Unit2
Download as DOC, PDF4 likes5,564 views
Simpang P-N terbentuk apabila bahan jenis P dan N dicantumkan. Elektron akan berpindah dari bahan jenis N ke bahan jenis P, membentuk kawasan kesusutan dan voltan sawar. Voltan pincang hadapan dan songsang akan mempengaruhi kawasan kesusutan, rintangan simpang, dan pengaliran arus. Voltan pincang yang terlalu tinggi boleh menyebabkan pecah tebat.
More Related Content
What's hot (20)
Viewers also liked (6)
Similar to Unit2 (20)
Recently uploaded (8)
Unit2
- 1. SEPARUH PENGALIR E1002 / unit Mempelajari dan memahami simpang P-N dan reaksinya terhadap voltan pincang. Menerangkan dengan bantuan gambarajah kejadian pembentukan simpang. Menerangkan kesan ke atas keluasan kawasan kesusutan apabila dibekalkan voltan pincang Menerangkan mengapa berlaku kejadian pecah tebat. Melukis dan menjelaskan maksud voltan pincang hadapan dan voltan pincang songsang.
- 2. SEPARUH PENGALIR E1002 / 2.1 AKSI SIMPANG P-N  Rajah 2.1 di bawah menunjukkan bagaimana digambarkan percantuman bahan jenis N dan bahan jenis P Bahan PBahan N Rajah 2.1: Pencantuman Simpang P-N. 2.0 PENGENALAN Dalam topik sebelum ini, anda telah didedahkan mengenai bahan jenis-N dan bahan jenis-P. Seperti yang telah diketahui bahawa bahan jenis-N mengandungi elektron-elektron bebas sebagai pembawa arus majoriti dan hol- hol sebagai pembawa arus minoriti. Bahan jenis P pula mengandungi hol-hol sebagai pembawa arus majoriti dan elektron-elektron sebagai pembawa arus minoriti. Dalam topik ini pula, kita akan cuba mengkaji apa yang akan berlaku pada kedua-dua jenis bahan ini seandainya kedua-dua bahan ini dicantumkan. Kita akan cuba melihat aksi pembawa-pembawa arus pada kedua-dua bahan dan juga kesan ke atas simpang P-N ini.
- 3. SEPARUH PENGALIR E1002 /  Elektron-elektron bebas dan hol akan cuba bergerak ke cabang P dan N.  Elektron dalam bahan N akan tertarik untuk mengisi hol-hol dalam bahan jenis P. Oleh itu berlaku penyeberangan elekron-elektron dari bahan jenis-N ke bahan jenis-P( Rajah 2.2 ).  Kombinasi ini menyebabkan atom-atom berdekatan cantuman menjadi neutral (kawasan tersebut tidak mempunyai pembawa-pembawa arus).  Penyeberangan elektron- hol akan terhenti.  Kawasan nuetral tanpa pembawa arus ini dikenali sebagai Kawasan Kesusutan. (Rajah 2.3). Rajah 2.2: Pergerakan Elektron Hol. Bahan PBahan N Rajah 2.3:Pembentukan Kawasan Kesusutan Dan Voltan Sawar Bahan PBahan N Kawasan Kesusutan Voltan Sawar
- 4. SEPARUH PENGALIR E1002 /  Ion positif dan negatif di sekitar cantuman menyebabkan terdapatnya beza upaya diantara dua bahan. Keupayaan positif di sebelah bahan jenis-N, dan keupayaan negatif di sebelah bahan jenis-P.  Bezaupaya ini sama seperti sebuah bateri kecil di mana bezaupaya ini dikenali sebagai Voltan Sawar ( Rajah 2.3 ).  Nilai voltan sawar ini kecil sahaja,  Nilai voltan sawar untuk semikonduktor germanium lebih kurang 0.3 V dan semikonduktor silikon nilainya lebih kurang 0.7V.
- 5. SEPARUH PENGALIR E1002 / 2a-1 Apakah pembawa arus minoriti dan majoriti untuk bahan jenis-P dan bahan jenis –N. 2a-2 Nyatakan maksud ‘Kawasan Kesusutan’ ? 2a-3 Dengan bantuan gambarajah yang sesuai, apa yang berlaku apabila bahan jenis N dan jenis P dicantumkan . Sila rujuk maklumbalas dimukasurat berikutnya. Sekiranya terdapat sebarang masalah berkaitan unit ini, sila rujuk pensyarah anda untuk mendapatkan kepastian.
