Tegangan barrier, atau tegangan penghalang, adalah istilah dalam fisika semikonduktor yang mengacu pada perbedaan potensial listrik yang muncul di perbatasan antara dua jenis material semikonduktor yang berbeda atau disebut persimpangan (junction), biasanya antara tipe p (positif) dan tipe n (negatif). Ini sering kali muncul di dalam perangkat seperti dioda pn junction.
Ketika semikonduktor tipe p dan tipe n bersentuhan, elektron dari sisi n (yang kaya elektron) cenderung mengalir ke sisi p (yang kaya hole atau lubang elektron), dan sebaliknya, hole dari sisi p mengalir ke sisi n. Akibatnya, terbentuklah daerah deplesi di sekitar junction, di mana muatan-muatan minoritas habis karena saling menetralisir. Dalam daerah ini, terbentuk medan listrik internal yang menghalangi pergerakan lebih lanjut dari elektron dan hole.
.gif)
Tegangan barrier adalah tegangan yang harus diterapkan untuk meniadakan medan listrik internal ini, sehingga arus listrik dapat mengalir dengan mudah melalui junction. Dalam konteks dioda, ini adalah tegangan minimum yang diperlukan untuk mengizinkan arus listrik mengalir dari anoda ke katoda.
Secara matematis, tegangan barrier () dalam suatu dioda dapat dinyatakan dengan persamaan:
di mana:
- adalah konstanta Boltzmann,
- adalah suhu mutlak (dalam Kelvin),
- adalah muatan elektron,
- adalah konsentrasi doping akseptor (untuk tipe p),
- adalah konsentrasi doping donor (untuk tipe n),
- adalah konsentrasi intrinsik pembawa muatan dalam semikonduktor.
Tegangan barrier ini biasanya sekitar 0,7 volt untuk silikon dan sekitar 0,3 volt untuk germanium. Tegangan ini sangat penting dalam desain dan analisis perangkat semikonduktor, terutama dalam aplikasi dioda dan transistor. Dengan kata lain, Dioda akan bekerja mengalirkan arus listrik dengan syarat ketika nilai tegangan barrier tercapai yaitu sekitar 0,7V untuk bahan Silikon dan 0,3V untuk bahan Germanium.
Referensi:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar