O **Amplificador Fonte Comum (FC)** (MOSFET) / **Emissor Comum (BJT)** é o **estágio fundamental de ganho de tensão** no projeto de CI analógico e circuitos discretos. Sua alta impedância de entrada, impedância de saída moderada e ganho de tensão inversor o tornam ubíquo.
Características de Pequeno Sinal
- Ganho de Tensão (Av): −gm·Rout (Rout = RD || ro || RL). Alto (10–100+).
- Impedância de Entrada (Zin): Muito Alta (Gate: ∞; Base: rπ). Bom sensor de tensão.
- Impedância de Saída (Zout): Moderada (RD || ro). Precisa buffer para cargas baixa-Z.
- Fase: Inversão 180°.
- Largura de Banda: Limitada por Capacitância Miller (Cgd·(1+|Av|)). Cascode corrige isto.
Principais Categorias de Aplicação
1. Amplificação de Tensão / Pré-Amplificação
- Front-Ends de Sensores: Microfones (ECM, MEMS), Fotodiodos (alternativa TIA), Piezo, Extensômetro (com front-end amp de instrumentação). Alta Zin casa com sensores alta-Z.
- Pré-Amp Áudio: Phono (RIAA), Microfone, Ganho nível de linha.
- LNA RF (Low Noise Amp): FC com degeneração indutiva (Ls) para casamento de ruído e ganho. Banda estreita.
2. Cargas Ativas e Fontes de Corrente (Projeto de CI)
- Espelho de Corrente PMOS como Carga: Substitui RD → Ganho ≈ gm·ro (Ganho Intrínseco, 20–50 dB).
- Fonte de Corrente Cascode: FC + CG → Zout ultra-alta (gmro²). Referências de bias de precisão.
- Corrente de Cauda Par Diferencial: FC polarizado em saturação = sumidouro de corrente constante.
3. Processamento de Sinal Analógico (Tempo Contínuo)
- Filtros Ativos: Integrador FC (C no realimentação) → Biquads (Tow-Thomas, variantes Sallen-Key). Alto-Q, sintonizável.
- Osciladores: FC + Tanque LC (Colpitts, Hartley, Pierce) ou Desfasamento RC (3× estágios FC = 180° + 180° inversão = 360°).
- Misturadores (Núcleo Gilbert): Quad comutador FC (drive LO) × Estágio transcondutância FC (RF). Tradução de frequência.
- Amplificador Ganho Variável (VGA): Resistor de degeneração comutado / FET em tríodo → controle de ganho.
4. Amplificação de Potência (Classe A / AB / D)
- Classe A FC: Bias constante, alta linearidade, baixa eficiência (25% máx). Estágios driver.
- Classe AB Push-Pull: FC Complementar (N+P) ou FC + Seguidor Fonte (Comum-Dreno). Saída áudio, driver PA RF.
- Classe D / E / F (Chaveamento): FET FC como *chave* (não amp linear). Gate drive onda quadrada. Alta eficiência (>90%).
5. Buffer / Nível Shift (Seguidor Fonte = Dreno Comum)
Não é FC, mas frequentemente emparelhado: FC (Ganho) → Seguidor Fonte (Zout ↓, Drive ↑).
Por Que É o Estágio de Ganho "Padrão"
- Transistor único + 2–3 passivos = Ganho de Tensão.
- Inversor → permite realimentação negativa (estabilidade, precisão).
- Escala de µW (CI) a kW (PA RF) com mesma topologia.
- Compatível com CMOS, BiCMOS, GaN, SiC, Tubo a Vácuo (Tríodo = FC).
Se você projeta circuitos analógicos, você *pensa* em estágios Fonte Comum. Cascodes, Pares Diferenciais, AmpOps, OTAs, Comparadores — todos são compostos de células FC.
