Biasing diretto e inverso: differenza e confronto

Punti chiave

1. La polarizzazione diretta si verifica quando il terminale positivo di una sorgente di tensione è collegato al semiconduttore di tipo p. Ciò abbassa il potenziale di barriera e consente il flusso di corrente.
2. La polarizzazione inversa collega il terminale positivo al semiconduttore di tipo n, aumentando il potenziale di barriera e impedendo il flusso di corrente.
3. La polarizzazione diretta accende un diodo consentendo alla corrente di fluire, mentre la polarizzazione inversa lo spegne, bloccando la corrente.

Che cos'è la polarizzazione diretta?

Polarizzazione diretta è un termine usato in elettronica per descrivere l'applicazione di una tensione che consente alla corrente di fluire attraverso un diodo o una giunzione a semiconduttore. Nella polarizzazione diretta, il terminale positivo di una fonte di alimentazione è collegato alla regione P (regione positiva) del diodo o della giunzione, mentre il terminale negativo è collegato alla regione N (regione negativa).

Quando un diodo è polarizzato direttamente, consente alla corrente di fluire facilmente attraverso di esso. Questo perché la tensione positiva applicata alla regione P respinge i portatori di carica maggioritari (lacune) verso la giunzione, mentre la tensione negativa applicata alla regione N respinge i portatori di carica minoritari (elettroni) lontano dalla giunzione. Di conseguenza, la regione di svuotamento (la regione vicino alla giunzione senza portatori di carica) si restringe, consentendo il passaggio della corrente.

Cos'è il bias inverso?

La polarizzazione inversa è l'applicazione di una tensione che si oppone al normale flusso di corrente attraverso un diodo o una giunzione a semiconduttore. Nella polarizzazione inversa, il terminale positivo di una fonte di alimentazione è collegato alla regione N (regione negativa) del diodo o della giunzione, mentre il terminale negativo è collegato alla regione P (regione positiva).

Quando un diodo è polarizzato inversamente, inibisce il flusso di corrente che lo attraversa. Questo perché la tensione positiva applicata alla regione N attrae i portatori di carica maggioritari (elettroni) lontano dalla giunzione, mentre la tensione negativa applicata alla regione P attrae i portatori di carica minoritari (lacune) verso la giunzione. Di conseguenza, la regione di svuotamento (la regione vicino alla giunzione senza portatori di carica) si allarga, creando una barriera che impedisce il flusso di corrente.

Differenza tra polarizzazione diretta e polarizzazione inversa

1. Nella polarizzazione diretta, il diodo o la giunzione consente alla corrente di fluire facilmente nella direzione diretta, dall'anodo al catodo. Nella polarizzazione inversa, il diodo o la giunzione inibisce il flusso di corrente e ne impedisce il flusso nella direzione inversa.
2. Nella polarizzazione diretta, il terminale positivo della fonte di alimentazione è collegato alla regione P del diodo o della giunzione, mentre il terminale negativo è collegato alla regione N. Nella polarizzazione inversa, la polarità è invertita, con il terminale positivo collegato alla regione N e il terminale negativo collegato alla regione P.
3. La polarizzazione diretta restringe la regione di svuotamento (la regione vicino alla giunzione senza portatori di carica) in un diodo o giunzione, consentendo il passaggio della corrente. La polarizzazione inversa allarga la regione di esaurimento, creando una barriera che impedisce il flusso di corrente.
4. La polarizzazione diretta richiede una tensione superiore alla caduta di tensione diretta (da circa 0.6 a 0.7 volt per un diodo al silicio) per superare la barriera e consentire il flusso di corrente. La polarizzazione inversa richiede una tensione superiore alla tensione di rottura inversa per creare un flusso di corrente inversa significativo.
5. La polarizzazione diretta consente a un diodo di comportarsi come un interruttore chiuso, conducendo corrente nella direzione diretta. La polarizzazione inversa fa sì che un diodo si comporti come un interruttore aperto, bloccando il flusso di corrente nella direzione opposta.

Confronto tra polarizzazione diretta e polarizzazione inversa

Parametro di confronto	Biasing in avanti	Biasing inverso
Flusso corrente	Consente il flusso di corrente nella direzione in avanti	Blocca il flusso di corrente nella direzione opposta
Polarità di tensione	Terminale positivo collegato alla regione P	Terminale positivo collegato alla regione N
Regione di esaurimento	Restringe la regione di svuotamento, consentendo la conduzione di corrente	Allarga la regione di esaurimento, creando una barriera per il flusso di corrente
Requisito di tensione	Richiede una tensione superiore alla caduta di tensione diretta	Richiede una tensione superiore alla tensione di rottura inversa
Comportamento dei diodi	Funziona come un interruttore chiuso, consentendo il flusso di corrente	Funziona come un interruttore aperto, bloccando il flusso di corrente

Riferimenti

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

Ultimo aggiornamento: 26 agosto 2023