Vorwärtsvorspannung und Rückwärtsvorspannung beziehen sich auf die Art und Weise, wie eine Halbleiterdiode oder ein Transistorübergang vorgespannt oder innerhalb eines Stromkreises verbunden wird. Eine Durchlassvorspannung tritt auf, wenn der positive Anschluss einer Spannungsquelle mit dem Halbleitermaterial vom P-Typ und der negative Anschluss mit dem Material vom N-Typ in einer Diode oder einem Transistor verbunden ist. Diese Konfiguration ermöglicht einen einfachen Stromfluss über den Übergang, da sie die Potentialbarriere verringert und die Elektronenbewegung vom N-Typ- zum P-Typ-Material in einer Diode oder umgekehrt in einem Transistor erleichtert.
Eine Sperrvorspannung hingegen tritt auf, wenn der positive Anschluss der Spannungsquelle mit dem Halbleiter vom N-Typ und der negative Anschluss mit dem Material vom P-Typ in einer Dioden- oder Transistorverbindung verbunden ist. Diese Anordnung erhöht die Potentialbarriere über der Verbindungsstelle und erschwert den Stromfluss. Bei Sperrvorspannung fließt aufgrund der Minoritätsträger nur ein geringer Leckstrom, und der Dioden- oder Transistorübergang fungiert als Isolator.
Ein Beispiel für eine Sperrspannung ist eine einfache Diodenschaltung, bei der die Diode mit ihrer Kathode (Minuspol) an den Pluspol einer Spannungsquelle und ihre Anode (Pluspol) an den Minuspol der Spannungsquelle angeschlossen ist. In dieser Konfiguration ist die Diode in Sperrichtung vorgespannt und es fließt nur ein geringer Leckstrom durch sie.
Vorwärtsvorspannung ist der Zustand, in dem der Dioden- oder Transistorübergang vorgespannt ist, wobei der positive Anschluss der Spannungsquelle mit dem Halbleiter vom P-Typ und der negative Anschluss mit dem Halbleiter vom N-Typ verbunden ist. Dadurch wird die Potentialbarriere an der Verbindungsstelle verringert, sodass der Strom ungehindert durch die Diode oder den Transistor fließen kann.
Im Kontext von Vedantu, einer Plattform, die sich auf Bildung und Lernen konzentriert, werden Vorwärtsvorspannung und Rückwärtsvorspannung als Begriffe verwendet, um den Betrieb von Halbleiterbauelementen wie Dioden und Transistoren zu beschreiben. Zum richtigen Verständnis und zur richtigen Anwendung der Vorwärtsvorspannung gehört es, die Diode oder den Transistor so anzuschließen, dass der Strom problemlos über die Verbindungsstelle fließt und so die beabsichtigten Schaltungsvorgänge und -funktionen erleichtert werden.