Forward Bias (Bias Maju)

Dalam bias maju, yang tipe-p dihubungkan dengan terminal positif dan tipe-n dihubungkan dengan terminal negatif.

Dengan baterai yang terhubung dengan cara ini, lubang-lubang di kawasan P-type dan elektron di wilayah N-type didorong ke arah persimpangan. Hal ini mengurangi lebar zona deplesi. Muatan positif diterapkan pada materi P-jenis repels lubang, sedangkan muatan negatif diterapkan pada bahan tipe N repels elektron. Seperti elektron dan lubang didorong ke arah persimpangan, jarak antara mereka menurun. Hal ini akan menurunkan barrier yang potensial. Dengan meningkatnya tegangan bias maju-, zona deplesi akhirnya menjadi cukup tipis sehingga medan listrik zona tidak bisa menangkal gerakan pembawa muatan melintasi persimpangan p-n, akibatnya mengurangi hambatan listrik. Elektron yang melintasi persimpangan p-n ke materi P-jenis (atau lubang-lubang yang menyeberang ke bahan tipe N) akan menyebar di daerah dekat-netral. Oleh karena itu, jumlah difusi minoritas di dekat zona netral menentukan jumlah arus yang dapat mengalir melalui dioda.

Pembawa mayoritas hanya (elektron dalam N-jenis material atau lubang di P-type) dapat mengalir melalui semikonduktor untuk panjang makroskopik. Dengan pemikiran ini, mempertimbangkan aliran elektron di persimpangan. Bias maju menyebabkan gaya pada elektron mendorong mereka dari sisi N menuju sisi P. Dengan bias maju, daerah penipisan cukup sempit bahwa elektron dapat menyeberangi persimpangan dan menyuntikkan ke materi P-jenis. Namun, mereka tidak terus mengalir melalui bahan P-jenis tanpa batas waktu, karena energetik bagi mereka untuk bergabung kembali dengan lubang. Panjang rata-rata elektron bergerak melalui bahan P-jenis sebelum penggabungan disebut panjang difusi, dan biasanya pada urutan mikron. [2]

Meskipun elektron menembus hanya jarak pendek ke materi P-jenis, arus listrik terus terganggu, karena lubang (pembawa mayoritas) mulai mengalir dalam arah yang berlawanan. Arus total (jumlah elektron dan arus lubang) adalah konstan dalam ruang, karena variasi akan menyebabkan penumpukan muatan dari waktu ke waktu (ini adalah hukum arus Kirchhoff ini). Aliran lubang dari daerah P-jenis ke wilayah N-type persis analog dengan aliran elektron dari N ke P (elektron dan lubang peran swap dan tanda-tanda dari semua arus dan tegangan dibalik).

Oleh karena itu, gambaran makroskopik dari aliran arus melalui dioda melibatkan elektron mengalir melalui wilayah tipe N ke arah persimpangan, lubang mengalir melalui wilayah P-jenis dalam arah yang berlawanan arah persimpangan, dan dua spesies pembawa terus mengkombinasikan di sekitar persimpangan. Elektron dan lubang perjalanan di arah yang berlawanan, tetapi mereka juga memiliki muatan yang berlawanan, sehingga saat ini secara keseluruhan dalam arah yang sama pada kedua sisi dari dioda, seperti yang diperlukan.

Model persamaan Shockley dioda bias maju karakteristik operasional ap-n junction luar longsoran salju (reverse-bias melakukan) wilayah.