Wat is een grootsignaalmodel?
Een grootsignaalmodel is een weergave die wordt gebruikt bij de analyse van elektrische circuits met behulp van spanningen en stromen die worden beschouwd boven de laagsignaalcategorie. De belangrijkste reden voor het hebben van een laag- en grootsignaalmodel is dat de gedragscircuits, met name de halfgeleiders, afhankelijk zijn van de relatieve amplitudes van de betrokken signalen. Het model met groot signaal onthult ook de karakteristieken van circuits wanneer de signaalniveaus de maximaal toelaatbare niveaus voor apparaten benaderen. Transistormodellen maken gebruik van het grootsignaalmodel om de prestaties en kenmerken te voorspellen op momenten dat maximale signaalniveaus worden gevoed en maximale output wordt getrokken. De mechanismen voor het verminderen van vervorming en ruisoutput op de hoogste signaalniveaus zijn ontworpen op basis van de niet-lineaire modellen met groot signaal.
De voorwaartse spanningsval in een diode is de spanning over de diode wanneer de kathode negatief is en de anode positief. Bij diodemodellering houdt het klein-signaalmodel bijvoorbeeld rekening met de 0,7 volt (V) voorwaartse spanningsval over de siliciumdiode en de 0,3 V voorwaartse daling over de germaniumdiode. In het model met groot signaal zal het benaderen van de maximaal toelaatbare voorwaartse stromen in een typische diode de werkelijke voorwaartse spanningsval aanzienlijk vergroten.
In de omgekeerde voorspanning heeft een diode een positieve kathode en een negatieve anode. Er is weinig geleiding in zowel de kleine als de grote signaalmodellen voor de omgekeerde diode. In de omgekeerde bias-modus wordt de diode op vrijwel dezelfde manier behandeld, of het nu in het kleine of grote signaalmodel is. Het verschil in het grootsignaalmodel voor een reverse biased diode is de omgekeerde doorslagspanning waarbij een diode permanent faalt als de diode vermogen mag absorberen, waardoor een onomkeerbare schade ontstaat aan de positief-negatieve (PN) junctie van de diode , een verbinding tussen een positief (P) -type en een negatieve (N) -type halfgeleider.
Voor modellering met groot signaal zullen bijna alle kenmerken van het actieve apparaat veranderen. Wanneer meer vermogen wordt afgevoerd, neemt de temperatuur toe, wat meestal leidt tot een toename in versterking en lekstromen voor de meeste transistoren. Met het juiste ontwerp kunnen actieve apparaten elke kans op een toestand die wegvalt automatisch regelen. In thermische runaway bijvoorbeeld, kunnen de voorspanningsstromen die de statische werkingseigenschappen van een actief apparaat handhaven, evolueren naar een extreme situatie waarin meer en meer vermogen wordt geabsorbeerd door het actieve apparaat. Dit type toestand wordt vermeden door de juiste extra weerstanden in de actieve apparaataansluitingen die veranderingen compenseren, net als een negatief feedbackmechanisme.