Sistem Elektronik 1 - ( Bab 1 - Bahan Semikonduktor - 1.5. PENGALIRAN ARUS DALAM SEMIKONDUKTOR)

1.5 PENGALIRAN ARUS DALAM SEMIKONDUKTOR

Di akhir topik ini anda akan dapat :

1) Menerangkan bagaimana arus dihasilkan dalam bahan semikonduktor.

2) Menerangkan mengenai elektron bebas sebagai pembawa arus.

3) Menerangkan mengenai hol sebagai pembawa arus

1.5.1 Elektron Bebas Dan Hol Sebagai Pembawa Arus

Pembawa arus ialah satu lingkaran tenaga di mana elektron dapat bergerak

dengan bebas di dalam pepejal. Elektron Bebas adalah elektron yang boleh

bergerak dengan bebas apabila daya luaran dikenakan. Oleh kerana elektron

bercas negatif, maka elektron bebas ini dikenali sebagai pembawa arus

negatif. Hol pula ialah ruangan di dalam ikatan kovalen yang tinggal apabila

sesuatu elektron melompat dari petala valens atau lingkaran kepada lingkaran

pembawa arus. Oleh kerana ruang ini bercas positif, jadi ia disebut sebagai

pembawa arus positif.

Merujuk Rajah 1.6, elektron yang terbebas dari ikatan kovalan dipanggil

Elektron Bebas. Elektron–elektron bebas merupakan pembawa-pembawa

arus. Oleh kerana elektron bercas negatif, maka elektron bebas dikenali

sebagai Pembawa Arus Negatif.

                                              Rajah 1.6 : Pembawa arus

Apabila elektron terlepas dari ikatan kovelannya ia akan meninggalkan ruang

kosong yang dipanggil Hol (hole) atau lubang. Ketiadaan elektron ditempatnya

bermakna ketiadaan cas negatif, iaitu maksudnya ruang itu telah menjadi cas

positif. Hol yang bercas positif juga merupakan pembawa arus. Ia disebut

sebagai Pembawa Arus Positif.

Elektron–elektron Bebas mempunyai kecenderungan untuk mencari hol–hol,

sementara hol-hol mempunyai kecenderungan untuk menarik elektronelektron

bebas. Masing–masing bertujuan untuk membentuk semula ikatan

kovelan.

Kewujudan elektron–elektron bebas dan hol–hol dalam semikonduktor

merupakan sumbangan terhadap pengaliran arus elektrik jika suatu beza

upaya (voltan) dikenakan merentas bahan tersebut. Rajah 1.7 ialah

menggambarkan arah pengerakan arus, yang dapat dilihat elektron bergerak

daripada terminal positif kepada terminal negatif manakala hol pula bergerak

daripada terminal negatif kepada positif.

                                                 Rajah 1.7 : Pergerakan Arus