Caratteristiche dell'Amplificatore a Base Comune (CB)
L'amplificatore a base comune (CB) è una configurazione BJT in cui la base è il terminale comune (massa CA), l'ingresso viene applicato all'emettitore e l'uscita è prelevata dal collettore. Si distingue dagli stadi a emettitore comune (CE) e a collettore comune (CC).
Caratteristiche Elettriche Principali
| Parametro | Amplificatore CB | Confronto |
|---|---|---|
| Impedenza di ingresso (Zin) | Bassa (~10–100 Ω ≈ re = VT/IE) | CE: ~1–10 kΩ; CC: ~100 kΩ |
| Impedenza di uscita (Zout) | Alta (~RC || ro) | CE: simile; CC: bassa (~re) |
| Guadagno di corrente (α = IC/IE) | ≈ 0,98–0,998 (leggermente < 1) | CE: β (50–300); CC: β+1 |
| Guadagno di tensione (Av) | Alto (≈ gmRC = RC/re) | Simile a CE; nessuna inversione di fase |
| Guadagno di potenza | Moderato (guadagno di tensione × guadagno di corrente ≈ β) | Simile a CE |
| Banda passante | Molto ampia (nessun effetto Miller su Ccb) | CE: limitata dalla capacità Miller; CC: ampia |
| Sfasamento | 0° (non invertente) | CE: 180°; CC: 0° |
Vantaggi
- Banda passante ampia: ideale per RF, video e amplificatori di impulsi ad alta velocità (fino a GHz con SiGe/HBT).
- Bassa impedenza di ingresso: si accoppia direttamente a sorgenti da 50 Ω; adatto a sorgenti a ingresso di corrente (fotodiodi, DAC in modalità corrente).
- Alto guadagno di tensione: senza moltiplicazione Miller di Ccb.
- Buon isolamento: bassa trasmissione inversa (S12); stabile, bassa retroazione.
- Alta impedenza di uscita: agisce come buona sorgente di corrente / stadio transimpedenza.
Svantaggi
- Bassa impedenza di ingresso: appesantisce lo stadio precedente; necessita di buffer o trasformatore per sorgenti di tensione.
- Guadagno di corrente < 1: non è un amplificatore di corrente (α < 1).
- Complessità di polarizzazione: richiede guida a bassa impedenza all'emettitore; la base deve essere ben bypassata.
- Figura di rumore: superiore a un CE ottimizzato a basse impedenze di sorgente.
Applicazioni Tipiche
- Stadi RF front-end: LNA, mixer, amplificatori IF (50 Ω in/out).
- Stadio cascode: CB sopra CE per alto guadagno + ampia banda + alto isolamento (onnipresente nel design di IC).
- Buffer di corrente / amplificatori transimpedenza: preamplificatori per fotodiodi, elaborazione segnali in modalità corrente.
- Oscillatori ad alta frequenza: basso rumore di fase grazie ad alto Q e isolamento.
- Spostamento di livello: traduzione di tensione non invertente.
Consiglio di Progettazione
Nel design discreto, usa un cascode (CE che guida CB) per ottenere alta impedenza di ingresso (da CE) + ampia banda passante (da CB). Nel design di IC, CB è l'elemento di default come carico a sorgente di corrente e stadio cascode.