- 6. SEPARUH PENGALIR E1002 / 2a-1 Bahan N – Arus Majoriti – Elektron bebas. Arus Minoriti – Hol – hol. Bahan P – Arus Majoriti – Hol – Hol Arus Minoriti – Elektron-elektron. 2a-2 Kawasan Kesusutan ialah Kawasan yang tidak mempunyai pembawa arus. 2a-3 Apabila Bahan jenis –N dan jenis –P dicantumkan : Elektron dalam bahan N akan tertarik untuk mengisi hol-hol dalam bahan jenis P. Oleh itu berlaku penyeberangan elekron-elektron dari bahan jenis-N ke bahan jenis-P. Kombinasi ini menyebabkan atom-atom berdekatan cantuman menjadi neutral ( kawasan tersebut tidak mempunyai pembawa-pembawa arus ). Kawasan Kesusutan akan terbentuk Ion positif dan negatif di sekitar cantuman menyebabkan terdapatnya beza upaya diantara dua bahan. Keupayaan positif di sebelah bahan jenis-N, dan keupayaan negatif di sebelah bahan jenis-P. Bezaupaya ini sama seperti sebuah bateri kecil di mana bezaupaya ini dikenali sebagai Voltan Sawar ( Rajah 2.1-c ). Bahan PBahan N N Bahan PBahan N Kaw. Kesusutan
- 7. SEPARUH PENGALIR E1002 / 2.2 VOLTAN PINCANG .  Takrifan : Voltan Pincang ialah voltan yang dibekalkan merentasi cantuman P-N.  Terdapat 2 jenis voltan pincang : i. Pincang Hadapan ii. Pincang Songsang 2.21 Pincang Hadapan (VD) :  Takrifan : Punca Negatif disambungkan ke bahan jenis-N dan Punca Positif disambungkan ke bahan jenis-P. (Rajah 2.4 ) Rajah 2.4 :Teknik Pincang Hadapan Kaw. Kesusutan
- 8. SEPARUH PENGALIR E1002 / Operasi Litar : (Rujuk rajah 2.4) • Elektron dalam bahan N akan tertolak menghala ke kawasan cantuman menyebabkan kawasan kesusutan menjadi nipis (kecil) dan kerintangannya turut berkurangan. • Apabila Voltan pincang ditambah sehingga mengatasi Voltan sawar (0.3V untuk semikonduktor Germanium dan 0.7V untuk semikonduktor Silikon), kerintangan cantuman P-N menjadi rendah maka elektron-elektron akan dapat menyeberangi kawasan cantuman dan cuba menuju ke punca positif bekalan. • Pengaliran arus elektron mula berlaku. • Jika nilai Voltan pincang ditambah lagi, arus akan semakin meningkat menyebabkan dan kerintangan cantuman semakin rendah. • Semakin tinggi voltan, semakin rendah kerintangan cantuman dan semakin meningkat nilai arus. • Arus ini disebut Arus Depan ( ID ). Kerintangan cantumannya yang semakin kecil itu disebut Kerintangan Depan (RD) . • Kerintangan Depan ini akan menyebabkan voltan yang merentasi kawasan kawasan cantuman itu semakin susut, sehinggalah nilainya akan menyamai lebih kurang nilai voltan sawar sesuatu bahan iaitu 0.3V untuk Germanium dan 0.7V untuk Silikon.
- 10. SEPARUH PENGALIR E1002 / 2.22 Pincang Songsang/Balikan (Vs)  Takrifan : Bahan jenis-N mendapat bekalan voltan positif dan bahan jenis-P mendapat voltan negatif, voltan pincang itu disebut voltan Pincang Songsang ( Vs) (Rajah 2.5 )  Operasi Litar : ( Rujuk Rajah 2.5 )  Elektron-elektron dalam bahan N akan tertarik ke terminal positif bekalan Vs. Ini menyebabkan kawasan kesusutan bertambah luas.  Rintangan cantuman turut menjadi tinggi, Ia disebut sebagai Kerintangan Songsang – Rs.  Oleh itu tiada pengaliran arus elektron yang berlaku melintasi kawasan cantuman.  Semakin tinggi nilai Vs, semakin besar luas kawasan kesusutan dan kerintangannya juga turut menjadi tinggi. Maka arus tidak dapat langsung mengalir melaluinya. Rajah 2.5 :Teknik Pincang Songsang Kaw. Kesusutan
- 11. SEPARUH PENGALIR E1002 / 2.3 ARUS BOCOR :  Ia adalah arus minoriti dalam bahan .  Ia wujud apabila cantuman P-N diberikan Voltan Pincang Songsang.  Elektron-elektron di dalam bahan jenis P akan ditolak oleh voltan pincang ke arah cantuman dan terus melintasinya.  Maka terhasil satu aliran arus yang nilainya amat kecil .  Arus ini disebut sebagai Arus Bocor atau Arus Songsang.  Nilainya bergantung kepada suhu. Semakin rendah suhu, semakin rendah nilainya dan begitulah sebaliknya. 2.4 TAKAT PECAH TEBAT :  Jika cantuman P-N dibekalkan dengan voltan pincang songsang yang terlalu tinggi nilainya, ia akan mengganggu kestabilan ikatan kovalen . Elektron akan tertarik kepada keupayaan positif dan terbebas sebagai pembawa arus.  Elektron-elektron yang terbebas ini akan melanggar ikatan-ikatan yang lain.  Pengaliran arus songsang akan berlaku dan nilainya akan menjadi tinggi secara mendadak.  Takat ini dikenali sebagai takat pecah tebat.  Ini boleh menyebabkan cantuman P-N terbakar.
