Apa itu forward bias? Dalam dunia elektronika makna kata bias secara umum digunakan untuk menyebut pengaturan titik operasi dari suatu komponen atau alat elektronik. Contoh sederhananya ketika kamu mengatur bias suatu alat di 20V, maka alat itu tidak akan bekerja sampai ada sumber tegangan 20V masuk.
Sedangkan Forward bias adalah istilah yang digunakan untuk menyebut kondisi di mana dioda bisa meneruskan arus layaknya rangkaian tertutup. Suatu dioda bisa masuk ke kondisi forward bias ketika bagian anoda dihubungkan pada kutub positif dan katode pada kutub negatif.
Dioda sendiri memiliki 2 kondisi bias, yaitu forward dan reversed bias. Sebenarnya apa itu forward bias? Nah ditulisan kali ini kami akan menjelaskannya, namun sebelum itu kita akan mulai dari cara kerja dioda agar nantinya kamu bisa lebih mudah memahami pengertian forward bias.
Cara Kerja Dioda
Dioda terbentuk dari 2 jenis semikonduktor, yaitu tipe P yang terbuat dari material dengan nilai elektron valensi kurang dari 4 dan tipe N yang dibuat oleh material dengan elektron valensi lebih dari 4. Oleh sebab itu, dioda juga sering disebut PN junction.
Bagian dioda yang kita sebut dengan Anoda, adalah elektroda yang terhubung dengan semikonduktor jenis P dan Katoda adalah elektroda yang terhubung dengan semikonduktor jenis N. Karena itu, Anoda alias sisi P dioda kekurangan elektron sementara di sisi N yaitu di bagian katode kelebihan elektron.
Sambungan (junction) antara P dan N disebut dengan depletion layer. Elektron dari N tidak bisa melewati daerah tersebut untuk mengisi hole yang ada di P. Alhasil pertemuan antara sisi P dan N tersebut menjadi semacam dinding pembatas untuk pergerakan elektron.
Nah tegangan bias dapat mempengaruhi lebar dan sempitnya depletion layer ini. Di mana ketika menyempit elektron dapat berpindah dari sisi N ke P, sebaliknya ketika melebar elektron semakin sulit untuk menyebrangi depletion layer.
Pengertian Forward Bias
Forward bias adalah kondisi ketika anoda (P) dihubungkan dengan kutub positif sumber tegangan dan katode (N) dengan kutub negatif. Pada kondisi ini elektron positif yang ada di katode akan terdorong ke arah junction oleh muatan negatif dari sumber tegangan, sehingga membuat depletion layer mengecil. Jika depletion layer menyempit hingga titik tertentu, maka Elektron dari sisi N pun bisa berpindah ke sisi P.
Ada yang bilang bahwa Forward bias akan membuat dioda mengalirkan arus alias membuatnya ON. Namun tak selalu begitu, ada 3 kondisi yang terjadi ketika dioda diberi forward bias, yaitu:
- Ketika teganagan bias yang diberikan terlalu kecil. Penyempitan depletion layer terjadi namun tidak cukup untuk membuat elektron dari sisi N berpindah ke sisi P. Pada kondisi ini dioda bisa disebut mengalami forward bias namun dia tidak menhantarkan arus (OFF)
- Jika tegangan bias sama dengan titik bias dioda. yaitu kondisi dimana tegangan bias yang diberikan menyempitkan deplection layer dan elektron dari N bisa berpindah ke P namun masih tidak cukup besar. Sehingga arus yang mengalir hanya sampai ke dioda tidak diteruskan. Pada kondisi ini dioda masih tidak mengalirkan arus.
- Kondisi terkahir adalah ketika tegangan bias melebihi titik biasnya (biasanya 0,7 V), lebih banyak elektron dari sisi N pindah ke sisi P dan dioda menghantarkan arus (ON). Arus yang dihantarkan berbanding lurus dengan tegangan bias yang diberikan.
Agar lebih mudah memahami tiga kondisi ini, kamu bisa melihat pada diagram berikut ini:
Demikianlah penjelasan mengenai apa itu forward bias, khususnya pada komponen dioda. Intinya forward bias adalah kondisi dimana PN junction alias dioda diberi tegangan positif di bagian P dan tegangan negatif di bagian N. Forward bias memungkinkan dioda berubah menjadi kondisi ON alias dapat menghantarkan arus ketika besar tegangan bias sudah melebihi Knee (titik bias).
