KULIAH 3 HUBUNGAN -PN Pembentuka Hubungan p-n Arus Difusi Pada seimbang-panas PN-Junction pada seimbang-panas Lebar Deplesi pada seimbang-panas
Pembentukan Hubungan P-N Dibentuk dari substrat kristal yang yang dirubah menjadi tipe-n (menambah donor) & dan bagian lain menjadi tipe -p (menambah aseptor) Pada keadaan kesetimbangan terjadi: 1. Daerah tipe-p netral 2. Daerah muatan ruang tipe-p 3. Daerah muatan ruang tipe-n 4. Daerah tipe-n netral Daerah 2 dan 3 disebut lapisan Deplesi (dipole listrik) Medan listrik terdapat pada lapisan deplesi walaupun hubungan p-n tidak diberi tegangan
Arus Difusi Pada seimbang-panas Konsentrasi Hole dan Elektron Diasumsikan terletak pada daerah antara -Xpo dan Xno. Jno = 0 dan Jpo = 0 menyebabkan keadaan setimbang-panas. Konsentrasi elektron antara X = 0 dan Xno rata-rata : Jika no(x) < Nd, Daerah transisi pada Sisi - n Pada sisi-p rapat muatan negatif jika konsentrasi hole antara X = -Xpo dan X = 0
Cont.
PN-Junction pada seimbang-panas Pada daerah Bulk dari junction rapat = 0 Dekat junction rapat muatan ‡0 Pada sisi n- junction dalam daerah transisi 0< X<Xno. Pada sisi ini, Na= 0 & po =0 Untuk perhitungan, diasumsikan: Daerah 1 & 4 = bulk. 2 dan 3= Deplesi
Cont
Lebar Deplesi pada seimbang-panas Junction asimetrik : Lebar deplesi dengan doping terendah:
Hubungan-pn Bias Reverse Untuk Tegangan Dioda nol : VD = 0 Hukum Tegangan Kirchhoff Grafik Potensial Hubungan pn.
Hubungan-pn Bias Reverse (cont.) Bias reverse VD < 0 Potensial barrier Daerah deplesi :
Hubungan-pn Bias Reverse (cont.)
Hubungan-pn Bias Reverse (cont.) Lebar Xpo, Xno dan Xdo pada setimbang panas :
Kapasitansi Pada lapisan deplesi terdapat muatan negatif dan positif. Hal ini dapat dipandang sebagai Kapasitor. Tegangan total vD = Tegangan DC + Tegangan Signal Kecil. Muatan total daerah deplesi =Muatan DC + Muatan Signal kecil
Kapasitansi (cont) Deplesi Kapasitansi (Cj) ditentukan oleh fungsi: Dan:
Kapasitansi (cont)
Kapasitansi (cont) Persamaan kapasitor dari plat paralel: untuk: