(dāng)CB或公共柵極。由于從o/p到i/p沒有直接耦合，該放大器增加了I/O分離，消除了米勒效應(yīng)，從而提供了高帶寬。

1. 級聯(lián)放大電路

場效應(yīng)晶體管的輸入步進(jìn)是FET CS放大器，Vin電壓施加到晶體管的柵極端子。另一方面，輸出相位是由輸入相位供電的FET CG放大器。Rd是輸出階躍的漏極電阻，Vout是從Q2收集的輸出電壓。由于Q2在電路中接地，因此FET Q1中的漏極電壓和FET Q2中的源極電壓保持恒定。這意味著FET Q2具有FET Q1的最低輸入電阻。Q1的低輸入電阻會降低增益和米勒效應(yīng)值，從而間接導(dǎo)致帶寬電平增加。

FET Q1增益的降低對電路的總增益影響不大，因?yàn)镕ET Q2會對其進(jìn)行補(bǔ)償。由于從漏極到源極雜散電容的放電和電荷是通過Rd傳導(dǎo)的，因此米勒效應(yīng)對FET Q2幾乎沒有影響，并且頻率響應(yīng)和負(fù)載值僅在高頻范圍內(nèi)中斷。級聯(lián)放大器的輸出值與電路架構(gòu)中的輸入值完全隔離。Q1在源極和漏極端具有固定電壓電平，而Q2在柵極和源極具有固定電壓電平。以下是FET操作的級聯(lián)放大器的電路圖：

基于FET的級聯(lián)放大電路如下所示。Vin（輸入電壓）連接到該放大器輸入級的柵極端子，該柵極端子是FET的典型源。該放大器的輸出級是一個(gè)典型的柵極FET，具有雄心勃勃的輸入步進(jìn)。o/p級的漏極電阻為Rd，Vout（輸出電壓）可以在次級晶體管的漏極端計(jì)算。

由于Q2晶體管的柵極端子接地，晶體管的源極和漏極電壓保持不變。 也就是說，較高的Q2晶體管在較低的Q1晶體管方向上具有較低的I / p電阻。結(jié)果，較低晶體管的增益減小，米勒效應(yīng)也降低。SO 的帶寬會增加。

下部晶體管的增益損耗對總增益幾乎沒有影響，因?yàn)樯喜烤w管對其進(jìn)行了補(bǔ)償。米勒效應(yīng)不會影響上部晶體管，因?yàn)槁O電阻應(yīng)用于漏極至源極漂移電容的充電和放電。對于高頻，頻率響應(yīng)和負(fù)載都會受到影響。

該電路的輸出可以與輸入分離。較低的晶體管在其源極和漏極端具有近似穩(wěn)定的電壓，而較高的晶體管在其兩個(gè)端子上具有幾乎穩(wěn)定的電壓。從 o/p 到 i/p 幾乎沒有輸入。因此，兩個(gè)端子使用安全的電壓中間關(guān)系很好地分開。

2.折疊式級聯(lián)放大器

這是一個(gè)單級放大器，其中典型的源極晶體管與反極性CB晶體管進(jìn)行Cas0ded。在該電路中，輸入段是一個(gè)可變對，用作級聯(lián)的CS級。兩個(gè)晶體管漏極連接到具有反極性的CG晶體管上。然后將CG晶體管連接到復(fù)數(shù)電流源，電路完成。

由于多級放大器的結(jié)構(gòu)特性，可以實(shí)現(xiàn)多級放大器的增益增量。通過將級聯(lián)碼折疊成反極性晶體管，可以將電路尺寸保持在最小，同時(shí)保持電路輸出并降低電源電壓。使用級聯(lián)晶體管可以改善電路的輸出電阻值，從而增加放大器信號增益。這是折疊式級聯(lián)放大器的主要優(yōu)勢。

二、級聯(lián)放大器的特點(diǎn)

1.級聯(lián)放大器的頻率響應(yīng)

輸出響應(yīng)與級聯(lián)放大器頻率響應(yīng)中的輸入反轉(zhuǎn)。它們通過采用級聯(lián)或共發(fā)射極放大器來提供改進(jìn)的幅度輸出。與CE信號相比，級聯(lián)放大器信號比預(yù)測范圍大三倍。

2.級聯(lián)放大器的穩(wěn)定性

級聯(lián)放大器的另一個(gè)值得注意的特點(diǎn)是其可靠性。Cascode結(jié)構(gòu)建筑本身就是一種安全的安排。下部晶體管在源極和漏極端具有幾乎恒定的電壓電平，因此沒有任何東西可以產(chǎn)生柵極反饋。另一方面，上部晶體管在源極和柵極端子處保持穩(wěn)定的電壓電平。因此，具有匹配電壓電平的唯一節(jié)點(diǎn)是輸出和基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)。

3.級聯(lián)放大器的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)勢

增益、可靠性、更好的阻抗比、更高的帶寬電平和壓擺率都是級聯(lián)電路的特性。

該電路的結(jié)構(gòu)非常基本。

在超外差接收器中，級聯(lián)放大器作為乘法混頻器實(shí)現(xiàn)。振蕩器信號饋送到上柵極，而RF信號饋送到下柵極。因此，所有這些信號都是復(fù)合的，IF用作混頻器-上部放大器的漏極。

弊

該放大器需要兩個(gè)具有高壓電源的晶體管。在雙晶體管級聯(lián)的過程中，兩個(gè)晶體管應(yīng)由充足的VDS偏置，從而設(shè)置電源電壓的下限。