Common Base Amplifierは、バイポーラ接合トランジスタ（BJT）構成の一種で、トランジスタのベース端子が入出力信号と共通のため、コモンベース（CB）と呼ばれます。 コモンベース構成は、より一般的なコモンエミッタ（CE）またはコモンコレクタ（CC）構成と比較して、アンプとしての使用頻度は低いものの、そのユニークな入出力特性のため、現在でも使用されています。 したがってエミッタ電流は入力電流でもあり、コレクタ電流は出力電流でもあるが、トランジスタは3層2pn接合素子であるため、コモンベースアンプとして動作させるためには正しくバイアスすることが必要である。 つまり、ベース・エミッタ接合は順方向バイアスです。
以下、基本的なコモンベースアンプの構成を考えてみましょう。
NPNトランジスタを用いたコモンベースアンプ
次に、基本のコモンベース構成から、入力変数はエミッタ電流IEとベース-エミッタ電圧VBEに関すること、出力変数はコレクタ電流ICとコレクタ-ベース電圧VCBに関することがわかる。
エミッタ電流IEは入力電流でもあるので、入力電流を変化させると、それに対応してコレクタ電流ICが変化する。 コモンベースアンプの場合、電流利得AiはiOUT/iINで与えられ、それ自身はIC/IEという式で決まります。 BJTアンプでは、IE=IB+ICでエミッタ電流は常にコレクタ電流より大きく、ICはIEよりIBの値だけ小さいので、アンプの電流利得（α）は1より小さい（ユニティ）でなければならない。 このようにCBアンプは電流を減衰させ、αの典型的な値は0.980から0.995の間にある。
3つのトランジスタ電流の電気的関係は、図のようにα、α、βの式を与えるために示すことができる。
Common Base Amplifier Current Gain
コモンベース・アンプの電圧利得
コモンベース・アンプは電流アンプとして動作できないので（Ai ≅ 1）、電圧アンプとして動作できる能力が必要である。 コモンベースアンプの電圧利得はVOUT/VINの比、つまりコレクタ電圧VCとエミッタ電圧VEで表されます。 つまり、VOUT＝VC、VIN＝VEとなります。
出力電圧VOUTはコレクタ抵抗RCに渡って発生するので、出力電圧はオームの法則からVRC＝IC＊RCとなり、ICの関数となる必要があります。 したがって、IEが変化すれば、ICも変化することになります。
そうすると、一般的なベースアンプ構成では、
IC/IEがαなので、アンプ電圧利得はこう表現されることになる。
従って電圧利得はコレクタ抵抗とエミッタ抵抗の比にほぼ等しくなる。 しかし、バイポーラ接合型トランジスタでは、ベース端子とエミッタ端子の間に pn ダイオード接合が 1 つ存在するため、トランジスタの動的エミッタ抵抗と呼ばれる r’e が発生します
AC 入力信号では、エミッタダイオード接合は次の式で与えられる有効小信号抵抗を持っています： r’e = 25mV/IE ここで 25mV は pn 接合の熱電圧、IE はエミッタ電流を示します。
入力電流の一部は、このベース・エミッタ間の内部抵抗と、外部に接続されたエミッタ抵抗REを通ってベースへ流れます。 小信号解析では、これら2つの抵抗は互いに並列に接続されます。
r’eの値は非常に小さく、REは通常、キロオーム（kΩ）範囲ではるかに大きいので、アンプの電圧利得の大きさはエミッタ電流の異なるレベルに応じて動的に変化します。
したがって、RE ≫ r’e の場合、コモン ベース アンプの真の電圧利得は次のようになります:
IC≅IEとして電流利得は1にほぼ等しいため、電圧利得式は単に単純化されます。
したがって、たとえば、1mA の電流がエミッタ-ベース接合部に流れている場合、その動的インピーダンスは 25mV/1mA = 25Ωとなります。 コレクタ負荷抵抗が10kΩの場合の電圧利得、AVは次のようになります。 同様に、負荷抵抗の値が高いほど、アンプの電圧利得は大きくなります。 しかし、実用的なコモンベース・アンプ回路では、約20kΩより大きい負荷抵抗を使用することはほとんどなく、電圧利得の典型的な値はRCの値によって約100～2000の範囲になります。 コモンベースアンプの電圧利得は、これら2つの抵抗値の比に依存するため、エミッタとコレクタの間の位相反転がないことになります。
コモンベース・アンプの抵抗利得
コモンベース・アンプ回路の興味深い特性の1つは、その入力と出力インピーダンスの比から、増幅を可能にする基本特性である「アンプの抵抗利得」として知られているものを生み出すことです。 入力がエミッタに接続され、出力がコレクタから取り出されることは前述したとおりです。 1つはエミッタ抵抗、REを介して接地へ、もう1つはR’eとベース端子を介して接地へ。 したがって、ベースが接地された状態でエミッタを覗くと、次のように言うことができます。 ZIN = RE||r’e.
しかし、動的エミッタ抵抗 r’e は RE に比べて非常に小さいため (r’e≪RE)、内部動的エミッタ抵抗 r’e が方程式を支配し、結果として r’e とほぼ同じ低い入力インピーダンスになります
したがって、共通ベース構成では入力インピーダンスが非常に低く、エミッタ端子と接続するソース・インピーダンス RS の値に応じて、入力インピーダンス値は 10Ω ～ 200Ωの範囲で変動する可能性があります。 コモンベース増幅回路の入力インピーダンスが低いことが、単段増幅器としての用途が限定される主な理由の1つです。
ただし、電圧利得の制御に用いるコレクタ抵抗や接続する外部負荷抵抗RLによっては、CB増幅器の出力インピーダンスが高くなることがあります。 アンプ出力端子に負荷抵抗を接続すると、コレクタ抵抗と並列に接続されることになり、ZOUT = RC||RL.
しかし、外部接続負荷抵抗RLがコレクタ抵抗RCに比べて非常に大きい場合、並列方程式はRCに支配され、出力インピーダンスZOUTはRCとほぼ等しくなり中程度となる。 そうすると、コモンベース構成の場合、コレクタ端子を振り返っての出力インピーダンスは次のようになる。 ZOUT=RC。
コレクタ端子を振り返ったアンプの出力インピーダンスは非常に大きくなる可能性があるので、コモンベース回路は、低入力インピーダンス側から入力電流を受け取り、高出力インピーダンス側に電流を送る理想電流源とほぼ同じ動作をします。 このため、コモンベーストランジスタは、電流バッファまたは電流フォロワとも呼ばれ、電圧フォロワと呼ばれるコモンコレクタ（CC）構成とは正反対である。
コモンベース・アンプのまとめ
このチュートリアルで、コモンベース・アンプについて、電流利得（アルファ）がほぼ1（ユニティ）であること、また、電圧利得が非常に高く、使用するコレクタ負荷抵抗RLの値に応じて100から2000以上までの典型値をとることを確認した。 また、コモンベースアンプは非反転増幅器構成であるため、入力信号を反転させることはないと述べました。
その入力-出力インピーダンス特性により、コモンベース増幅器配置は、低インピーダンス源を高インピーダンス負荷に一致させる電流バッファとして、または1つの増幅器段が別のものを駆動するために使用されるカスコードまたはマルチステージ構成の一部として単段増幅器としてオーディオおよび高周波アプリケーションで非常に有用である＜449>
