NOTA FIZIK SPM BAB 8 : ELEKTRONIK

1. ©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 1
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.

2. ©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 2
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.

3. ©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 3
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.

4. ©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 4
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.

5. ©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 5
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.

6. ©HAK CIPTA TERPELIHARA TICER NUR LAILY @ SMK KAPIT Page 6
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.