Un modèle à grand signal est une représentation utilisée dans l’analyse des circuits électriques utilisant des tensions et des courants qui sont considérés au-dessus de la catégorie de faible signal. La principale raison d’avoir un modèle de signal faible et élevé est que les circuits de comportement, en particulier les semi-conducteurs, dépendent des amplitudes relatives des signaux impliqués. Le modèle à grand signal révèle également les caractéristiques des circuits lorsque les niveaux de signal sont proches des niveaux maximaux admissibles pour les appareils. Les modèles à transistors utilisent le modèle à grand signal pour prédire les performances et les caractéristiques pendant les périodes où les niveaux de signal maximum sont fournis et la sortie maximum est tirée. Les mécanismes de réduction de la distorsion et du bruit de sortie aux niveaux de signal les plus élevés sont conçus sur la base des modèles non linéaires à grand signal.
La chute de tension directe dans une diode est la tension aux bornes de la diode lorsque la cathode est négative et l’anode est positive. Dans la modélisation des diodes, le modèle à petit signal prend en compte, par exemple, la chute de tension directe de 0.7 volt (V) à travers la diode au silicium et la chute de tension directe de 0.3 V à travers la diode au germanium. Dans le modèle à grand signal, l’approche des courants directs maximaux admissibles dans une diode typique augmentera considérablement la chute de tension directe réelle.
En polarisation inverse, une diode a une cathode positive et une anode négative. Il y a peu de conduction dans les modèles à petit et à grand signal pour la diode polarisée en inverse. Dans le mode de polarisation inverse, la diode est traitée presque de la même manière que ce soit dans le modèle à petit ou à grand signal. La différence dans le modèle à grand signal pour une diode polarisée en inverse est la tension de claquage inverse où une diode tombera en panne de manière permanente si la diode est autorisée à absorber de l’énergie, produisant un dommage irréversible à la jonction positive-négative (PN) de la diode. , une jonction entre un semi-conducteur de type positif (P) et un semi-conducteur de type négatif (N).
Pour la modélisation à grand signal, presque toutes les caractéristiques du dispositif actif changeront. Lorsque plus de puissance est dissipée, la température augmente, entraînant généralement une augmentation du gain ainsi que des courants de fuite pour la plupart des transistors. Avec une conception appropriée, les appareils actifs sont capables de contrôler automatiquement toute chance d’un état appelé emballement. Par exemple, en cas d’emballement thermique, les courants de polarisation qui maintiennent les caractéristiques de fonctionnement statiques d’un dispositif actif peuvent évoluer vers une situation extrême où de plus en plus de puissance est absorbée par le dispositif actif. Ce type de condition est évité par des résistances supplémentaires appropriées dans les bornes de l’appareil actif qui compensent les changements, un peu comme un mécanisme de rétroaction négative.