Wat is voorspanning?

Bias-spanning verwijst meestal naar een elektrische lading die wordt aangebracht op de poort of basis van een transistor of elektronische vacuümbuis. Deze aangelegde spanning zorgt ervoor dat de component geleidend wordt, waardoor elektrische stroom door zijn collector- en emittertrappen gaat. De hoeveelheid stroom die door de component gaat, is ook direct gerelateerd aan de hoeveelheid toegepaste voorspanning. Afhankelijk van het type transistor is deze spanning positief of negatief en wordt deze een voorwaartse of achterwaartse voorspanning genoemd. Deze spanningen worden daarom gebruikt om elektronische componenten in of uit te schakelen, ze actief te houden of de hoeveelheid stroom die er doorheen gaat te regelen.

Transistors hebben meestal drie punten:een collector, een emitter en een basis of poort. Het pad tussen de collector en de emitter kan worden gezien als de weg die door elektrische stroom wordt gebruikt om door de transistor te gaan. De basis zou dan een tourniquet of poort zijn over die weg die wordt gebruikt om het verkeer te regelen, en de voorspanning zou de bewaker zijn die de poort opent om verkeer door te laten en het volume van het passerende verkeer regelt. De richting van de stroom is ook een variabele factor in de transistortheorie; gemeenschappelijke basis-, collector- of emitterconfiguraties zorgen ervoor dat verschillende eindresultaten kunnen worden bereikt. In alle configuraties is het echter deze spanning die de verkeersstroom regelt.

Door deze spanning te regelen, kunnen circuitontwerpers niet alleen schakelfuncties met transistors en vacuümbuizen mogelijk maken, maar kunnen ze ook de hoeveelheid stroom die naar andere delen van het circuit wordt geleid, sturen. Met deze eigenschap kan de versterkingsfactor of versterking van een transistor zeer nauwkeurig worden geregeld. Of de transistor wordt ingeschakeld door de aangelegde spanning of wordt uitgeschakeld totdat deze moet geleiden, kan worden geregeld door voorwaartse of achterwaartse voorspanningen toe te passen. Dit effect wordt bereikt door de polariteit van de aangelegde spanning aan te passen, wat zorgt voor een grote flexibiliteit in de manier waarop transistors in elektronische circuits worden toegepast.

Transistors en vacuümbuizen zijn enkele van de meest fundamentele en fundamenteel belangrijke bouwstenen van de wetenschap van elektronica. Hun unieke, flexibele schakel- of stroomregelkarakteristieken zijn van cruciaal belang voor de meeste elektronische circuits en hebben de basis gevormd van veel van de vooruitgang die is geboekt op het gebied van elektronische engineering. Dit uiterst nuttige regelbare schakelvermogen wordt mogelijk gemaakt door de gecontroleerde toepassing van biasstroom en maakt het een essentieel onderdeel van de transistortheorie.