Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh. Hari ini kita akan mempelajari tentang persambungan P dan N, semikonduktor pada dioda. Jadi ini contoh persambungan P dan N, jadi semikonduktor tipe P dan semikonduktor tipe N. Nah, disini ketika belum diberi tegangan, atau disini, Zero bias, belum ada tegangan V sama dengan 0 Artinya ini baru disambungkan P dan N Tapi disini sudah terjadi Depletion layer Dengan lebar seperti ini Hal ini terjadi karena difusi, jadi di N ini kita tahu mayoritas elektron.
Mayoritas elektron ini berdifusi ke tipe P, sehingga nanti ada yang disebut dengan depletion layer W. Nah, difusi dari elektron di tipe P meninggalkan ion positif, karena elektronnya terlepas, sehingga meninggalkan ion positif. Begitu juga di semikonduktor tipe P. Di semikonduktor tipe P, holenya berdifusi ke tipe N, karena di sini lebih banyak, sehingga nanti ketika hol berdifusi, dia akan meninggalkan ion negatif.
Sampai suatu saat, elektron dan hol tidak dapat berdifusi lagi karena adanya Medan listrik yang menghambat. Di sini, medan listrik E. Medan listrik dari positif ke negatif. Jadi, hole ini tidak akan bisa berdifusi lagi ke N, maupun elektron tidak bisa berdifusi ke P, karena adanya medan listrik E.
Jadi, medan listrik E ini akibat muatan positif dan negatif. Adanya depletion layer ini, Jika digambarkan di dalam energy band diagram, seperti gambar di bawah, jadi ini adalah energy band diagram dari PN junction yang zero bias. Kita lihat di sini ada E dikali VBI, atau VBI ini V built-in. V built in, yang terjadi karena adanya depletion layer.
Sehingga elektron akan sulit untuk berpindah ke P karena dia harus naik, selama tidak ada tegangan. Nah, yang terjadi jika kita berikan tegangan reverse bias. Reverse bias itu artinya di P kita berikan negatif.
Di N kita berikan positif. Sini disebutnya reverse bias. Jadi reverse bias diberikan kebalikannya, diberikan yang reverse.
Maka nantinya depletion layer ini akan semakin lebar. Jadi W di sini akan semakin lebar dibandingkan dengan yang zero bias, semakin lebar. Dan ini di energy band diagram itu terlihat. Karena nilai VR ini akan menambah tinggi dari perbedaan energy band di conduction-nya. Sehingga nanti elektron akan sulit berpindah ke sini.
Jadi nanti di sini muatan positifnya akan semakin banyak. Positifnya semakin banyak. Ini tidak terlihat, jadi di sini muatan positif akan semakin banyak.
Nah yang terjadi juga nanti depletion layer-nya semakin tinggi atau semakin lebar. Dan jika digambarkan secara band diagram, maka dia akan semakin jauh. Perbedaan antara EC di tipe P dengan EC di...
tipe N. Nah, yang terjadi ketika reverse bias seperti ini, arus tidak akan bisa mengalir. Jadi, walaupun di sini diberi tegangan positif, ini kita lihat arah arusnya, jadi tidak ada arus yang mengalir melewati PN junction ini.
Jadi, keadaan ini disebut dengan reverse bias. Nah kondisi yang ketiga yaitu forward bias. Forward bias kebalikannya ketika reverse itu P diberi negatif, ketika forward bias, maka P diberikan positif dan N diberikan negatif. Sehingga yang terjadi di sini, depletion layer-nya semakin tipis.
Jadi di sini W-nya kita lihat beda, ini semakin tipis, karena di sini muatannya juga semakin sedikit. Nah, ini kalau digambarkan di energi band diagram, menjadi seperti ini. Nah, yang terjadi di sini adalah mengalirnya arus, ID. Jadi di sini, Arus ID akan mengalir dari P ke N, atau kebalikannya elektron akan mengalir dari N ke P. Nah nanti ini nilai VA itu ada nilai minimumnya.
Jadi di sini untuk bisa mengalirkan elektron, maka VA ini harus minimal sebesar VBI. Biasanya VBI ini sekitar 0,7 di silikon. Jadi untuk V built in nya 0,7 volt Nah VA ini Supaya bisa mengalirkan arus Dia harus lebih besar dari 0,7 Jadi walaupun VA positif Tapi masih kurang dari 0,7 Dia tidak akan bisa mengalirkan arus Sehingga Nanti jika kita gambar Arusnya akan menjadi Seperti ini Jadi tegangan forward disini Terjadi ketika V dari dioda diberikan tegangan forward. Forward itu artinya di P diberikan positif dan di N diberikan negatif. Jadi ini positif, negatif, maka dia akan mengalirkan arus.
I-nya akan mengalir. Nah sebaliknya jika V-nya diberikan reverse atau P. kita berikan disini nanti negatif dan n negatif maka n positif, ini juga positif maka akan berada di daerah reverse artinya disini tidak ada arus yang mengalir, disini minusnya kecil sekali, jadi ini dianggap Tidak ada arus yang mengalir, sehingga dioda hanya mengalirkan ke satu arah. Itu adalah prinsip dioda menggunakan semikonduktor tipe P dan N, atau persambungan semikonduktor P dan N.