¿Por qué deberíamos establecer la fuente de entrada igual a cero para calcular la resistencia de salida del amplificador de fuente común?

Mi respuesta se escribe como si se tratara de un amplificador de circuito real, pero el cálculo de los valores implica el mismo principio.

No es necesario establecer la fuente de entrada en cero si desea hacerlo de la manera más difícil.

Esa forma más difícil probaría la impedancia a una frecuencia específica diferente a la que produce la fuente de entrada, entonces usaría un filtro de paso de banda ajustado (o análisis de Fourier / espectral) para analizar JUSTO la señal a la frecuencia que desea medir y calcular la impedancia de salida.

Sí, puede hacerlo de la manera más difícil o, simplemente, establezca la fuente de voltaje a cero y hágalo de la manera más fácil. Alternativamente, puede usar la señal de entrada para generar un voltaje y luego colocar una carga en el drenaje / colector y cuando el voltaje de CA visto descienda al 50%, tendrá el equivalente a la impedancia de salida.

Está considerando el modelo de señal pequeña, por lo que tenemos que acortar todas las señales grandes. Pero en su caso, también tiene una pequeña fuente de señal en la puerta (entrada). Como muchos ya han respondido, es solo una cuestión de perspectiva. Quieres medir la resistencia de salida.

Incluso cuando consideras un circuito normal en la vida real y cuando tienes que encontrar la resistencia con un multímetro. Usted desactiva todas las fuentes (fuentes de tensión independientes cortas y fuentes de corriente independientes del circuito abierto) y luego mide la resistencia. Así que en tu caso también haces lo mismo. Por supuesto, puede tener la fuente de señal pequeña Vs (Vbias de fuente de señal grande debe estar cortocircuitada por cualquier medio porque está haciendo un análisis de señal pequeña y no deben considerarse todas las señales grandes), pero ahora si trata de calcular la resistencia de la salida sería incorrecto porque tiene otras fuentes que influyen en la resistencia, un caso en el que necesitamos tenerlo es cuando estamos encontrando la función de transferencia donde necesita encontrar el Vout / Vin. Entonces, para encontrar la resistencia de salida, cortamos la fuente, ya que Vg = Vs = 0 y Vsource = 0 (gnd) Vg-Vsourcce = Vgs = 0. Entonces gm * Vgs = 0, esto es lo que se hace en las ecuaciones que has mencionado.

El motivo es que cuando intenta obtener un circuito equivalente de Thevenin, utilizando el método de "fuente de prueba", se ponen a cero todas las fuentes de corriente y voltaje independientes. Sin embargo, mantienes intactas las fuentes dependientes.

\ $ V_t \ $ es su fuente de prueba y para encontrar la resistencia equivalente buscando en esa terminal, necesita encontrar \ $ I_t \ $. Entonces \ $ R_ {equiv} = \ frac {V_t} {I_t} \ $.

Simplemente, la corriente de prueba medida sería la suma de la respuesta del circuito tanto a la tensión de prueba como a la fuente, y se obtendría un cálculo incorrecto de la resistencia de salida.

La fórmula que incluiste lo muestra bastante bien: si vgs ≠ 0, entonces vt = it (r0 || RD) + gm · vgs, y Rout = r0 || RD + gm · vgs / it, lo que da el error resultado.

Medir la resistencia de salida de un circuito es esencialmente lo mismo que medir su resistencia de Thevenin. Al medir la resistencia de Thevenin, todas las fuentes independientes se desactivan. La fuente de entrada (señal pequeña) es una fuente independiente, por lo que se apaga, y apagar una fuente de voltaje significa establecer el voltaje en sus terminales en 0.

La fuente de entrada de señal grande (la tensión de polarización) establece la fuente de corriente dependiente \ $ g _ {\ text {m}} v _ {\ text {gs}} \ $ del MOSFET porque determina \ $ g _ {\ text {m}} \ $ y otros parámetros MOSFET de pequeña señal, por lo que no se puede ignorar por completo. Una vez que se utiliza para determinar las fuentes dependientes, también se desactiva.

Debido a la topología del circuito, 0 entrada significa \ $ v _ {\ text {gs}} = 0 \ $: el MOSFET tiene idealmente una impedancia infinita al mirar la puerta, por lo que no puede fluir corriente por \ $ R_ { \ text {S}} \ $ y por lo tanto no hay voltaje a través de él. Resulta que la fuente actual dependiente \ $ g _ {\ text {m}} v _ {\ text {gs}} \ $ también es 0.

Mi respuesta en una frase: cuando intenta determinar la corriente a través de la resistencia de salida desconocida (causada por una fuente de voltaje que está conectada al nodo de salida), no debe haber otra corriente causada por la señal de entrada.

Permítame abarcarlo todo, las señales de CC se descuidan en el análisis de señales pequeñas ( cuando la amplitud de las señales es bastante pequeña ) porque causan una corriente constante y proporcionan un nivel de polarización, por lo que casi las descuidamos. Ser como descuidar una constante en una ecuación dependiente de la fase o la frecuencia que lo hace más fácil de entender.

Bien, ahí van las fuentes de DC

El MOSFET tiene una impedancia de entrada bastante alta que significa que nada o ninguna corriente fluye a través del terminal de la compuerta, que se muestra mediante un abierto ( rojo ) en Hybrid-pi model de pequeño análisis de señal,

Ahora sabemos que la conductancia del canal en el MOSFET se efectúa por el voltaje en el terminal de la puerta, pero el circuito de entrada está aislado del circuito de salida, esta relación se establece por el concepto de transconductancia , que es la relación entre el cambio en la corriente de drenaje y el cambio en el voltaje de la compuerta de entrada vgs ( donde v y gs pequeños representan la naturaleza de señal pequeña de la fuente ) .

Ahora viene el teorema de superposición

Que indica que la corriente de dos fuentes en cualquier rama del circuito ( circuitos lineales ) es independiente de otras fuentes, y la corriente resultante es la suma algebraica de la corriente calculada cuando las fuentes individuales están actuando. solo.

Por lo tanto, aquí mediante la conexión a tierra estamos eliminando el efecto del voltaje de entrada, que también hace que gm.vgs ( donde Is = gm.vgs es una fuente de corriente dependiente con dependencia de vgs ) actuando como una fuente de corriente cero, por lo que ahora podemos calcular la resistencia única del canal conectando una fuente de señal pequeña vt en la salida cuando la entrada de señal pequeña es cero.

Aunque vgs no desempeña un papel directo, pero funciona como un amplificador de Transconductancia, por lo tanto, el vgs a tierra elimina el efecto de otras fuentes de alimentación.