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共源共栅Cascode以及级联Cascade的优缺点是什么?
共源共栅Cascode以及级联Cascade是常用的放大威廉希尔官方网站
架构,它们在不同应用场合中具有不同的优缺点。在本文中,我们将就这些架构列举其优点和缺点,并对其性能进行分析。
一、共源共栅Cascode
共源共栅Cascode威廉希尔官方网站
是一个双级放大威廉希尔官方网站
,由一个源连双极晶体管(MOSFET)和一个栅连MOSFET组成。该威廉希尔官方网站
可以提高放大威廉希尔官方网站
的增益和线性度,减小MOSFET对威廉希尔官方网站
带来的影响和节省电源。共源共栅Cascode架构的优点有以下几个:
1.较高的增益:由于共源共栅Cascode可以增加威廉希尔官方网站
的工作点,因此可以有效提高其增益。其中,共源极的电压被提高,当电流正向带通时,真空管会nose up(即增加电流)。而通过共栅极的电压使结果更不会被击穿。
2.较小的电容:共源共栅Cascode的结构比传统威廉希尔官方网站
更加平稳,这意味着电压变化相对更小,从而减小了由于消耗电容器带来的噪声。因此,CASCODE威廉希尔官方网站
内部电容体积变小,减少了由电容产生的干扰信号。
3.阻止电荷注入:在威廉希尔官方网站
中,MOSFET会受到威廉希尔官方网站
中其他元件反向电流的影响,导致电荷注入到MOSFET晶体管管的门源电容。但是,共源共栅Cascode架构中,在威廉希尔官方网站
中的MOSFET门源两端之间增加了电容,以阻止电荷注入进入MOSFET晶体管管的门源电容,从而有效提高了威廉希尔官方网站
的稳定性。
4.减小功耗:由于共源共栅Cascode威廉希尔官方网站
具有双级放大的特点,因此可以在不影响增益的情况下减少对电源的消耗。这是由威廉希尔官方网站
结构本身所决定的。在威廉希尔官方网站
不需要额外的工作时,将其完全关闭是易于实现的。
但是,共源共栅Cascode也存在一些缺点:
1.复杂的基准威廉希尔官方网站
:由于共源共栅Cascode威廉希尔官方网站
本身较为复杂,在实现基准威廉希尔官方网站
时,需要对其进行调节,以使其工作点处于合适的状态。
2.高导通电阻:共源共栅Cascode威廉希尔官方网站
通常具有较高的导通电阻,因此可能需要额外的电源来推动威廉希尔官方网站
,以达到预期的性能。
3.较高的杂散噪声:由于共源共栅Cascode威廉希尔官方网站
需要使用较高的放大威廉希尔官方网站
,所以在大幅放大时,可能会出现一定的杂散噪声。这是由于威廉希尔官方网站
的感受器不足所造成的。
二、级联Cascade
级联Cascade也是常用的放大威廉希尔官方网站
架构。与共源共栅Cascode架构不同,级联Cascade架构由多个单级放大威廉希尔官方网站
组成,每个单级放大威廉希尔官方网站
都独立放大威廉希尔官方网站
信号。级联Cascade架构的优点有以下几个:
1.较高的带宽:级联Cascade威廉希尔官方网站
是由多个单级放大器威廉希尔官方网站
串联组成的,其输出加入到下一个单级放大威廉希尔官方网站
的输入中。由于每个单级放大器威廉希尔官方网站
的增益不太一样,可以大幅度扩展威廉希尔官方网站
的带宽。
2.较高的增益:由于级联Cascade威廉希尔官方网站
具有多级放大器威廉希尔官方网站
的特点,因此可以在不损失增益的情况下增加威廉希尔官方网站
的线性度。由于多个单级放大器威廉希尔官方网站
的组合,级联Cascade威廉希尔官方网站
能够放大的信号的振幅可以达到很高。
3.较低的杂散噪声:级联Cascade威廉希尔官方网站
可以大幅度扩展威廉希尔官方网站
的带宽,因此在实现威廉希尔官方网站
的同时降低了威廉希尔官方网站
的杂散噪声。这是由于威廉希尔官方网站
需要使用更少的电容和电感来实现同样的性能。
但是,级联Cascade威廉希尔官方网站
也存在一些缺点:
1.较复杂的设计:在实现级联Cascade威廉希尔官方网站
时,需要特别注意威廉希尔官方网站
的每个分支,以便正确配置威廉希尔官方网站
的增益与带宽。对于不同分支放大器之间的互相影响需要进行调整。
2.高功耗:由于级联Cascade威廉希尔官方网站
是由多个单级放大器威廉希尔官方网站
组成的,因此其功耗可能会高于单个放大器威廉希尔官方网站
。此外,由于威廉希尔官方网站
包含多个放大级别,因此其实现设计中对威廉希尔官方网站
的功率需求可能会比较严格。
3.较大的面积:由于级联Cascade威廉希尔官方网站
是由多个单级放大器威廉希尔官方网站
组成的,因此其面积通常比单个放大器威廉希尔官方网站
大得多。此外,多个单放大器威廉希尔官方网站
需要紧密排列起来,以便在威廉希尔官方网站
实现设计中获得最大的性能。
综上所述,共源共栅Cascode和级联Cascade是常用的放大威廉希尔官方网站
架构。在不同的应用场合中,选择不同的经典威廉希尔官方网站
架构是很重要的。在应用中,我们需要根据威廉希尔官方网站
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