En general, la resistencia de degeneración de la fuente "agrega" una retroalimentación negativa al circuito (realimentación de la serie actual). En este caso, muestreamos la corriente de salida (\ $ I_D \ $) y devolvemos un voltaje proporcional en serie con la entrada (\ $ V_ {GS} = V_G - I_D * R_S \ $).
Este tipo de respuesta aumenta \ $ Rin \ $ y \ $ Rout \ $. Pero tenga en cuenta que el MOSFET tiene un \ $ Rin = \ infty \ $ muy grande, por lo tanto \ $ Rin = R1 || R2 \ $ permanece sin cambios.
La ganancia de voltaje también cae a \ $ Av = - \ frac {R_D} {R_S + 1 / gm} = - \ frac {R_D || R_L} {\ frac {1} {gm} + R_S || R_3 } \ $
Esto también mejora la linealidad, porque sin \ $ R_S \ $ la ganancia de voltaje es \ $ gm * R_D \ $ y, como debe saber, \ $ gm \ $ varía con la corriente de drenaje.
Debido a que \ $ gm \ $ es una función de la corriente de drenaje (\ $ I_D \ $), la ganancia de voltaje variará con la oscilación de la señal y la ganancia de voltaje también. Pero si agregamos resistencia de fuente externa \ $ R_S \ $ notamos que \ $ R_S \ $ no cambia con el cambio de señal (\ $ I_D \ $ swing), por lo que la ganancia de voltaje general se estabiliza y es más lineal.
Para \ $ R_S > > 1 / gm \ rightarrow A_V \ approx \ frac {R_D} {R_S} \ $
Ahora veamos \ $ rout \ $. Si observamos desde la perspectiva de la carga, podemos ver dos rutas para que fluya una corriente de CA:
Primeroatravésde\$R_D\$resistor.
YelsegundoatravésdelcanalMOSFET->\$R_S\$enGND.
Comopuedeverahora,\$R_S\$resistorestáenserieconelcanalMOSFET.
Entonces,paraencontrarlaresistenciavistadesdeelterminaldedrenajealMOSFET,necesitamosusarunmodelodeseñalpequeña.
\ $ r_x = \ frac {V_X} {I_X} \ $ y porque \ $ V_G = 0V \ $ tenemos:
$$ V_ {GS} = -I_X * R_S $$
Y desde KVL tenemos
$$ V_X = I_ {ro} * ro + I_X * R_S $$
$$ I_ {ro} = I_X - gm * V_ {GS} $$
$$ V_X = \ left (I_X - \ left (gm \ left (-I_X \ right) R_S \ right) \ right) ro + I_XR_S $$
Y resuelve para \ $ I_X \ $
$$ I_X = \ frac {V_X} {R_S + ro + gm * R_S * ro} $$
Y finalmente tenemos
$$ r_x = R_S + ro + gm * R_S * ro = ro (1 + gmR_S + \ frac {R_S} {ro}) $$
$$ r_x = ro * (1 + gmR_S) + R_S $$
Como puede ver, la adición de \ $ R_S \ $ resistor aumenta la resistencia MOSFET.
El \ $ ro \ $ se incrementa con un factor de \ $ (1 + gm R_S) \ $
Por lo tanto, el \ $ r_ {out} \ $ global es igual a:
$$ r_ {out} = R_D || r_x $$
y porque \ $ R_D < < r_x \ $ tenemos \ $ r_ {out} \ approx R_D \ $
