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로케이에듀(web.lokedu.kr) 김태영교수의 전자회로 강의입니다. BJT와 MOSFET증폭기에 이어 캐스코드(cascode) 증폭기에 대해 학습합니다. 먼저 왜 CASCODE 증폭기가 필요한지 알아보고 구조와 동작원리 및 응용 순서로 강의를 진행하려고 합니다.
철저한 이해를 중심으로 공부하시기 바랍니다.
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[전자회로] Cascode 증폭기 – 네이버 블로그 – NAVER
전자회로1에서 배운 증폭기에 단자들이 추가된 것이 Cascode이다. . . MOSFET과 BJT를 전류원으로 사용하고 싶다면, 회로의 Rout을 증폭시켜 eal …
Source: blog.naver.com
Date Published: 5/20/2021
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8강. 캐스코드를 이용한 집적회로 증폭기 – 전자형 – Tistory
1. 드레인 저항을 가지는 공통소스 증폭기 · 2. 드레인 저항 RD를 정전류원 I로 교체 · 3. 정전류전원을 PMOS 트랜지스터로 교체 · 4. 캐스코드 트랜지스터를 추가하여 완성된 …
Source: e-funny.tistory.com
Date Published: 2/6/2021
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캐스코드 증폭기 – [정보통신기술용어해설]
캐스코드 증폭기 ㅇ CS(CE) + CG(CB) – 접지 형식(입출력에 공통 단자)이 다른 두 소신호 증폭기를 조합한 증폭 회로 ㅇ 특징 – 큰 트랜스컨덕턴스 …
Source: www.ktword.co.kr
Date Published: 4/4/2021
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Part 4. 고 이득 증폭기 캐스코드 증폭기 – Academia.edu
CHAPTER 14 캐스코드 증폭기 전자회로 실험 Part 4. 고 이득 증폭기 전자회로 실험 1/23 1.1 배경 이론 1.2 실험 회로및 Pspice 시뮬레이션 1.3 실험 절차 1.4 고찰 …
Source: www.academia.edu
Date Published: 10/21/2021
View: 2654
5차시 – 캐스코드 증폭기
캐스코드 증폭기. – CS(CE)+CG(CB) → 큰 trans-conductance, 높은 입력저항, 넓은 대역폭. MOS 캐스코드 in. R = ∞. – 입력저항.
Source: contents.kocw.or.kr
Date Published: 2/9/2021
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단일 트랜지스터 증폭기와 캐스코드증폭기
단일 트랜지스터 증폭기와. 캐스코드증폭기. 4.1 단일 트랜지스터 증폭기 개요 · 291. 4.2 소신호 등가회로 · 299. 4.3 공통소스(common source) 증폭기 · 306.
Source: www.sigmapress.co.kr
Date Published: 6/10/2021
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주제에 대한 기사 평가 캐스 코드 증폭기
- Author: 로케이에듀 채널
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- Date Published: 2015. 5. 29.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=c4M42vkZh2Q
[전자회로] Cascode 증폭기
내부 저항을 갖는 MOSFET, BJT를 추가하면 Rout도 증폭되고, 전압 손해도 없어서 좋다
사실상 교수님이 여기까지 이해하면 Cascode에 대한 내용 다 한 거라고 한다
그래도 이 단원의 남은 내용이 책에 적혀있고, 나름 흥미로워서 보고 가면 좋을 것 같다
8강. 캐스코드를 이용한 집적회로 증폭기
이번 포스팅에서는 공통소스 증폭기를 이용하여 집적회로를 설계해보겠습니다. 집적회로에서는 단위 면적당 많은 소자 및 회로들을 설계해야하기때문에 면적을 줄이는 것이 가장 중요합니다. 따라서 캐스코드를 이용하여 면적을 줄일 수 있는 과정을 이 포스팅에서 설명하도록 하겠습니다. 순서는 1번부터 4번과정까지 이어집니다.
1. 드레인 저항을 가지는 공통소스 증폭기
위 회로는 공통소스 저항 R D 를 가지는 공통소스 증폭기입니다. 이를 소신호 등가회로로 바꾸고 전압이득을 구해보겠습니다.
2. 드레인 저항 R D 를 정전류원 I로 교체
저항소자는 차지하는 면적이 크기 때문에, 집적회로를 효율적으로 설계하기위하여 정전류원으로 대체하여 공통소스 증폭기를 설계하겠습니다. 상대적으로 저항소자보다 면적이 작기 때문에 면적당 많은 소자를 설계할 수 있다는 장점이 있습니다. 그리고 정전류 전원은 매우 높은 저항값을 가지므로 큰 전압이득을 얻는데 유리합니다. 소신호 해석과 전압이득을 살펴보겠습니다.
