8.2 Diod Semikonduktor

©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT

8.2 DIOD SEMIKONDUKTOR

Terangkan semikonduktor dari segi rintangan

LOGAM

Konduktor elektrik

yang baik, banyak

electron bebas,

rintangan sangat

rendah

PENEBAT

Konduktor

elektrik yang

lemah, terlalu

sedikit electron

yang bebas,

ringtangan

sangat tinggi

SEMIKONDUKTOR

- Semikonduktror ialah bahan yangmempunyai sifat

kekonduksian di antara konduktor dan penebat.

- Contoh bahan semikonduktror ialah Silikon,

Germanium, Plumbum Sulfida, Gallium Arsenida,

Indium Antimida dan Selenium.

- Pada O Kelvin merupakan sejenis penebat.Apabila

suhunya meningkat ke suhu bilik,sifat

kekonduksian akanbertambah kerana rintangannya

semakin berkurangan.

Dua jenis pembawa cas dalam

semikonduktor

i. Elektron bebas yang membawa cas negatif

ii. Lohong yang membawacas positif.

Apakah ciri-ciri semikonduktor

1. Terdapat 4 elektron yang dipanggil elektron valens di

kawasan luar atom.

2. Atom-atom berkongsi elektron dengan 4 atom lain di

sebelah melalui ikatan kovalens di antara elektron-

elektron valensnya.

3. Pada suhu sifar mutlak ( 0 K) semikonduktor bertindak

sebagai penebat kerana tidak terdapat elekron-elektron

bebas.

4. Pada suhu bilik,elektron-elektron valens mempunyai

cukup tenaga terma untuk terlepas dari ikatan dan dapat

mengatasi jurang terlarang dan teruja ke jalur konduksi

dan menjadi elektron konduksi. Oleh itu terdapat satu

kekosongan atau dinamakan lohong (misalnya atom X).

Akibatnya atom tersebut bercas positif. Satu elektron

valens daripada atom jiran(Y) , akan mengisi lohong yang

terdapat pada atom X,tetapi dalam masa yang sama akan

menghasilkan pula satu lohong pada Y. Oleh itu semasa

elektron valens bergerak kekiri,lohong seolah-olah

bergerak ke kanan.

Kesimpulannya bagi bahan semikonduktor, pengaliran

arus boleh berlaku sama ada elektron bergerak dalam

jalur konduksi atau lohong'bergerak' dalam jalur valens.


Apakah proses Pendopan?

ialah proses memasukkan sedikit atom bendasing ke dalam

bahan semikonduktor tulen yang menyebabkan

kekonduksian semikonduktor bertambah.

::: Atom-atom bendasing yang didopkan mestilah

mempunyai saiz yang lebih kurang sama dengan dengan

atom-atom semikonduktor tulen :::

Huraikan jenis-jenis bahan semikonduktor.

(i) Semikonduktor jenis-n

Apabila atom dari unsur pentavalens seperti

Fosforus didopkan dalam bahan

semikonduktor tulen seperti Germanium yang

mempunyai _________ elektron valens

wujudlah satu electron berlebihan.

Atom Fosforus merupakan atom penderma

manakala semikonduktor yang terhasil

dinamakan semikonduktor jenis-n.

Pembawa cas majoriti dalam bahan

semikonduktor jenis-n ialah electron

manakala pembawa cas minoriti ialah lohong.

(ii) Semikonduktor jenis-p

Apabila atom dari unsur trivalens seperti Indium

didopkan dalam bahan semikonduktor tulen

seperti Germanium yang mempunyai

____________ elektron valens wujudlah satu

kekurangan elektron.

Kekosongan ini diisi oleh elektron bebas yang

berjiranan dan di masa yang sama lohong terhasil

akibat peninggalan elektron valens.

Atom Indium merupakan atom penerima

manakala semikonduktor yang terhasil dinamakan

semikonduktor jenis-p.

Pembawa cas majoriti dalam bahan

semikonduktor jenis-p ialah lohong manakala

pembawa cas minoriti ialah elektron.


Perbandingan BahanSemikonduktor Jenis-p dan jenis-n

ASPEK SEMIKONDUKTOR - P SEMIKONDUKTOR - N

Semikonduktor tulen Silikon, Germanium Silikon, Germanium

Bahan Pendopan Fosforus,Antimoni,Arsenik Indium,Boron,Galium

Peranan bahan pendopan Atom ________________ Atom penerima

Valensi bahan pendopan Pentavalens

Pembawa cas majority

Pembawa cas minoriti

Huraikan diod semikonduktor

Diod semikonduktor adalah satu alat yang membenarkan

___________ mengalir hanya pada ___________ arah

sahaja dan menyekat arus dari arah bertentangan.

