Dioda, Bagaimana proses terjadinya forward biased dan reverse biased?

Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang sudah tidak asing lagi. Sesuai dengan karakteristiknya yang mampu mengubah aliran arus listrik bolak-balik menjadi searah, hal berkaitan dengan prinsip kerjanya yaitu forward biased dan reverse biased. Bagaimana proses tersebut dapat terjadi?

Pada dasarnya, arus listrik merupakan pergerakan elektron yang berpindah dari kutub negatif (yang mengandung banyak elektron) ke kutub positif (yang mengandung banyak hole). Elektron yang semula terkumpul dan bertumpuk banyak di kutub negatif  sumber tegangan akan mengalami pergerakan karena diberi potensial. Akibatnya semakin banyak elektron yang terkumpul dan menempel di kutub negatif. Sehingga elektron-elektron tersebut terdesak dan bergerak menuju ke kutub positif mengisi hole kemudian bergerak berpindah ke hole selanjutnya. Peristiwa ini yang biasa kita sebut aliran arus listrik, yang dimana kita ketahui terdapat arus konvensional dan arus elektron. Arus elektron merupakan arah pergerakan elektron dari kutub negatif ke kutub positif, sedangkan arus konvensional merupakan arah pergerakan hole yang telah dilewati oleh electron dari kutub positif ke kutub negatif.

Hal ini berlaku pula pada dioda. Bahan pembuat diode yang semula merupakan Kristal dengan sifat kelistrikan isolator merupakan hasil doping, atau penambahan suatu bahan dengan bahan lain untuk mendapatkan sifat bahan sesuai dengan yang diinginkan, sehingga terbentuklah sifat semi konduktor. Pada dioda akan terbentuk dua tipe yaitu tipe P dan tipe N, tergantung dengan bahan apa doping tersebut dilakukan. Hasil doping yang membentuk tipe P akan membentuk banyak hole-hole kosong yang  terkumpul di anoda, sedangkan hasil doping yang membentuk tipe N akan membentuk banyak electron yang terkumpul dan bertumpuk di katoda.

Ketika potensial yang tinggi diberikan pada rangkaian, itu artinya terdapat banyak elektron yang mengalir dari sumber tegangan negatif ke dioda. Dan semakin banyak elektron yang mendesak elektron yang terkumpul di tipe N. Begitu pula dengan hole-hole yang terbentuk juga akan semakin banyak, sehingga displasi layer yang merupakan batas antara elektron dan hole akan menjadi lebih kecil. Karena elektron yang semakin terdesak, dan displasi layer semakin kecil akan memudahkan electron untuk bergerak mengisi hole-hole dan berpindah dari hole yang satu ke hole yang lainnya, akhirnya terjadi aliran arus yang melewati dioda. Pada proses seperti ini, dapat disebut sebagai forward biased. Untuk dapat terjadi forward biased, pemasangan dioda merupakan hal paling utama yang perlu diperhatikan (perhatikan gambar sebelah kiri). Karena ketika dioda dipasang tidak sesuai, yang terjadi adalah elektron hanya akan mengisi hole di salah satu sisi, pada akhirnya elektron akan mengisi hole di masing-masing bagian dan tidak ada arus perputaran elektron, yang terjadi di dalam dioda adalah displasi layer akan semakin menebal. Dan yang terjadi adalah muatan akan netral karena seluruh hole telah terisi oleh elektron. Inilah yang disebut sebagai reverse biased.