當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。 在電子電路中，將二極體的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極體就會導通，這種連線方式，稱為正向偏置。
基本介紹
- 中文名：正向偏置
- 外文名：forward-bias
- 原理：PN結正偏
- 本質：半導體器件特性
定義,原理,作用,發光二極體,正向與反向偏置的辨別,
定義
半導體器件特性之一，把電源的電壓的正極與P區引出端相連，負極與N極引出端相連時，稱PN結正向偏置，簡稱PN結正偏。
原理
PN結正偏時，外部電場的方向是從P區指向N區，顯然與內電場的方向相反，這時外電場驅使P區的空穴進入空間電荷區抵消一部分負空間電荷，同時N區的自由電子進入空間電荷區抵消一部分正空間電荷，結果使空間電荷區變窄，內電場被削弱。內電場的削弱使多數載流子的擴散運動得以增強，形成較大的擴散電流（擴散電流由多子的定向移動形成，通常簡稱為電流）。在一定範圍內，外電場愈強，正向電流愈大，PN結對正向電流呈低電阻狀態，這種情況在電子技術中稱為PN結的正嚮導通。半導體在無外加電壓的情況下，擴散運動和漂移運動處於動態平衡，動態平衡狀態下通過PN結的電流為零。這時，如果在PN結兩端加上電壓，擴散與漂移運動的平衡就會被破壞，PN結將顯示出其單嚮導電的性能。
作用
PN結的正向導電性，是構成半導體器件的主要工作機理。
發光二極體
常用小型發光二極體的主要特性：
①發光二極體是一個單嚮導電器件。只允許電流從正極流向負極．只有正向接入時才導通並發光．反向接入則截止不通．當然也不發光。這一點與普通二極體相似。但發光二極體的管壓降比普通二極體大，約為2V左右，電源電壓必須大於管壓降，發光二極體才能工作。
②發光二極體的亮度與其工作電流If有關，一般當If=1mA時起輝．隨著lf的增加亮度不斷增大．但當lf≥5mA後．亮度增加不顯著。另外，發光二極體的最大工作電流一般為20～30mA，超過此值將損壞發光二極體。因此，工作電流lF應在5～20mA範圍內選擇，為節省電能，一般選擇lf=5mA。
③發光二極體的反向擊穿電壓一般在5V左右．使用中不應使發光二極體承受超過5V的反向電壓中，相對發光二極體VD而言．電源GB就是一個反向電壓)．否則發光二極體將被擊穿損壞。
發光二極體正、負極判斷與檢測：
①肉眼觀察法。發光二極體是一個有正、負極之分的器件，使用前應先分清它的正、負極。由於發光二極體的管體一般都是用透明塑膠製成，可以用肉眼觀察來識別它的正、負極：將發光二極體拿起在明亮處，從側面觀察兩條引出線在管體內的形狀．較小的是正極,較大的是負極。也可以用萬用表或簡易電路在檢測發光二極體好壞的同時，判斷出它的正、負極。
②萬用表檢測法。用萬用表檢測發光二極體時，必須使用“R×l0k”檔。困為前面我們已經講過。發光二極體的管壓降為2V．而萬用表處於“R×lk”及其以下各電阻擋時．表內電池僅為1．5V。低於管壓降．無論正、反向接入，發光二極體都不可能導通，也就無法檢測。R×1k”檔時表內接有9V(或15V)高壓電池，高於管壓降，所以可以用來檢測發光二極體。檢測時．將兩表筆分別與發光二極體的兩條引線相接，如錶針偏轉過半，同時發光二極體中有一發亮光點，表示發光二極體是正向接入，這時與黑表筆(與表內電池正極相連)相接的是正極；與紅表筆(與表內電池負極相連)相接的是負極。再將兩表筆對調後與發光二極體相接，這時為反向接入，錶針應不動。如果不論正向接入還是反向接入，錶針都偏轉到頭或都不動，則該發光二極體已損壞。
③簡易檢測電路。可以用兩節電池和一個200Ω左右的限流電阻串聯組成簡易檢測電路，當發光二極體亮時，通過電阻R與電池正極相連的引線是正極；與電池負極相連的引線是負極。反向接入時發光二極體不亮。如果不論怎樣接發光二極體都不亮，說明該管以損壞。
正向與反向偏置的辨別
在一些二極體的重要套用中，器件常常要在高阻和低阻兩種狀態之間高速交替變化。在這些套用中，電路中的某些電壓波形呈現脈衝形式，即在高電平(通常為?5v)和低電平(通常為oV)之間變化的方波，這些高低電壓信號的轉換頻率是很高的，使得二極體在“開”與“關”兩種狀態之間高速轉換。一個電阻和一個矽二極體相連時，當電源電壓從0V和5v交營變化時，電阻兩端的電休也在交替變化。當 (z)=5v時，二極體處於正向偏置狀態，處於導通狀態，釘電流流過電阻，電阻兩端電壓等於5-0.7=4.3v。當e(j)=0V時．二極體處於高阻狀戀，也就是截止狀態；閱為沒有電流流過電阻，電阻兩端電壓等於零。這種模式非常類似於整流器的作用．這就是數字電路中的兩種極端狀態——高電平和低電平。換句話說，就是構想所合電壓值都是這兩種狀態中的一個。因為二權管在這些電路中的作用就是在不同電壓水平下導通或截止，放這一套用也稱為開關電路。
典型的二極體開關電路僵括兩個或多個二極體，每—個二極體與一個獨立的電壓源相連。要正確理解開關電路的操作過程，就首先要確定每一個二極體是由哪一個電壓源決定的，哪個處於導通狀態，哪個處於截止狀態。正確辨別別成是處於哪種狀態的關鍵是：如果二極體的陽極相較於陰極電位是正的，它就處於正向偏置狀態c在這裡關鍵字“相較於，’經常給讀者帶來困惑。換種表達方式：也就是說當二極體的陽極電位(相對於地)比陰極(相對於地)電位高，它就處於正向偏置狀態。當然，也可以說成二極體的陰極電位(相對於地)比陽極(相對於地)電位低。相反，如果想讓二極體處於反向偏量狀態，就讓二極體的陽極相較於陰極電位是負的，也相當於二極體的陰極相較於陽極是正的c下面的例子有助於闡明這些概念。
