Che cos'è un modello per segnali di grandi dimensioni?
Un modello di segnale di grandi dimensioni è una rappresentazione utilizzata nell'analisi di circuiti elettrici che utilizzano tensioni e correnti considerate al di sopra della categoria di segnale basso. La ragione principale per avere un modello di segnale basso e grande è che i circuiti di comportamento, in particolare i semiconduttori, dipendono dalle ampiezze relative dei segnali coinvolti. Il modello a segnale grande rivela anche le caratteristiche dei circuiti quando i livelli del segnale sono vicini ai livelli massimi consentiti per i dispositivi. I modelli di transistor utilizzano il modello a segnale grande per prevedere prestazioni e caratteristiche durante i periodi in cui vengono alimentati i livelli massimi di segnale e viene disegnata la massima potenza. I meccanismi per ridurre la distorsione e l'emissione di rumore ai massimi livelli di segnale sono progettati in base ai modelli non lineari a segnale di grandi dimensioni.
La caduta di tensione diretta in un diodo è la tensione attraverso il diodo quando il catodo è negativo e l'anodo è positivo. Nella modellazione di diodi, il modello a segnale piccolo tiene conto, ad esempio, della caduta di tensione diretta di 0,7 volt (V) sul diodo al silicio e della caduta diretta di 0,3 V sul diodo al germanio. Nel modello a segnale grande, avvicinarsi alle massime correnti dirette ammissibili in un diodo tipico aumenterà considerevolmente la caduta di tensione diretta effettiva.
Nella polarizzazione inversa, un diodo ha un catodo positivo e un anodo negativo. Vi è poca conduzione nei modelli a segnale piccolo e grande per il diodo polarizzato al contrario. Nella modalità di polarizzazione inversa, il diodo viene trattato quasi nello stesso modo, sia nel modello con segnale piccolo che grande. La differenza nel modello a segnale grande per un diodo polarizzato al contrario è la tensione di rottura inversa in cui un diodo si guasterà permanentemente se il diodo può assorbire energia, producendo un danno irreversibile alla giunzione positivo-negativo (PN) del diodo , una giunzione tra un tipo positivo (P) e un semiconduttore negativo (N).
Per la modellazione di segnali di grandi dimensioni, cambieranno quasi tutte le caratteristiche del dispositivo attivo. Quando viene dissipata più potenza, la temperatura aumenta di solito portando ad un aumento del guadagno e delle correnti di dispersione per la maggior parte dei transistor. Con una progettazione adeguata, i dispositivi attivi sono in grado di controllare automaticamente qualsiasi possibilità di uno stato chiamato in fuga. Ad esempio, in fuga termica, le correnti di polarizzazione che mantengono le caratteristiche operative statiche di un dispositivo attivo possono progredire in una situazione estrema in cui sempre più potenza viene assorbita dal dispositivo attivo. Questo tipo di condizione è evitata da opportuni resistori aggiuntivi nei terminali del dispositivo attivo che compensano i cambiamenti, proprio come un meccanismo di feedback negativo.