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

Mi respuesta está escrita como si se tratara de un amplificador de circuito real, pero se aplica el mismo principio al calcular los valores.

No tienes que configurar la fuente de entrada a cero si quieres hacerlo de la manera más difícil.

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

Sí, puede hacerlo de esa manera difícil o simplemente establezca el voltaje de la fuente en 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 ese voltaje de CA cae al 50%, tiene el equivalente a la impedancia de salida.

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

La razón es que cuando intenta obtener un circuito equivalente de Thevenin, utilizando el método de 'fuente de prueba', establece todas las fuentes independientes de voltaje y corriente en cero. Sin embargo, mantiene intactas las fuentes dependientes.

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

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 apagan. La fuente de entrada (señal pequeña) es una fuente tan independiente que se apaga, y apagar una fuente de voltaje significa configurar el voltaje en sus terminales a 0.

La fuente de entrada de señal grande (el voltaje 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 señal pequeña, por lo que no se puede ignorar por completo. Una vez que se usa para determinar las fuentes dependientes, también se apaga.

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

Permítanme cubrirlo 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 descuidarlas sería como descuidar una constante en una fase o frecuencia ecuación dependiente que lo hace más fácil de entender.

Ok, ahí van las fuentes de CC.

MOSFET tiene una impedancia de entrada bastante alta, lo que significa que nada o ninguna corriente fluye a través de la terminal de la puerta, que se muestra con un modelo abierto ( rojo ) en Hybrid-pi de análisis de señal pequeña,

Ahora sabemos que la conductancia del canal en el MOSFET se ve afectada por el voltaje en la 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 de cambio en el drenar la corriente al cambio en el voltaje de la puerta de entrada vgs ( donde v y gs pequeños representan la naturaleza de señal pequeña de la fuente ).

Ahora viene el teorema de la superposición.

Lo que establece 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 actúan solas.

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

Aunque vgs no juega un papel directo sino que funciona como un amplificador de transconductancia, por lo tanto, el efecto de otra fuente de alimentación se elimina al conectar a tierra vgs.

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. Quiere medir la resistencia de salida.

Incluso cuando consideras cualquier circuito normal en la vida real y cuando tienes que encontrar su resistencia con un multímetro. Desenergice todas las fuentes (fuentes de voltaje independientes cortas y fuentes de corriente independientes de circuito abierto) y luego mida la resistencia. Así que en tu caso también haces lo mismo. Por supuesto, podría tener la fuente de señal pequeña$v_s$(gran fuente de señal$V_{bias}$debe estar en cortocircuito de ninguna manera porque está haciendo un análisis de señal pequeña y no se deben considerar todas las señales grandes), pero ahora, si intenta calcular la resistencia de la salida, sería incorrecto porque tiene otras fuentes que influyen en la resistencia, un caso donde necesitamos tenerlo es cuando estamos encontrando la función de transferencia donde necesitas encontrar el$V_{out}/V_{in}$. Entonces, para encontrar la resistencia de salida, acortamos la fuente, ya que$V_g=V_s=0$y$V_{source}=0\,(\text{gnd})$,$V_g-V_{source}=V_{gs}=0$. Entonces$g_m*V_{gs}=0$, esto es lo que se hace en las ecuaciones que has mencionado.

Simplemente, la corriente de prueba medida sería la suma de la respuesta del circuito tanto al voltaje de prueba como al voltaje de la fuente, y resultaría en un cálculo incorrecto de la resistencia de salida.

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