التحيز الأمامي مقابل التحيز العكسي: الفرق والمقارنة

الوجبات السريعة الرئيسية

1. يحدث الانحياز الأمامي عندما يتم توصيل الطرف الموجب لمصدر الجهد بأشباه الموصلات من النوع p. وهذا يقلل من إمكانات الحاجز ويسمح بتدفق التيار.
2. يقوم الانحياز العكسي بتوصيل الطرف الموجب بأشباه الموصلات من النوع n، مما يزيد من إمكانات الحاجز ويمنع تدفق التيار.
3. يؤدي الانحياز الأمامي إلى "تشغيل" الصمام الثنائي مما يسمح بتدفق التيار، في حين يؤدي الانحياز العكسي إلى "إيقاف تشغيله"، مما يمنع التيار.

ما هو الانحياز إلى الأمام؟

الانحياز الأمامي هو مصطلح يستخدم في مجال الإلكترونيات لوصف تطبيق الجهد الذي يسمح للتيار بالتدفق عبر الصمام الثنائي أو تقاطع أشباه الموصلات. في الانحياز الأمامي، يتم توصيل الطرف الموجب لمصدر الطاقة بالمنطقة P (المنطقة الإيجابية) للصمام الثنائي أو الوصلة، بينما يتم توصيل الطرف السالب بالمنطقة N (المنطقة السالبة).

عندما يكون الصمام الثنائي متحيزًا للأمام، فإنه يسمح للتيار بالتدفق بسهولة عبره. وذلك لأن الجهد الموجب المطبق على المنطقة P يطرد حاملات شحنة الأغلبية (الثقوب) باتجاه الوصلة، في حين أن الجهد السلبي المطبق على المنطقة N يطرد حاملات الشحنة الأقلية (الإلكترونات) بعيدًا عن الوصلة. ونتيجة لذلك، تضيق منطقة النضوب (المنطقة القريبة من الوصلة التي لا تحتوي على حاملات شحنة)، مما يسمح بمرور التيار.

ما هو الانحياز العكسي؟

الانحياز العكسي هو تطبيق الجهد الذي يعارض التدفق الطبيعي للتيار من خلال الصمام الثنائي أو تقاطع أشباه الموصلات. في الانحياز العكسي، يتم توصيل الطرف الموجب لمصدر الطاقة بالمنطقة N (المنطقة السلبية) من الصمام الثنائي أو الوصلة، بينما يتم توصيل الطرف السالب بالمنطقة P (المنطقة الإيجابية).

عندما يكون الصمام الثنائي متحيزًا عكسيًا، فإنه يمنع تدفق التيار من خلاله. وذلك لأن الجهد الموجب المطبق على المنطقة N يجذب حاملات الشحنة الأغلبية (الإلكترونات) بعيدًا عن الوصلة، بينما الجهد السالب المطبق على المنطقة P يجذب حاملات الشحنة الأقلية (الثقوب) نحو الوصلة. ونتيجة لذلك، تتسع منطقة النضوب (المنطقة القريبة من الوصلة التي لا تحتوي على حاملات للشحنة)، مما يخلق حاجزًا يمنع تدفق التيار.

الفرق بين الانحياز الأمامي والانحياز العكسي

1. في الانحياز الأمامي، يسمح الصمام الثنائي أو الوصلة للتيار بالتدفق بسهولة في الاتجاه الأمامي، من القطب الموجب إلى الكاثود. في الانحياز العكسي، يمنع الصمام الثنائي أو الوصلة تدفق التيار ويمنعه من التدفق في الاتجاه المعاكس.
2. في الانحياز الأمامي، يتم توصيل الطرف الموجب لمصدر الطاقة بالمنطقة P من الصمام الثنائي أو الوصلة، بينما يتم توصيل الطرف السالب بالمنطقة N. في الانحياز العكسي، يتم عكس القطبية، حيث يكون الطرف الموجب متصلاً بالمنطقة N والطرف السالب متصلاً بالمنطقة P.
3. يؤدي الانحياز الأمامي إلى تضييق منطقة النضوب (المنطقة القريبة من الوصلة التي لا تحتوي على حاملات شحن) في الصمام الثنائي أو الوصلة، مما يسمح للتيار بالمرور. يؤدي الانحياز العكسي إلى توسيع منطقة النضوب، مما يخلق حاجزًا يمنع تدفق التيار.
4. يتطلب الانحياز الأمامي جهدًا أعلى من انخفاض الجهد الأمامي (حوالي 0.6 إلى 0.7 فولت لصمام ثنائي السيليكون) للتغلب على الحاجز والسماح بتدفق التيار. يتطلب الانحياز العكسي جهدًا أعلى من جهد الانهيار العكسي لإنشاء تدفق تيار عكسي كبير.
5. يسمح الانحياز الأمامي للديود بالتصرف كمفتاح مغلق، حيث يقوم بتوصيل التيار في الاتجاه الأمامي. يؤدي الانحياز العكسي إلى سلوك الصمام الثنائي كمفتاح مفتوح، مما يمنع تدفق التيار في الاتجاه المعاكس.

مقارنة بين الانحياز الأمامي والانحياز العكسي

معلمة المقارنة	الانحياز إلى الأمام	الانحياز العكسي
تدفق التيار	يسمح بالتدفق الحالي في الاتجاه الأمامي	يمنع تدفق التيار في الاتجاه المعاكس
قطبية الجهد	محطة إيجابية متصلة بالمنطقة P	محطة إيجابية متصلة بالمنطقة N
منطقة النضوب	يضيق منطقة النضوب، مما يتيح التوصيل الحالي	يوسع منطقة النضوب، مما يخلق حاجزا أمام تدفق التيار
متطلبات الجهد	يتطلب جهدًا أعلى من انخفاض الجهد الأمامي	يتطلب جهدًا أعلى من جهد الانهيار العكسي
سلوك الصمام الثنائي	يعمل كمفتاح مغلق، مما يسمح بتدفق التيار	يعمل كمفتاح مفتوح، مما يمنع تدفق التيار

مراجع حسابات

1. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.363935
2. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201302818

آخر تحديث: 26 أغسطس 2023