bahan jenis-n and hole adalah pembawa muatan mayoritas bahan jenis-p ternyata potensial barrier itu berlawanan dengan dengan arus pembawa muatan mayoritas.
Juga, elekktron-elektron bebas yang ditimbulkan oleh energi termal pada sisi-p tertarik melintasi potensial barrier positip ke sisi-n karena elektron-elektron itu bermuatan
negatip. Demikian juga, hole yang ditimbulkan energi termal pada sisi-n tertarik ke sisi-p melintasi potensial barrier negatip di junction. Elektron-elektron pada sisi-p dan
hole pada sisi-n itu pembawa muatan minoritas. Karena itu, potensial barrier membantu aliran pembawa muatan minoritas melintasi junction.
1. Reverse-Biased Junction
Jika tegangan bias eksternal positip dipasang pada sisi-n dan negatip dipasang pada sisi-p dari pn-junction, elektron-elektron dari sisi-n ditarik ke terminal positip
tegangan bias dan hole dari sisi-p ditarik ke terminal negatip tegangan bias. Pada gambar berikut ini, hole dari atom-atom impuriti dalam sisi-p junction tertarik
menjauhi junction dan elektron-elektron ditarik keluar dari atom-atomnya dalam sisi-n dari junction tertarik menjauhi junction.
Bila suatu reverse bias dipasang pada sebuah pn-juction, depletion region daerah kosong pembawa muatan menjadi semakin lebar dan tegangan barrier semakin besar. Hanya ada arus reverse yang sangat kecil mengalir
melintasi junction
D
engan demikian depletion region menjadi semakin lebar, potensial barrier semakin besar mengikuti kenaikan besarnya tegangan terpasang. Dengan potensial
barrier semakin besar, maka tidak ada kemungkinan arus pembawa muatan mayoritas mengalir menlintasi junction. Dalam hal ini, junction itu dikatakan menjadi reverse
biased. Meskipun tidak ada kemungkinan arus pembawa muatan mayoritas mengalir
melintasi junction dalam keadaan reverse biased, pembawa-pembawa muatan minoritas yang timbul pada kedua sisi junction masih dapat melintasi junction.
Elektron-elektron pada sisi-p ditarik melintasi juction ke potensial positip pada sisi-n. Hole-hole pada sisi-n bisa mengalir melintasi ke potensial negatip pada sisi-p.
2. Forward-Biased Junction
Misalkan sekarang tegangan bias eksternal dipasang dengan polaritas seperti gambar berikut ini: positip pada sisi-p dan negatip pada sisi-n. Hole pada sisi-p,
sebagai partikel bermuatan positip ditolak oleh terminal positip tegangan bias dan hole bergerak menuju junction. Demikian pula, elektron-elektron pada sisi-n ditolak oleh
terminal negatip tegangan bias dan bergerak menuju junction. Akibatnya, lebar depletion region berkurang dan potensal barrier juga berkurang.
Bila forward bias dipasang pada pn-juction maka depletion region menjadi sempit, potensial barrier berkurang dan menimbulkan arus yang relatip besar mengalir
Jika, tegangan bias yang dipasang itu dinaikkan mulai dari nol, potensial barrier menjadi semakin kecil secara progresip sampai potensial barrier itu lenyap dengan
efektip dan pembawa muatan dengan mudah melintasi junction. Elektron-elektron dari sisi-n ditarik melintasi ke terminal positip dari tegangan bias dan hole-hole bergerak
dari sisi-p ditarik melintas ke terminal negatip dari tegangan bias. Jadi, timbul arus pembawa muatan mayoritas, junction disebut menjadi forwad biased.
P-N Junction persimpangan antara P-N bila semiconductor tipe P dan N secara kimiawi dibatasi satu dengan lainnya, maka dibuat persamaan dimana tidak ada carrier
penghantar seperti hole dan electron bebas ditahan bersama di bagian sempit dari permukaan persimpangan junction.
Fungsi PN junction, permukaan junction ini disebut dengan depletion layer, dan semiconductor yang dipisah disebut dengan PN junction semiconductor atau diode.
Maka muatan listrik yang ada dari perbedaan polaritas satu sama lainnya, menghasilkan sedikit potensial listrik, disebut dengan electric potential barrier.
P-N Junction terjadi karena elektron bebas pada semikonduktor tipe N mengisi hole pada semikonduktor tipe P. Area pertemuan ini disebut dengan Depletion Region atau
Area penipisan. Ketika persimpangan P-N terbentuk, beberapa elektron bebas dari area tipe N yang berhasil mencapai pita konduksi bebas akan menyebar dan mengisi
lubang hole pada area tipe P.
Hal ini meninggalkan ion positif pada sisi semikonduktor tipe N. Kemudian sebuah ruang pengisian muatan terbangun, menciptakan daerah penipisan yang
kemudian menghambat transfer elektron lanjut kecuali dibantu dengan meletakkan bias maju di persimpangan yang disebut dengan Forward Bias. Pemberian bias
terbalik Reverse Bias tidak akan memicu pergerakan elektron didalam semikonduktor sehingga membuat komponn semikonduktor hanya bisa dialiri arus
satu arah saja. Prinsip dasar P-N Junction ini kemudian diterapkan pada komponen elektronika seperti dioda yang bisa berfungsi sebagai penyearah tegangan maupun
penahan tegangan arah tertentu. Selain itu penerapan P-N junction juga bisa lebih kompleks lagi pada komponen
transistor. Disini dipasang kombinasi tiga bahan semikonduktor, yaitu P-N-P dan N-P- N. Dengan kombinasi ini dapat diperoleh berbagai fungsi seperti penguatan sinyal,
pensaklaran elektronis dan sebagainya.
3. Karakteristik PN Junction Diode