Diod dicipta dengan menyambungkan semikonduktor jenis-P

dan semikonduktor jenis-N

Pembentukan Voltan Simpang dan

Lapisan Susutan Pada Simpang p-n

Apabila semikonduktor jenis-p dan jenis-n dicantum, peranti

yang terbentuk dipanggil sebagai simpang p-n.

� Pada simpang kedua-dua bahan semikonduktor ,elektron

dari bahan semikonduktor jenis-n menghanyut melalui

simpang untuk mengisi tempat lohong

pada semikonduktor jenis-p.

� Ini menyebabkan semikonduktor jenis-n akan bercas

positif dan semikonduktor jenis-p akan bercas negatif.

� Kewujudan cas-cas bertentangan menyebabkan suatu

beza keupayaan terhasil dari semikonduktor jenis-n ke

semikonduktor jenis-p dan dipanggil sebagai Voltan

Simpang.


� Bagi silikon dan germanium voltan simpang masing-

masing adalah 0.6 V dan 0.1 V. Voltan simpang ini

berfungsi untuk menentang hanyutan elektron

seterusnya daripada semikonduktor jenis-n ke

semikonduktor jenis-p.

� Akibatnya suatu lapisan setebal lebih kurang 1 µm pada

simpang p-n yang tiada mempunyai pembawa –

pembawa cas iaitu elektron atau lohong yang dikenali

sebagai lapisan susutan.

Mekanisme pengaliran arus dalam

simpang p-n

Semasa pincangan ke depan

- terminal positif sel disambung ke bahan jenis-p

- terminal negatif disambung ke bahan jenis-n

- voltan sel bertentangan arah dengan voltan simpang.

- Lapisan susutan menjadi semakin nipis dan rintangan

semikonduktor menjadi kurang.

- Jika voltan sel > voltan simpang, elektron dari bahan

jenis-n menghanyut merentasi simpang untuk mengisi

tempat lohong pada bahan jenis-n.

- Lohong yang ditinggalkan oleh elektron 'bergerak' pada

arah bertentangan.Oleh itu semasa pincangan ke depan

pembawa cas majoriti dari kedua-dua bahan mengalir

untuk menghasilkan arus yang besar

Semasa pincangan songsang

- terminal negatif sel disambung ke bahan jenis-p

- terminal positif disambung ke bahan jenis-n

- voltan sel sama arah dengan voltan simpang.

- Elektron dan lohong ditolak lebih jauh daripada simpang.

- Lapisan susutan semakin menebal

- Rintangan bahan semikonduktor menjadi bertambah.

- Oleh tu pengaliran arus tidak berlaku.


Huraikan Fungsi Diod sebagai

Rektifier

Gelombang yang tiada rektifikasi

Rektifikasi ialah proses penukaran a.u.kepada a.t.

Proses rektifikasi terbahagi kepada dua:

(a) Rektifikasi gelombang setengah.

Rektifikasi jenis ini apabila satu diod digunakan.

Semasa A (+ve) dan B(-ve) arus mengalir melalui perintang

dari ABCD.

Sebaliknya sama A(-ve) dan B(+ve) arus tidak boleh melalui

diod dan juga perintang. Semasa A(+ve) dan B(-ve) semula

arus mengalir melalui perintang dari ABCD.

(b) Rektifikasi gelombang penuh

Rektifikasi jenis ini apabila dua atau empat diod digunakan.

Semasa A (+ve) dan B (-ve) arus mengalir mengikut arah

APTURB.

Semasa A (-ve) dan B (+ve) arus mengalir mengikut arah

BSTUQA.

Oleh itu walaupun arah arus berubah arus yang mengalir

melalui perintang adalah sentiasa sama iaitu mengikut arah

TU dan menjadi arus terus.


Huraikan Fungsi Kapasitor sebagai

Perata Gelombang dalam Litar

Rektifikasi

Kapasitor perata gelombang

Apabila voltan melalui perintang dan kapasitor meningkat,

kapasitor dicas dan tenaga tersimpan dalam kapasitor.

Apabila voltan melalui perintang dan kapasitor

menurun,kapasitor dinyahcas dan tenaga dari kapsitor

digunakan untuk menghasilkan voltan menerusi perintang.

Akibatnya bentuk gelombang output adalah lebih rata.

8.2 Diod Semikonduktor

Education

Transcript of 8.2 Diod Semikonduktor