إنتاج فعال للمرافق المتقدمةيشير الفولطية الأمامية إلى انخفاض الجهد الذي يحدث عندما يمر تيار كهربائي عبر صمام ثنائي في دائرة كهربائية. وهي مستقلة بشكل عام عن كمية التيار المارة عبر الصمام الثنائي ، وستكون هي نفسها لعائلة معينة من الثنائيات. بالنسبة إلى الثنائيات السليكونية ، وهي الأكثر شيوعًا بشكل عام ، يكون انخفاض جهد الصمام الثنائي نحو 0.7 فولت (V).
الثنائيات هي الأجهزة التي تمر بالتيار الكهربائي في اتجاه واحد فقط ، وبالتالي يمكن اعتبارها نوعًا من صمام أحادي الاتجاه للإلكترونات. عندما تتحرك الإلكترونات في الاتجاه الصحيح للمرور عبر الصمام الثنائي ، يقال أن الصمام الثنائي متحيز للأمام . وبالتالي ، فإن انخفاض الجهد الأمامي الصمام الثنائي يعرف أيضًا بتخفيض جهد التحيز الأمامي .
تعمل الثنائيات عن طريق احتواء جزء صغير من مادة أشباه الموصلات المشبعة بين أقطابها ، والتي تمرر الإلكترونات في اتجاه واحد دون الآخر. تحتوي هذه المادة على منطقتين ، المنطقة n ، وهي غنية بالإلكترونات ذات الشحنة السالبة ، ومنطقة p ، وهي فقيرة في الإلكترونات. قد يُعتقد أن المنطقة p لها ثقوب إيجابية يمكنها قبول الإلكترونات من المنطقة n. عندما يتم تجميع المنطقتين لتكوين تقاطع pn ، تنتقل الإلكترونات من n-zone إلى p-zone حتى يتم استخدام كل إلكترونات n المتوفرة للاستخدام كحوامل حالية ، ويصبح الوصلة pn عازلًا .
إذا تم حقن الإلكترونات الجديدة في منطقة n المستنفدة ، أثناء إزالتها من المنطقة p المشبعة ، فإن التيار الكهربائي سيتدفق عبر الوصلة. هذا ما يحدث عندما يكون الصمام الثنائي متحيزًا للأمام. يجب دفع الإلكترونات بفولطية ذات قوة كافية لعبور تقاطع pn ، وهذه الدفعة هي مصدر التيار الأمامي ذي الصمام الثنائي ، أو انخفاض جهد التحيز الأمامي.
إذا تم عكس قطبية الدائرة ، ومحاولة حقن الإلكترونات في المنطقة p أثناء إزالتها من المنطقة n ، يقال أن الصمام الثنائي متحيز عكسيًا ولا يتدفق تيار. إذا تجاوز هذا الجهد العكسي التحيز قيمة معينة - الجهد العكسي الأقصى - فقد يفشل الصمام الثنائي ويمرّارات كبيرة ، في عملية تعرف باسم انهيار الجهد العكسي . بعد ذلك سوف يتلف الصمام الثنائي بشكل دائم.
كما ذكرنا ، فإن أنواع مختلفة من الثنائيات لها قطرات مختلفة للجهد الأمامي. قد يتراوح انخفاض الجهد إلى الأمام في الصمام الثنائي الباعث للضوء ( LED ) من 1.4 إلى 4 فولت ، وهذا يتوقف على النوع. بالنسبة إلى الصمام الثنائي Schottkey ، يكون انخفاض الجهد الأمامي عادةً هو 0.2 فولت فقط.