Bias: Von Vorurteil zur Betriebsspannung
Im alltäglichen Sprachgebrauch bedeutet bias Vorurteil. In der Elektronik bedeutet es eine bewusst angelegte Spannung oder Stromstärke, um den Arbeitspunkt eines elektronischen Bauelements einzustellen.
Für die meisten Menschen ist bias ein mentales Muster oder eine unfaire Bevorzugung. Ein Personalleiter zeigt bias. Ein Zeuge macht eine vorgefasste Aussage. Das Wort hat moralisches Gewicht; bias ist etwas, das man korrigieren oder überwinden muss.
In der Elektronik ist bias eine bewusste, unverzichtbare Eingangsgröße. Ein Transistor oder eine Diode funktioniert ohne bias nicht richtig. Ein Ingenieur legt eine Biasspannung oder einen Biasstrom an eine Elektrode an, etwa an die Basis eines Bipolartransistors oder an das Gate eines Feldeffekttransistors. Diese Spannung verschiebt den Arbeitspunkt des Bauelements in den Bereich seiner Übertragungsfunktion, in dem es als Verstärker, Schalter oder Detektor wirken soll. Der bias kann gleichspannungsmäßig (DC) oder mit dem Signal veränderlich (AC) sein. Er ist kein Fehler, den man beseitigen muss, sondern ein Stellparameter zum Einstellen.
Die Textilindustrie verwendet bias in einer verwandten, aber anderen Bedeutung. Biasband und Biasleisten sind Stoffstreifen, die diagonal zur Faserrichtung zugeschnitten werden, also im Bias. Weil die Bindung in einem Winkel von fünfundvierzig Grad zur Längs- und Querrichtung geschnitten ist, dehnt sich der Stoff leichter und schmiegt sich an Kurven an. Schneider verwenden Biasband zum Einfassen von Halsausschnitten, Armlöchern und Nähten, wo Streifen in Faserrichtung knittern würden oder reißen könnten.
Alle drei Bedeutungen gehen auf dieselbe Grundmetapher zurück: Schräge oder Neigung. Im alten Schneiderhandwerk bedeutete das Schneiden im bias, den Stoff schräg zum Webkante zuzuschneiden, um den Stoff flexibler zu machen. Ein Vorurteil neigt den Verstand weg von Fairness. In der Elektronik neigt eine Biasspannung die Kennlinie des Bauelements, verschiebt also, an welchem Punkt es sich auf der Kurve befindet. Die elektrische Bedeutung entlehnt die geometrische, und die moralische Bedeutung entlehnt ebenfalls die geometrische, aber sie wirken in entgegengesetzte Richtungen: Textilbias und Biasspannung sind Stellvorgänge, die die Funktion verbessern, während mentaler bias eine Verzerrung ist, die man bekämpfen muss.
The dictionary entry
bias
(noun, industrial supplies, equipment, and components)
A voltage or current applied to an electronic device, such as a transistor electrode, to move its operating point to a desired part of its transfer function.