- 12. SEPARUH PENGALIR E1002 /  Untuk mengatasinya, voltan pincang songsang yang paling maksimum yang boleh dibekalkan pada cantuman P-N ini mestilah tidak melebihi voltan takat pecah tebat. 2b-1 Nyatakan dua jenis voltan pincang yang ada . 2b-2 Dengan bantuan gambarajah yang sesuai terangkan apakah yang berlaku pada simpang P-N apabila di berikan voltan Pincang Songsang dan Pincang Depan . 2b-3 Apakah Perkaitan Arus bocor dengan takat Pecah tebat.
- 13. SEPARUH PENGALIR E1002 / 2b-1 Pincang Depan, Pincang Songsang. 2b-2 Sila rujuk jawapan di halaman 8 & 9 2b-3 Arus Bocor merupakan arus yang amat kecil yang terhasil semasa simpang P-N diberikan voltan pincang songsang. Takat Pecah Tebat berlaku kerana adanya elekton bebas yang terhasil apabila simpang dikenakan voltan pincang Songsang yang terlalu tinggi. Elektron bebas akan melanggar Ikatan Kovalen dan akan menghasilkan arus bocor yang bernilai tinggi secara mendadak. Pada takat inilah di sebut sebagai takat Pecah Tebat.
- 14. SEPARUH PENGALIR E1002 / Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini. Jika ada masalah yang timbul, sila berjumpa dengan pensyarah anda bagi tujuan semakan jawapan . 1. Terangkan beserta dengan bantuan gambarajah peringkat demi peringkat kejadian pembentukan simpang, bagaimana terwujudnya voltan sawar akibat kejadian ini. 2. Lukiskan dan jelaskan secara ringkas maksud voltan pincang hadapan dan voltan pincang songsang. 3. Terangkan kesan ke atas keluasan kawasan kesusutan, rintangan simpang, pengaliran arus apabila simpang P-N dibekalkan Voltan Pincang Depan. 4. Terangkan kesan ke atas keluasan kawasan kesusutan, rintangan simpang, pengaliran arus apabila simpang P-N dibekalkan Voltan Pincang Songsang. 5. Terangkan mengapa berlakunya kejadian Pecah tebat. 6. Jelaskan kaitan Arus Bocor dengan kenaikan dan kejatuhan suhu. PENILAIAN KENDIRIPENILAIAN KENDIRI
- 15. SEPARUH PENGALIR E1002 / 1. Elektron-elektron bebas dan hol akan cuba bergerak ke cabang P dan N. Elektron dalam bahan N akan tertarik untuk mengisi hol-hol dalam bahan jenis P. Oleh itu berlaku penyeberangan elekron-elektron dari bahan jenis-N ke bahan jenis-P( Rajah 2.6 ). Kombinasi ini menyebabkan atom-atom berdekatan cantuman menjadi neutral (kawasan tersebut tidak mempunyai pembawa-pembawa arus). Penyeberangan elektron - hol akan terhenti. Kawasan nuetral tanpa pembawa arus ini dikenali sebagai Kawasan Kesusutan. (Rajah 2.7). MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI Rajah 2.7:Pembentukan Kawasan Kesusutan Dan Voltan Sawar Bahan PBahan N Kawasan Kesusutan Voltan Sawar Rajah 2.6: Pergerakan Elektron Hol. Bahan PBahan N
- 16. SEPARUH PENGALIR E1002 / Ion positif dan negatif di sekitar cantuman menyebabkan terdapatnya beza upaya di antara dua bahan. Keupayaan positif di sebelah bahan jenis-N, dan keupayaan negatif di sebelah bahan jenis-P. Bezaupaya ini sama seperti sebuah bateri kecil di mana bezaupaya ini dikenali sebagai Voltan Sawar 2. Punca Negatif disambungkan ke bahan jenis-N dan Punca Positif disambungkan ke bahan jenis-P. Pincang Songsang/Balikan (Vs) Takrifan : Bahan jenis-N mendapat bekalan voltan positif dan bahan jenis-P mendapat voltan negatif, voltan pincang itu disebut voltan Pincang Songsang (Vs) Rajah 2.8 :Teknik Pincang Hadapan Kaw. Kesusutan Rajah 2.9 :Teknik Pincang Songsang Kaw. Kesusutan
