Embed Size (px)
Citation preview
IDEAL DIODE
K A Anode Cathode
SEMICONDUCTOR MATERIALS
Atomic structure: (a) silicon;(b) germanium.
Covalent bonding of the silicon atom
Energy Band Diagram
N-Type Material P-Type Material
EXTRINSIC MATERIALS
N-type material The electron : majority carrier The hole : minority carrier
P-type material The electron : minority carrier The hole : majority carrier
MAJORITY AND MINORITY CARRIERS
Semiconductor Diode
No Applied bias (VD=0V) Depletion Region
p n ID=0 mA + - VD=0V (no bias)
+ - - + + + + - + - - + + - - - + + - -
+ + - - + + + + +
- - - - - - - - -
+ + - - + + + + +
- - - - - - - - -
- -
- -
- -
-
- -
+
+ +
+ + +
+ +
- -
- - - - -
- -
- - - - -
+ + + +
+ + + +
+
+ + + +
+ + + +
+
No Applied Bias
• Diffusi elektron dari tipe n ke tipe p.
• Terbentuk daerah deplesi.
• Pada daerah deplesi, karena adanya perbedaan jenis muatan, terbentuklah medan listrik.
• Medan listrik inilah yang menghentikan proses difusi elektron.
• Medan listrik ini menimbulkan adanya beda potensial.
Semiconductor Diode Reverse-Bias Condition (VD < 0 V) Depletion region
p n - + VD
+ - - + + + + - + - - + + - - - + + - - -
+ + + +
+ + + +
- -
- -
- -
-
- -
+
+ +
+ + +
+ +
+
+ +
+
+
+ + + +
+
- - - - - - - - -
- - - - - - - - -
- - - -
- - - -
-
+
+
+
+ + +
+
+
+
Reverse Bias Condition
• Pada reverse bias, tipe p dihubungkan pada kutub negatif sumber tegangan dan tipe n dihubungkan pada kutub positif sumber tegangan.
• Daerah deplesi melebar, potensial penghalang semakin besar, sehingga arus yang mengalir pada dioda sangat kecil atau mendekati nol.
Semiconductor Diode
Forward-Bias Condition (VD>0 V)
Depletion region
ID p n
+ -
VD
+ - - + + + + - + - - + + - - -
+ + + +
+
- -
-
- -
-
-
+
+ +
+ + + +
+
- - - - - - - - +
Forward Bias Condition
• Pada forward bias, tipe p dihubungkan pada kutub positif sumber tegangan dan tipe n dihubungkan pada kutub negatif sumber tegangan.
• Daerah deplesi menyempit, potensial penghalang semakin kecil, arus dapat mengalir pada dioda.
ZENER REGION
ID
VZ Is
0 VD
Zerner region
Silicon Vs Germanium
Silicon diodes have, in general, higher PIV and current rating and wider temperature ranges than germanium diodes.
Temperature effects
DC or Static Resistance AC or Dynamic Resistance
ID (mA)
ID
VD
0 VD (V)
Q-point ΔId
ΔVd
Resistance Levels
RD=VD/ID
Rd= ΔVd /ΔId
Average AC resistance
ID(mA)
20
15
ΔID
10
5
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 VD(V)
ΔVD
Diode Equivalent Circuits
• Piecewise-Linear Equivalent Circuit
• Simplified Equivalent Circuit
• Ideal Equivalent Circuit
