8-8-8-1

Sistem Digital
Depletion Layer and P-N Junction



Charity
Rian Rivaldo
Chris Nadiya



Dwi Fimoza
King Genantan
Radifan Fariz
Program Studi S-1 Ilmu Komputer
Fakultas Ilmu Komputer dan Teknologi Informasi
Universitas Sumatera Utara
DIODA
Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan
semikonduktor. Dioda ditemukan oleh J.A Fleming ( 1849-1905) pada tahun
1904. Dioda berfungsi untuk mengalirkan arus dalam satu arah,pada umumnya
dioda digunakan sebagai penyearah pada rangkaian power supply. Dioda
terdiri dari sambungan semikonduktor yang bersifat positif dan negatif (biasa
disebut junction PN). Pada junction PN terdapat daerah deplesi yang memiliki
energi sebesar 0,7 volt untuk dioda berbahan silikon dan 0,3 volt untuk dioda
berbahan germanium).
Daerah deplesi (depletion layer) merupakan daerah dengan kesetimbangan
hole dan elektron.
A. Forward Bias
Arus listrik pada dioda hanya mengalir jika dioda diberi tegangan positif pada
lapisan positifnya dan diberi tegangan negatif pada lapisan negatifnya (biasa
disebut forward bias).
Berikut adalah gambar forward bias :
Pada gambar tersebut terlihat bahwa lapisan positif dioda diberi tegangan
positif dan lapisan negatifnya diberi tegangan negatif. Pada kondisi forward
bias, depletion layer semakin menyempit sehingga arus dapat mengalir pada
dioda. Pada kondisi ini dioda berfungsi sebagai penghantar.
B. Reverse Bias
Reverse bias adalah kondisi dimana lapisan negatif dioda diberi tegangan
positif dan lapisan positifnya diberi tegangan negatif.
Berikut adalah gambar reverse bias :
Pada kondisi reverse bias, depletion layer melebar sehingga arus listrik tidak
dapat melewati dioda.
C. Fungsi dioda
Karena sifatnya yang seperti katup (dapat mengalirkan arus hanya pada satu
arah saja) maka dioda sering digunakan pada rangkaian penyearah, yaitu
pengkonversi arus AC menjadi arus DC.
Berikut adalah rangkaian penyearah yang menggunakan 4 dioda :
Gb. Simbol Sambungan p-n
Jika diberi tegangan maju (forward bias), dimana tegangan sisi P lebih besar
dari sisi N, elektron dengan mudah dapat mengalir dari sisi N mengisi
kekosongan elektron (hole) di sisi P.
Gb. Forwad bias
Sebaliknya jika diberi tegangan balik (reverse bias), dapat dipahami tidak
ada elektron yang dapat mengalir dari sisi N mengisi hole di sisi P, karena
tegangan potensial di sisi N lebih tinggi. Dioda akan hanya dapat mengalirkan
arus satu arah saja, sehingga dipakai untuk aplikasi rangkaian penyearah
(rectifier). Dioda, Zener, LED, dan Varactor.
Dioda Bertegangan Tinggi (High Voltage Diodes)
Menyediakan jajaran produk dioda daya yang serbaguna termasuk tipe
dioda kaca dengan keandalan yang tinggi, perangkat pelindung tekanan
tegangan (surge suppression) untuk melindungi peralatan elektronik (terutama
dalam aplikasi otomotif) dan jenis bertegangan tinggi untuk pengoperasian
tampilan pada frekuensi tinggi. Tersedia dalam bentuk axial lead, press-fit dan
paket pemasangan permukaan (surface mount).
Prinsip Kerja Dioda
Dioda terbentuk dari bahan semikonduktor tipe P dan N yang
digabungkan. Dengan demikian dioda sering disebut PN junction. Dioda adalah
gabungan bahan semikonduktor tipe N yang merupakan bahan dengan
kelebihan elektron dan tipe P adalah kekurangan satu elektron sehingga
membentuk Hole. Hole dalam hal ini berfungsi sebagai pembawa muatan.
Apabila kutub P pada dioda (biasa disebut anode) dihubungkan dengan kutub
positif sumber maka akan terjadi pengaliran arus listrik dimana elektron bebas
pada sisi N (katode) akan berpindah mengisi hole sehingga terjadi pengaliran
arus.
Sebaliknya apabila sisi P dihubungkan dengan negatif baterai / sumber,
maka elektron akan berpindah ke arah terminal positif sumber. Didalam dioda
tidak akan terjadi perpindahan elektron.