- 17. SEPARUH PENGALIR E1002 / 3. Elektron dalam bahan N akan tertolak menghala ke kawasan cantuman menyebabkan kawasan kesusutan menjadi nipis (kecil) dan kerintangannya turut berkurangan. • Apabila Voltan pincang ditambah sehingga mengatasi Voltan sawar (0.3V untuk semikonduktor Germanium dan 0.7V untuk semikonduktor Silikon), kerintangan cantuman P-N menjadi rendah maka elektron-elektron akan dapat menyeberangi kawasan cantuman dan cuba menuju ke punca positif bekalan. • Pengaliran arus elektron mula berlaku. • Jika nilai Voltan pincang ditambah lagi, arus akan semakin meningkat menyebabkan dan kerintangan cantuman semakin rendah. • Semakin tinggi voltan, semakin rendah kerintangan cantuman dan semakin meningkat nilai arus. • Arus ini disebut Arus Depan ( ID ). Kerintangan cantumannya yang semakin kecil itu disebut Kerintangan Depan (RD) . • Kerintangan Depan ini akan menyebabkan voltan yang merentasi kawasan kawasan cantuman itu semakin susut, sehinggalah nilainya akan menyamai lebih kurang nilai voltan sawar sesuatu bahan iaitu 0.3V untuk Germanium dan 0.7V untuk Silikon. Rajah 2.10 :Teknik Pincang Hadapan Kaw. Kesusutan
- 18. SEPARUH PENGALIR E1002 / 4. Pincang Songsang :  Elektron-elektron dalam bahan N akan tertarik ke terminal positif bekalan Vs. Ini menyebabkan kawasan kesusutan bertambah luas.  Rintangan cantuman turut menjadi tinggi, Ia disebut sebagai Kerintangan Songsang – Rs.  Oleh itu tiada pengaliran arus elektron yang berlaku melintasi kawasan cantuman.  Semakin tinggi nilai Vs, semakin besar luas kawasan kesusutan dan kerintangannya juga turut menjadi tinggi. Maka arus tidak dapat langsung mengalir melaluinya. 5 . TAKAT PECAH TEBAT : Rajah 2.11:Teknik Pincang Songsang Kaw. Kesusutan
- 19. SEPARUH PENGALIR E1002 /  Jika cantuman P-N dibekalkan dengan voltan pincang songsang yang terlalu tinggi nilainya, ia akan mengganggu kestabilan ikatan kovalen . Elektron akan tertarik kepada keupayaan positif dan terbebas sebagai pembawa arus.  Elektron-elektron yang terbebas ini akan melanggar ikatan-ikatan yang lain.  Pengaliran arus songsang akan berlaku dan nilainya akan menjadi tinggi secara mendadak.  Takat ini dikenali sebagai takat pecah tebat.  Ini boleh menyebabkan cantuman P-N terbakar.  Untuk mengatasinya, voltan pincang songsang yang paling maksimum yang boleh dibekalkan pada cantuman P-N ini mestilah tidak melebihi voltan takat pecah tebat. 6. ARUS BOCOR :  Ia adalah arus minoriti dalam bahan .  Ia wujud apabila cantuman P-N diberikan Voltan Pincang Songsang.  Elektron-elektron di dalam bahan jenis P akan ditolak oleh voltan pincang ke arah cantuman dan terus melintasinya.  Maka terhasil satu aliran arus yang nilainya amat kecil .  Arus ini disebut sebagai Arus Bocor atau Arus Songsang.  Nilainya bergantung kepada suhu. Semakin rendah suhu, semakin rendah nilainya dan begitulah sebaliknya.
- 20. SEPARUH PENGALIR E1002 /