
【计】 negative bias
在电子工程领域,"负偏压"(Negative Bias)指施加在电子器件电极上的负向直流电压,用于控制器件的工作状态(如截止、放大或开关)。其核心作用是为半导体器件(如晶体管、二极管)或真空管建立特定的工作点(Q点),确保器件在预定模式下稳定运行。
指在器件电极(如晶体管的基极、MOSFET的栅极)施加相对于参考点(通常为源极或发射极)为负的直流电压,用于控制载流子流动或器件开关状态。
晶体管工作点控制
在双极型晶体管(BJT)中,基极施加负偏压可使发射结反偏,强制晶体管进入截止区,阻断电流放大功能。例如,开关电路通过负偏压实现高可靠性关断 。
参考:Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2015). Microelectronic Circuits. Oxford University Press.
真空管与MOSFET栅极控制
参考:Horowitz, P., & Hill, W. (2015). The Art of Electronics. Cambridge University Press.
噪声抑制与稳定性提升
负偏压可降低半导体器件的热噪声,并避免因温度变化导致的误触发,常见于高精度模拟电路和射频系统设计 。
参考:IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms.
"负偏压"强调电压极性(如 -5V),而"反向偏置"(Reverse Bias)描述PN结的电场方向(耗尽层变宽)。两者常关联但不完全等同:例如二极管阴极加正压为反向偏置,但若阳极加负压同样实现反向偏置效果 。
来源:Oxford Dictionary of Electronics and Electrical Engineering.
Negative Bias: "A DC voltage applied to an electrode to make it negative with respect to another electrode (e.g., the cathode in a vacuum tube), typically to reduce current flow or set operation below cutoff."
—IEEE Standard 100™, The Authoritative Dictionary of IEEE Standards Terms
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负偏压是电子学中常见的基础概念,指施加在器件上的反向电压或相对于参考点的负电位。其具体含义和应用因场景不同而有所差异,以下是主要分类及解释:
负偏压指器件某电极的电位低于参考点。例如在电子管中,栅极电压比阴极低时形成负偏压(数值上:$V{偏压}=V{栅极}-V_{阴极}$),此时栅极会抑制电子流动。类似地,二极管加反向电压(即负偏压)时会截止。
半导体二极管
在特殊二极管(如隧道二极管)中,正偏压下可能出现负阻特性。这是因为高掺杂导致势垒区变薄,电子通过隧穿效应形成特殊电流-电压关系。
真空镀膜工艺
在离子镀膜设备中,负偏压(通常-50V至-200V)施加在基体上,用于吸引带正电的金属离子,增强膜层致密性和附着力。
丙类功放电路
晶体管BE结的整流效应会自发产生负偏压:射频信号正半周被BE结削波,负半周形成直流分量,使基极电位低于发射极,实现自给偏置。
三极管截止控制
为可靠关断三极管,需施加负偏压(如基极电位低于发射极),确保载流子无法通过PN结,此时集电极电流趋近于零。
负偏压的“负”是相对于选定的参考电位而言。例如以大地为零电位时,某点电压若为-5V即称为负偏压;若更换参考点(如以某电极电压为基准),实际极性可能变化。
提示:如需了解特定领域(如功率放大器设计或镀膜工艺)的详细参数,可参考专业文献或技术手册。
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