530 likes | 1.46k Views
Rangkaian Elektronika. 01 – Dioda Semikonduktor. Dioda Devais semikonduktor yang paling sederhana. Dioda adalah devais semikonduktor yang memiliki dua terminal. Operasi Dasar Dioda. Dioda menghantarkan arus searah dengan arah yang sama dengan simbol.
E N D
RangkaianElektronika 01 – DiodaSemikonduktor
DiodaDevaissemikonduktor yang paling sederhana Diodaadalahdevaissemikonduktor yang memilikidua terminal
OperasiDasarDioda Diodamenghantarkanarussearahdenganarah yang samadengansimbol Namunjikaarahnyaberlawanan, makadiodaakanberperilakuseperti open circuit
Karakteristikdioda ideal – Area konduksi • Pada area konduksi, idealnya: • Teganganpadadiodaadalah 0 V. • Arus yang melaluidiodaadalahdisesuaikandenganrangkaian. • Tahananmaju (RF) didefinisikansebagai RF = VF/IF. • Diodaberperilakuseperti short circuit. Lihatgarisvertikal!
Karakteristikdioda ideal – Area non-konduksi • Pada area non-konduksi, idealnya: • Semuategangandapatmelaluidioda. • Arus yang melaluidiodaadalah 0A. • Tahananmundur (RR) didefinisikansebagai RR = VR/IR. • Diodaberperilakuseperti open circuit. Lihatgaris horizontal!
Material Semikonduktor • Bahan yang digunakandalampembuatandivaissemikonduktor. • Silikon (Si) • Germanium (Ge)
Doping • KarakteristikdariSilikondan Germanium diperbaikidenganmenambahkan material lainnyamelaluiproses yang dinamakan doping. • Terdapatduatipe material tambahan, yaitu: • n-type • p-type
Perbandingan n-type dan p-type • Material n-type membuat atom Silikon (atau Germanium) menjadilebihbermuatannegatif. • Sebaliknya, material p-type membuatnyalebihbermuatanpositif. • Menggabungkan n-type dan p-type akanmenghasilkanp-n junction.
pn Junction • Diodatanpa Bias (The Unbiased dioda) • Sisi p mempunyaibanyak hole dansisi n banyakelektron pita konduksi. • Tidakadateganganluardisebutdiodatanpa bias.
Lapisan pengosongan (The depletion layer) • Elektron pada sisi n berdifusi ke segala arah. • Beberapa berdifusi melewati junction. • Elektron yg masuk ke daerah p, merupakan pembawa minoritas. • Elektron akan jatuh ke dalam hole, hole lenyap dn elektron pita konduksi menjadi elektron valensi. • Elektron yg berdifusi melalui junction menciptakan sepasang ion. • Pasangan ion positif dan negatif disebut dipole. • Medan antara ion ekivalen dgn perbedaan potensial. Disebut potensial barier. • Pembentukan sejumlah dipole mengakibatkan daerah dekat junction dikosongkan dari muatan yg bergerak. • Daerah kosong muatan disebut lapisan pengosongan (depletion layer).
Tiap dipole mempunyaimedanlistrik. • Anakpanahmenunjukkanarahgayapadamuatanpositif. • Kekuatanmedanbertambahdenganberpindahnyatiapelektron. • Beberapapembawaminoritasbergesarmelewati junction. Mengurangimedanygmenerimanya. • Beberapapembawamayoritasberdifusimelewati junction danmengembalikanmedanpadahargasemula. • Potensialbarier : • 0,3 V utkdioda germanium • 0,7 V utkdiodasilikon Potensial Barier
Model Dioda • Model adalah representasi dari suatu komponen atau rangkaian yang memiliki satu atau lebih Sifat atau karakteristik. • Tiga model dioda : • Model Dioda Ideal • Model dioda Praktek • Model dioda Lengkap
1. MODEL dioda IDEAL • Model dioda ideal menggambarkan dioda sebagai saklar sederhana yang dapat tertutup ( Conducting ) ketika dibias forward maupun terbuka ( nonconducting ) ketika dibias reverse. Model ini hanya digunakan untuk menentukan tahap awal troubleshooting (proses mencari kesalahan dalam perangkat elektronik).
CONT. • Berdasarkan karakteristik sebuah saklar, maka dapat diperoleh : 1. Ketika dibias reverse ( Open Switch ) • dioda memilki resistansi tak terbatas ( maksimum ) • dioda tidak dialiri arus • Sumber Tegangan akan jatuh semua pada terminal dioda 2.Ketika dibias forward ( Closed Switch ) • dioda memilki resistansi nol ( minimum ) • dioda dialiri arus • Tidak ada Sumber Tegangan jatuh pada terminal dioda
2. MODEL DIODA PRAKTEK • Dalam model dioda ideal banyak karakteristrik-karakteristik dioda yang diabaikan. Contohnya : Tegangan maju. Tegangan maju biasanya diperhatikan dalam analisis matematika dari rangkaian dioda. Pada aplikasi rangkaian yang digunakan diasumsikan dioda yang dipergunakan dioda silikon kalau ingin mengganti dengan dioda germaniun maka tegangan maju tinggal diubah dari 0.7V menjadi 0.3V
3. MODEL dioda LENGKAP • Merupakan model yang paling akurat. • Menggambarkan karakteristik-karakteristik operasional dioda. • 2 faktor yang menyebabkan model ini menjadi semakin akurat adalah Resistansi Bulk.
Model dioda IDEAL Model dioda PRAKTEK Model dioda LENGKAP IF IF RB= ΔV / ΔI VR VF VK=0.7V VR VF IR IR IF VK=0.7V VR VF IR KurvaKarakteristikUntukmasing-masing Model dioda