framåtbias

Framåtbias är ett biasvillkor på en PN‑ eller diod där anoden är kopplad till den positiva polen och katoden till den negativa. Detta läge minskar den inbyggda potentialbarriären mellan de dopade regionerna och gör att elektroner och hål kan migrera över p-n‑gränsen, vilket leder till att ström flyter genom apparaten.

Den framåtbiasade strömmen följer i stor utsträckning diodeekvationen: I = I_s (e^(V/(nV_T)) − 1), där V är framåtvärdet mellan anoden och katoden. V_T är källtemperaturens termiska spänning (≈25 mV vid rumstemperatur) och n är det ideala spärrfaktorn (vanligen cirka 1–2). Vid små framåtvärden är strömmen mycket liten, men när spänningen når cirka 0,6–0,7 V för kiselök dioder ökar strömmen snabbt.

Praktiskt kännetecknas framåtbias av exponentiell ökning av strömmen med spänningen, även om verkliga dioder visserligen begränsas av serieresistans och temperatur. Temperaturförändringar påverkar I_s och därmed strömmen vid given spänning; högre temperatur ökar strömmen.

Användningar innefattar bland annat likriktning i kraftförsörjningar, drift av DC‑kretsar och ljusutsläpp i ljusdioder (LED) där framåtbias är nödvändig för emission. I transistorers bas-emitter‑junction är framåtbias vanligt för att tillåta drift i kollektorledningen.

Framåtbias står i kontrast till bakåtbias, där spänningen förlänger depletionzonen och begränsar strömmen.