جهد انحياز
جهد انحياز في الإلكترونيات (بالإنجليزية : Bias voltage) هو جهد كهربائي مستقر يوصّل عادة بشبكة التحكم في صمام ثلاثي أو ببوابة ترانزستور من أجل ضبط عمل الترانزستور أو الصمام الثلاثي . إذا كان جهد الانحياز الموصول ببوابة الترانزستور سالبا وكبيرا فإن التيار داخل الترانزيسور ينقطع. أما إذا كان جهد الانحياز الموصل ببوابة الترانزستور موجبة أصبحت القناة داخل الترانزستور مفتوحة ويمر التيار فيها من المصب إلى المصدر (قارن مقحل).
يستخدم جهد الانحياز في دائرة كهربية بغرض التحكم في عمل ترانزستور . إذا اختير جهدا مناسبا كجهد انحياز وحمّلناه بموجة متذبذبة (جهد كهربائي متذبذب ، أو إشارات ) فإن التيار المار بين المصب و المصدر في الترانزستور يتغير بنفس الذبذبة . ويتسبب تذبذب التيار في دائرة المصب (المخرج) في تذبذب جهد المصب بنفس الطريقة ، ولكنها تكون مضخمة . فإذا أوصلناها بمكبر صوت مثلا فإننا نسمع نفس ذبذبة الإشارة الموصولة ببوابة الترانزيستور .ضبط جهد الانحياز لعنصر إلكتروني (ترانزسنتور أو صمام ثلاثي) هي طريقة لضبط عمل العنصر في دائرة كهربائية . في كثير من الدارات الإلكترونية التي تعالج الإشارات تحتاج إلى تيار مستمر أو جهد ثابت لكي تعمل وفقا للمطلوب. يوصل بهذا الجهد الثابت (جهد الانحياز) الإشارات الإلكترونية المتذبذبة وتتراكب عليه . يختار جهد الانحياز للترانزستور أو الصمام الثلاثي في دائرة مضخم إلكتروني مثلا بحيث تخرج الإشارات من المخرج مضخمة وبنفس الشكل من دون تشويه . واختيار جهد الانحياز (وهو يطبق على "البوابة" في الترانزستور أو على "الشبكة" في الصمام الثلاثي) يعتمد على الخصائص الإلكترونية للترانزستور أو الصمام والتي يعطيها المصنع للمستخدم في هيئة أشكال بيانية لخصاص العنصر. تسمى "نقطة الانحياز" أيضا نقطة التشغيل . يتم ضبط نقطة التشغيل قبل توصيل الإشارات المطلوب تضخيمها أو معالجتها .
الشكل 1:
إلى اليسار تعطي مواصفات الترانزستور في شكل بياني يعطيها المصنع للمستهلك لاختيار نقطة التشغيل المناسبة للدائرة التي يرغبها . الرسم البياني إلى اليمين يوضح تغير التيار بين المصب والمصدر (الرأسي) بتغير جهد المصب (المحور الأفقي) وذلك عند قيم مختلفة لجهد الانحياز (جهد البوابة) [ المثال هنا يصف مقحل حقلي موصول JFET].
هذه المواصفات للترانزستور لا تختلف عن المواصفات لصمام ثلاثي . في الصمام الثلاثي تقوم "الشبكة" بعمل "البوابة" في الترانزستور. وأهم الفروق بينهما هو أن الصمام الثلاثي يعمل بجهد للمصعد قدره 200 فولط أما جهد "المصب " في الترنزستور فيعمل بجهد 12 - 30 فولط ، لذلك فإن الترانزستور أقل حجما وأقل استهلاكا للطاقة الكهربية.
نقوم باختيار نقطة الانحياز على اساس تلك البيانات عن خصائص الترانزستور. و تسمى " نقطة الانحياز" أيضا "نقطة التشغيل".
في هذه الدائرة الإلكترونية التي تستخدم لتكبير إشارات متذبذبة ندخلها عند C1 ، نجد جهد انحياز على "البوابة" G للترانزستور JFET. يحدد هذا الجهد عن طريق مجزيء الجهد R1-R2 :
formula_1
حيث formula_2 هو فرق الجهد بين البوابة والأرضية ، (الأرضية هنا هي التوصيلة السفلى V 0 ، واستخدمنا للأرضية الرمز M اختصارا لكلمة Mass ).
يبلغ الجهد عند المصدر = Id.R4
وهو يكون أعلى من جهد البوابة حيث أن جهدها Vgs لا بد وأن يكون سالبا .
ويبلغ جهد المصب = formula_3
حيث Id هو التيار المار بين المصب والمصدر .
ويمكننا الآن اختيار بيانات الدائرة :
فلنختار مثلا نقطة تشغيل الترانزستور المبينة اعلاه في الشكل 2 حيث Id = 2mA و Vgs = -2,5V.
أي أن جهد انحياز البوابة -5و2 فولط.
ونريد تثبيت الجهد عند Vgm = 1V.
فإدا كان الجهد الموجب للمصدر الخارجي الموصول بالمصب Ucc = 12 V, فيمكن اختيار على سبيل المثال المقاومتان
R2 = 10kΩ و R1 = 110kΩ.
ونظرا لأن Vgs لا بد وان تساوي -2,5V, فلا بد أيضا من ان تكون Vs = 1+2,5 =3,5V.
كما أننا اخترنا 2mA = Id (وهو يساوي أيضا Is) , إذن فتبلغ المقاومة R4 = 3,5/2.10 وهذا يساوي 1,75kΩ .
بهذا نكون قد حددنا المقاومات R1 و R2 و R4 ، وباقي اختيار المقاومة R3 التي تحدد جهد المخرج عند D .
يختار جهد المصب عند D بصفة عامة في الوسط بين جهد المصدر و الجهد الخارجي Ucc, بحيث يسمح بتغير جهد المصب حتى أقصي جهد من جهة ، ومن جهة أخرى لضبط جهد المخرج في حالة الاستقرار ، عند ادخال إشارة متذبذبة من ناحية G ونريد تضخيمها وتخرج من C2.
وليكن اختيارنا أن نثبت Vdm عند 8 فولط (جهد المخرج عند C2). ونصل إلى ذلك باختيار المقاومة R3 = 2kΩ.
تحتوي الدائرة الكهربائية لميكروفون عادة على مقحل حقلي توصيلي لكي تحول النبضات الكهربائية الصغيرة المتولدة في الميكروفون إلى ذبذبات كهربية كبيرة لتشغيل إلكترونيات اخرى على بعد عدة أمتار من الميكروفون . يبلغ تيار التشتغيل لمقحل JFET في العادة بين 1و0 إلى 5و0 مللي أمبير ويرمز إليه بأنه جهد الانحياز. ويوصل جهد الانحياز بالميكروفون عن طريق سلك .