Doğrusallığı sağlamak ve bozulmayı önlemek için FET işlemi genellikle küçük sinyallerle sınırlıdır. Küçük sinyal koşullarında FET, davranışının tahmin edilebildiği ve doğrusal denklemlerle tahmin edilebildiği bir bölgede çalışır. Bu doğrusal işlem, doğru amplifikasyon ve sinyal işleme için çok önemlidir. Büyük sinyaller FET’i doğrusal olmayan bölgelere sürükleyerek bozulmaya, kazancın azalmasına ve cihazda potansiyel hasara neden olabilir. Böylece küçük sinyal çalışması, özellikle analog ve RF uygulamalarında istikrarlı ve güvenilir performans sağlar.
FET’lerin sınırlamaları, kapı oksit katmanına zarar verebilecek statik deşarja karşı hassasiyetlerini içerir. Ayrıca nispeten yüksek bir giriş kapasitansına sahiptirler ve bu da yüksek frekans performansını etkileyebilir. FET’ler tipik olarak voltaj ve akım değerleri ile sınırlıdır, bu da onları yüksek güçlü uygulamalar için uygunsuz hale getirir. Ek olarak, üretimdeki değişiklikler eşik voltajında ve iletkenlikte farklılıklara yol açarak cihazlar arasındaki tutarlılığı etkileyebilir. Bu sınırlamalar, optimum performansı sağlamak için devre tasarımında FET özelliklerinin dikkatli bir şekilde dikkate alınmasını gerektirir.
Bir FET’in küçük sinyal analizi, transistörün çalışma noktası etrafındaki küçük değişikliklere maruz kaldığında davranışının incelenmesini içerir. Bu analiz, FET’in karmaşık doğrusal olmayan denklemlerini doğrusal yaklaşımlara basitleştirerek, küçük giriş sinyallerine yanıt olarak davranışının tahmin edilmesini ve anlaşılmasını kolaylaştırır. Yaklaşım tipik olarak FET’in transkondüktans ve çıkış iletkenliği gibi küçük sinyal parametrelerini temsil etmek için hibrit-pi modeli gibi eşdeğer devrelerin kullanılmasını içerir ve amplifikatörlerin ve diğer sinyal işleme devrelerinin tasarımını ve analizini kolaylaştırır.
Küçük sinyal analizinin amacı, uygulanan sinyallerin, devre davranışının bir önyargı noktası etrafında doğrusallaştırılmasına izin verecek kadar küçük olduğu varsayımı altında elektronik devrelerin çalışmasını basitleştirmektir. Bu teknik, mühendislerin, bileşenlerin tam doğrusal olmayan davranışının karmaşıklığıyla uğraşmadan devreleri analiz etmek ve tasarlamak, kazancı, giriş ve çıkış empedansını ve diğer performans ölçümlerini tahmin etmek için doğrusal devre teorisini kullanmasına olanak tanır. Küçük sinyal analizi, amplifikatörleri, osilatörleri ve diğer analog sinyal işleme sistemlerini tasarlamak ve optimize etmek için gereklidir.
Küçük sinyal modelinin sınırlamaları, doğrusal yaklaşımların bozulduğu büyük sinyal koşullarına uygulanamamasıdır. Yüksek sinyal genlikleri altında devrelerin davranışını doğru bir şekilde tahmin edemez; bu da kazanç, distorsiyon ve diğer performans yönlerinde potansiyel yanlışlıklara yol açar. Küçük sinyal modeli aynı zamanda anahtarlama uygulamalarında kritik olan transistörlerdeki doygunluk ve kesme gibi doğrusal olmayan etkileri de göz ardı eder. Ek olarak, yüksek frekanslardaki kapasitans ve endüktans gibi parazit unsurlar yeterince temsil edilemeyebilir, bu da modelin RF ve yüksek hızlı dijital devrelerdeki etkinliğini sınırlayabilir.
