Vad är en stor signalmodell?
En stor signalmodell är en representation som används vid analys av elektriska kretsar med hjälp av spänningar och strömmar som betraktas ovanför lågsignalkategorin. Det huvudsakliga skälet till att ha en låg- och stor-signalmodell är att beteende-kretsarna, särskilt halvledarna, beror på de relativa amplituderna för de involverade signalerna. Den stora signalmodellen avslöjar också kretsernas egenskaper när signalnivåerna är nära de högsta tillåtna nivåerna för enheter. Transistormodeller använder sig av storsignalmodellen för att förutsäga prestanda och egenskaper under tider när maximala signalnivåer matas och maximal utmatning dras. Mekanismerna för att minska distorsion och brusutgången vid högsta signalnivåer är utformade baserat på icke-linjära modeller med stor signal.
Det främre spänningsfallet i en diod är spänningen över dioden när katoden är negativ och anoden är positiv. Vid diodmodellering tar småsignalmodellen till exempel hänsyn till 0,7-volt (V) framspänningsfallet över kiseldioden och 0,3 V framåtfallet över germaniumdioden. I den stora signalmodellen kommer att närma sig de maximalt tillåtna framströmmarna i en typisk diode öka det faktiska framspänningsfallet avsevärt.
I den omvända förspänningen har en diod en positiv katod och en negativ anod. Det finns liten ledning i både små- och stora-signalmodellerna för den omvända dias. I det omvända förspänningsläget behandlas dioden på nästan samma sätt oavsett i liten- eller storsignalmodell. Skillnaden i storsignalmodellen för en omvänd förspänd diod är den omvända nedbrytningsspänningen där en diod kommer att misslyckas permanent om dioden får absorbera effekt, vilket ger en irreversibel skada på den positiva negativa (PN) -korsningen av dioden , en övergång mellan en positiv (P) -typ och en negativ (N) -typ halvledare.
För modeller med stor signal ändras nästan alla egenskaper hos den aktiva enheten. När mer energi sprids ökar temperaturen vanligtvis till en ökning i förstärkning samt läckströmmar för de flesta transistorer. Med korrekt design kan aktiva enheter automatiskt kontrollera alla chanser för ett tillstånd som kallas "runaway". Till exempel i termisk bortgång kan förspänningsströmmarna som bibehåller de statiska driftegenskaperna hos en aktiv anordning utvecklas till en extrem situation där mer och mer kraft absorberas av den aktiva anordningen. Denna typ av tillstånd undviks genom lämpliga ytterligare motstånd i de aktiva enhetens terminaler som kompenserar för förändringar, ungefär som en negativ feedbackmekanism.