Каскодная схема является одним из наиболее распространенных решений для аудиоусилителей благодаря сочетанию высокого входного сопротивления, низкого влияния емкостей Миллера, высокой крутизны характеристики и низкого уровня нелинейных искажений при малых сигналах. Ее использование в качестве нагрузки дифференциальных входных каскадов, драйверов выходных комплементарных пар и самостоятельных предусилительных каскадов обусловлено возможностью получения коэффициента усиления по постоянному току до нескольких сотен раз при стабильной фазовой характеристике в широком частотном диапазоне. Ключевой недостаток, ограничивающий применение каскода в высокоточных аудио цепях, — низкая термостабильность, вызванная зависимостью рабочих параметров биполярных и полевых транзисторов от температуры, а также наличием дополнительных тепловых связей в многоуровневых усилительных схемах. В отличие от одиночных эмиттерных повторителей, каскод содержит как минимум два активных элемента, суммарный температурный дрейф которых накапливается, что требует применения специальных методов компенсации при проектировании.

Основной механизм дрейфа в биполярных каскодных каскадах связан с отрицательным температурным коэффициентом базово-эмиттерного напряжения Ube, составляющим в среднем -2 мВ/°С для кремниевых транзисторов. При последовательном соединении двух транзисторов в каскоде суммарный спад напряжения на их переходах при нагреве на 10 °С достигает 40 мВ, что приводит к смещению рабочей точки по току, даже если опорный источник питания стабилизирован. В схемах с каскодной нагрузкой дифференциальной пары разбаланс токов в ее плечах возникает из-за несовпадения температурных коэффициентов транзисторов нагрузки и их неидеального теплового сопряжения, что вызывает дрейф смещения нуля на выходе усилителя и рост поперечных искажений. Дополнительный риск представляет тепловой разгон (thermal runaway): при росте тока покоя транзистора каскода увеличивается его рассеиваемая мощность, что дополнительно повышает температуру кристалла и приводит к дальнейшему росту тока, если отсутствуют стабилизирующие элементы.

Стандартные методы компенсации термостабильности каскодных каскадов подбираются в зависимости от их функционального назначения и требуемой точности. Наиболее распространенное решение — включение компенсирующих диодов Шоттки или кремниевых диодов последовательно с базой (затвором) каскодных транзисторов, температурный дрейф прямого напряжения которых подбирается под дрейф Ube активного элемента, что позволяет частично или полностью нивелировать изменение рабочей точки при нагреве. Для каскодных нагрузок дифференциальных пар используют thermally coupled пары транзисторов, размещенные в одном корпусе или на общем радиаторе с минимальным градиентом температуры, что обеспечивает синхронный дрейф их параметров и исключает разбаланс плеч пары. Дополнительная стабилизация достигается за счет включения резисторов в цепи эмиттера (истока) каскодных транзисторов, которые снижают зависимость их тока покоя от дрейфа опорных напряжений, а также применения термокомпенсированных опорных источников тока для питания каскодных ветвей схемы.

В высокомощных аудио усилителях каскод применяется преимущественно в качестве драйверов выходных комплементарных пар и в предвыходных каскадах, где требования к термостабильности дополнительно ужесточаются из-за больших значений рассеиваемой мощности и высокого коэффициента усиления по постоянному току. При нагреве выходных каскадов дрейф тока покоя каскодных драйверов вызывает изменение точки смещения выходных транзисторов, что приводит к росту поперечных искажений при низких уровнях сигнала и увеличению рассеиваемой мощности при больших сигналах, формируя положительную обратную связь по температуре. Для полевых транзисторов в каскодных схемах характерен отрицательный температурный коэффициент порогового напряжения, составляющий от -2 до -5 мВ/°С, при этом его нелинейность на широком диапазоне рабочих температур может достигать 30%, что вызывает нелинейный дрейф коэффициента усиления и смещения нуля, не поддающийся компенсации одиночными диодами. Особую проблему представляет согласование коэффициентов температурного дрейфа комплементарных пар полевых транзисторов, используемых в push-pull выходных каскадах, где разница дрейфа n- и p-канальных элементов может достигать 1 мВ/°С, что приводит к некомпенсируемому разбалансу при нагреве.

Современные решения для повышения термостабильности каскодных аудиоусилителей сочетают аппаратные методы компенсации с цифровой коррекцией параметров в реальном времени. Использование интегрированных каскодных ячеек в корпусах с thermally matched транзисторами, размещенными на едином кремниевом кристалле, исключает градиент температуры между активными элементами и обеспечивает синхронный дрейф их параметров, снижая разбаланс схемы на порядок. В профессиональных аудио усилителях предусмотрены встроенные датчики температуры, измеряющие температуру кристалла и силовых транзисторов, с последующей автоматической корректировкой опорных токов и напряжения смещения нуля, что позволяет удерживать дрейф смещения на уровне менее 10 мкВ на диапазоне рабочих температур -40...+85 °С. При проектировании новых схем обязательным этапом является термомоделирование, позволяющее предсказать распределение температур на плате и в корпусах транзисторов, а также оценить суммарный дрейф параметров до изготовления прототипа, что снижает количество итераций при доводке устройств. Ключевыми критериями оценки термостабильности каскодных каскадов являются коэффициент дрейфа смещения нуля (не более 10 мкВ/°С для высокоточных усилителей), стабильность коэффициента усиления в диапазоне рабочих температур и отсутствие самовозбуждения из-за температурной петли обратной связи.