Puedes trazar o escribir la expresión para Vout vs Vin y luego tomar la derivada de la misma para obtener la gran ganancia de señal \ $ A_V = \ frac {dVout} {dVin} \ $
El resultado de la simulación es:
Para\$R_D=1k\Omega\$,\$R_S=100\Omega\$,\$V_{DD}=10V\$,\$V_{SS}=-10V\$
Ynotequelagananciamáximaesiguala\$\frac{R_D}{R_S}\approx10\$
Yestanoeslacoincidencia.
Opuedeshacerunanálisisdepequeñaseñalyresolverlaganancia.
De la inspección podemos escribir:
$$ V_ {IN} = V_ {GS} + I_D * R_S $$
Y porque \ $ I_D = g_mV_ {GS} \ $
Tenemos
$$ V_ {IN} = V_ {GS} + g_mV_ {GS} * R_S = V_ {gs} \ left (1 + g_mR_S \ right) $$
La tensión de salida también se puede encontrar por inspección
$$ V_ {OUT} = -I_D * R_D $$
Este signo negativo proviene del hecho de que la corriente \ $ I_D \ $ está fluyendo desde GND hacia el terminal de drenaje en nuestro circuito equivalente de pequeña señal.
En realidad, este signo menos solo nos informa que el voltaje de salida de nuestro amplificador está desfasado 180 ° con respecto al voltaje de entrada.
Cualquier aumento en \ $ Vin \ $ también aumentará \ $ I_D \ $ actual, el voltaje en \ $ R_D \ $ también aumenta, por lo tanto, \ $ V_D \ $ caídas de voltaje debido a una gran caída de voltaje en \ $ R_D \ $ resistencia, \ $ V_d = V_ {DD} - I_D * R_D \ $
Por lo tanto, la ganancia de voltaje es igual a:
$$ \ frac {V_ {OUT}} {V_ {IN}} = \ frac {-g_mV_ {gs} R_D} {V_ {gs} \ left (1 + g_mR_S \ right)} = - \ frac {g_mR_D} { 1 + g_mR_S} = - \ frac {R_D} {\ frac {1} {g_m} + R_S} $$
