Bab 2 Sambungan PN Dan Dioda [PDF]

Citation preview

Bab 2 Sambungan PN dan Dioda By : M. Ramdhani



Tujuan instuksional : Memahami komponen semikonduktor berbasis sambungan PN  Memahami prinsip kerja dioda  Memahami batasan daerah operasi dioda  Mengetahui rangkaian pengganti dioda 



Proses terjadinya sambungan PN



Atom – atom akseptor



do



pin



Atom – atom donor



g



d



in p o



g



Kristal tunggal semikonduktor



Hasil sambungan semikonduktor PN Semikonduktor tipe P



Persambungan/ junction



Ion akseptor



+ - + - + hole



-



Semikonduktor tipe N



-



+ + - + - + - + - +



-



+ - + - +



-



+



-



+



-



+



Daerah deplesi



Ion donor



+ + + -



+



+



+ - + + - + elektron



+



+ + -



Persambungan/ junction



Ion akseptor



+ - + - + hole



-



+ + - + - + - + - +



-



+ - + - +



-



+



-



+



-



+



Daerah deplesi



Ion donor



+ + + -



+



+ + - + + - + -



+



+ + -



elektron



• Penggabungan (recombination) disekitar junction  elektron dan hole lenyap (tidak ada pembawa muatan)  daerah deplesi (daerah pengosongan). • Difusi elektron ke arah P dan difusi hole ke arah N  arus difusi (arus akibat adanya perbedaan jumlah elektron dan hole ) ke kanan • Hilangnya elektron meninggalkan ion donor (ion positif) dan hilangnya hole meninggalkan ion akseptor (ion negatif) mengakibatkan medan listrik  tegangan penghalang / barrier potential (Vo)  arus drift ke kiri • Terjadi keseimbangan antara arus difusi dan arus drift.



Sambungan PN dengan No Bias (Tanpa Prategangan) VD = 0 Persambungan/ junction



Ion akseptor



+ - + - +



-



+ + - + - + - + - +



hole



-



+ - + - +



- -



+ +



- -



+ +



- -



+ +



Daerah deplesi



I D  0mA



+ VD  0Volt



Ion donor



+ + + -



+



+ + - + + - + elektron



+



+ + -



Sambungan PN dengan Forward Bias (Prategangan Maju) VD > 0 IS



I mayoritas



+



+ - + - +



-



+ + - + - + - + - +



-



+ - + - +



-



+



-



+



-



+



Daerah deplesi



I D  I mayoritas  I S



VD



+ + + -



+



+ + - + + - + -



+



+ + -



-



P N VD



VD



Sambungan PN dengan Reverse Bias (Prategangan Mundur) VD < 0 I mayoritas  0



-



+ - + - +



-



+ + - + - + - + - +



-



+ - + - +



IS



- -



-



- -



-



+ + + + + +



- -



-



+ + +



Daerah deplesi



IS



VD



+ + + -



+



+ + - + + - + -



+



+ + -



+



P N VD



VD



Karakateristik Arus dan Tegangan I D  I s (e



kVD Tk



 1)















Potensial prategangan maju maksimum yang menghasilkan perubahan arus disebut potensial treshold (cut-in) Potensial prategangan mundur yang menghasilkan perubahan karakteristik secara drastis disebut potensial zener (Vz). Potensial maksimum dari prategangan mundur sebelum masuk daerah zener disebut peak inverse voltage (PIV) atau peak reverse voltage (PRV).  tegangan maksimum yang bisa ditahan sebuah dioda



Pemodelan Dioda 



Ideal ID (mA)



VD ID



VT



VD







Simplified ID (mA) VD ID



VT



VT



VD







Piecewise linier VD ID



ID (mA) VT



rav rav



VT



VD



Konvensi Simbol a



 10V a



+10 V identik



b



b



Konvensi Simbol a  10V



+10 V b



a



identik b



Latihan