Bias Penyambungan PN

Definisi Dioda PN Junction

Dioda PN junction didefinisikan sebagai perangkat semikonduktor yang memungkinkan arus mengalir dalam satu arah pada bias maju dan mencegah aliran arus pada bias terbalik.

Bias Maju

Pada bias maju, region p-tipe terhubung ke terminal positif dan region n-tipe terhubung ke terminal negatif, mengurangi lapisan pengurasan dan memungkinkan aliran arus.

Bias Terbalik

Pada bias terbalik, region p-tipe terhubung ke terminal negatif dan region n-tipe terhubung ke terminal positif, meningkatkan lapisan pengurasan dan mencegah aliran arus.

Perilaku Arus

Pada bias maju, arus mengalir dengan mudah setelah lapisan pengurasan berkurang. Pada bias terbalik, hanya arus minimal yang mengalir karena pembawa minoritas.

Kondisi Breakdown

Tegangan terbalik yang tinggi dapat menyebabkan breakdown (Zener atau Avalanche), mengakibatkan peningkatan tajam arus, yang penting untuk memahami batas operasi dioda.

Karakteristik V-I dari PN Junction

Pada bias maju, daerah operasional berada di kuadran pertama. Tegangan ambang untuk Germanium adalah 0.3 V dan untuk Silicon adalah 0.7 V. Melebihi tegangan ambang ini, grafik naik secara non-linear. Grafik ini menunjukkan hambatan dinamis dari junction pada bias maju.

Pada bias terbalik, tegangan meningkat dalam arah terbalik melintasi junction p-n, tetapi tidak ada arus karena pembawa mayoritas, hanya arus bocor minimal yang mengalir. Namun, pada tegangan terbalik tertentu, junction p-n pecah dan menghantarkan.

Ini hanya disebabkan oleh pembawa minoritas. Jumlah tegangan ini cukup untuk pembawa minoritas tersebut menghancurkan lapisan pengurasan. Dalam situasi ini, arus tajam akan mengalir melalui junction ini. Breakdown tegangan ini ada dua jenis.

Breakdown Avalanche: grafiknya tidak tajam, melainkan grafik linear miring, yaitu setelah breakdown, kenaikan kecil tegangan terbalik menyebabkan arus lebih tajam secara bertahap.

Breakdown Zener: breakdown ini tajam dan tidak perlu menambah tegangan bias terbalik untuk mendapatkan arus lebih, karena arus mengalir tajam.

Hambatan Junction p-n

Hambatan Dinamis Junction p-n

Dari karakteristik V-I junction p-n, jelas bahwa grafiknya tidak linier. Hambatan junction p-n yang bias maju adalah rd ohm; ini disebut hambatan AC atau hambatan dinamis. Ini setara dengan kemiringan tegangan-arus dari junction PN.

Rata-rata Hambatan AC Junction p-n

Rata-rata hambatan AC ditentukan oleh garis lurus yang ditarik menghubungkan perpotongan nilai minimum dan maksimum tegangan input eksternal.Beberapa istilah penting terkait dengan junction p-n