정전류 전원은 소신호 해석 시 회로를 개방(open)하기 때문에, 소신호 해석은 위처럼 그려집니다. 그리고 전압이득 역시 드레인저항이 있을때보다 증가함을 알 수 있습니다.
3. 정전류전원을 PMOS 트랜지스터로 교체
이번에도 면적을 더 효과적으로 줄이기 위해 정전류전원 I를 PMOS로 교체합니다. 위 회로에서 NMOS 트랜지스터 Q1은 증폭 역할을 하며, PMOS 트랜지스터 Q2는 정전류 전원 역할을 담당합니다. 바로 소신호해석과 전압이득을 구해보겠습니다.
소신호 해석시 V DD 가 단락되어 접지와 연결되기 때문에 트랜지스터 Q2의 출력저항 r o2 는 위 그림과 같이 r o1 과 병렬연결 되어 보입니다. 따라서 전압이득을 구하면 아래와 같습니다.
이때, r o1 과 r o2 가 같다면 전압이득은 아래와 같이 정리할 수 있습니다.
2번의 결과와 비교해보았을 때, 전압이득이 감소되었음을 알 수 있습니다. 이제 다음과정을 통해 감소된 전압이득을 키워보겠습니다.
4. 캐스코드 트랜지스터를 추가하여 완성된 캐스코드 증폭기 설계
위 트랜지스터 Q2와 Q3는 전류버퍼 역할을 담당하는 트랜지스터입니다. 즉, 입력 전류를 출력으로 그대로 전달해주면서 출력저항은 더 증가시켜주는 회로입니다. 나머지 트랜지스터는 마찬가지로 Q1은 증폭 역할, Q4는 정전류원역할입니다.
캐스코드 트랜지스터를 파악하기위해서 아래 표시된 부분을 따로 떼내어 분석하겠습니다.
아래 부분을 떼어내면 아래와 같이 회로가 구성됩니다. 이 회로를 등가회로로 구성하기 위해서 회로의 트랜스컨덕턴스와 출력저항을 구해야만합니다. 아래회로를 소신호 등가회로로 바꾸고 등가 트랜스컨덕턴스, 등가 출력저항을 구해보겠습니다.
[ 등가 트랜스 컨덕턴스 ]먼저 d1 노드에서 식을 세워줍니다.
그리고 d2노드에서 식을 세워줍니다.
이제 식 ①과 ②를 종합하면 아래와 같은 등가 트랜스컨덕턴스를 얻을 수 있습니다.
캐스코드 트랜지스터 Q2는 전체 트랜스컨덕턴스에 영향을 미치지 않음을 확인하였습니다.
[ 등가 출력저항 ]캐스코드 트랜지스터를 추가하면 출력저항이 더 증가된다고 설명드렸습니다. 이제 얼마만큼의 저항이 증가되는지 회로해석을 통해 알아보겠습니다. 출력저항을 구하기위해 입력전압(vi=v gs1 )을 접지시키고 테스트전압을 사용하여 등가저항을 구하겠습니다.
식 ①을 사용하여 전압 v x 식을 아래처럼 표현 할 수 있습니다.
테스트전압과 전류를 알았으니 출력저항을 구해보겠습니다.
위 결과들을 가지고 등가회로를 구성하고 전압이득을 구해보겠습니다.
만약 트랜지스터 Q1과 Q2의 소신호 파라미터가 모두 동일하다면 식은 아래처럼 바꿀 수 있습니다.
이제 다시 돌아와서 캐스코드 증폭기 전체를 해석해보겠습니다.
출력단에서 바라본 저항은 캐스코드 증폭기의 파라미터의 곱 만큼 증가되어 보이는 것을 알 수 있습니다. 그리고 회로 전체의 트랜스컨덕턴스는 g m1 임도 알고있습니다. 위를 이용하여 등가회로를 그리고 전압이득을 구하겠습니다.
모든 트랜지스터가 같은 소신호 파라미터값이 동일하다면 식은 또 아래와같이 정리할 수 있습니다.
캐스코드 트랜지스터를 추가하여 전압이득을 구했더니, 감소된 전압이득을 증가시켰습니다. 이를 이용하면 집적회로 설계에 효율적이며, 전압이득 역시 충분히 큰 값을 얻을 수 있습니다.
이상으로 캐스코드 증폭기 설계에 대한 포스팅을 마치도록하겠습니다.
설계하는 과정을 순서대로 왜 다음단계로 넘어가는지 이해하고 넘어가는 것이 중요합니다.
많이 도움되었으면 합니다 읽어주셔서 감사합니다 🙂
Part 4. 고 이득 증폭기 캐스코드 증폭기
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