- Dapat memahami perangkat dioda ideal.
- Dapat mengetahui material semikonduktor pada perangkat.
Perangkat elektronik
pertama yang diperkenalkan disebut dioda. Ini yang paling sederhana perangkat
semikonduktor tetapi memainkan peran yang sangat vital dalam sistem elektronik,
memiliki karakteristik yang sangat cocok dengan sakelar sederhana. Ini akan muncul
di berbagai aplikasi, mulai dari yang sederhana hingga yang sangat kompleks.
Selain detailnya konstruksi dan karakteristiknya, data dan grafik yang sangat
penting untuk ditemukan pada lembar spesifikasi juga akan tercakup untuk
memastikan pemahaman tentang terminologi digunakan dan untuk menunjukkan
kekayaan informasi yang biasanya tersedia dari produsen.
Dioda ideal adalah perangkat dua terminal yang memiliki simbol dan karakteristik ditunjukkan pada Gambar.
Idealnya,
dioda akan mengalirkan arus ke arah yang ditentukan oleh panah di simbol dan
bertindak seperti sirkuit terbuka untuk setiap upaya untuk menetapkan arus yang
berlawanan arah. Intinya:
Karakteristik dioda ideal adalah karakteristik sakelar yang dapat bekerja arus hanya dalam satu arah.
Salah
satu parameter penting untuk dioda adalah tahanan pada titik atau daerah
operasi.
Hukum
Ohm menetapkan
di mana VF adalah tegangan maju melintasi dioda. Oleh karena itu, dioda ideal adalah sirkuit pendek untuk daerah konduksi.
di mana VR adalah tegangan balik melintasi dioda dan IR adalah arus balik di dioda. Oleh karena itu, dioda ideal adalah sirkuit terbuka di daerah nonkonduksi.
(a)
Konduksi dan (b) status nonkonduksi dari dioda ideal sebagai ditentukan oleh bias yang
diterapkan.
(a) Konduksi dan (b) keadaan non konduksi dioda ideal seperti yang
ditentukan oleh arah
konvensional saat
ini didirikan oleh jaringan.
Secara
umum, relatif sederhana untuk menentukan apakah dioda berada di daerah konduksi atau nonkonduksi cukup
dengan memperhatikan arah arus ID
dibentuk oleh tegangan yang diberikan.
Saat
melanjutkan ke beberapa bagian berikutnya, ingatlah pertanyaan-pertanyaan
berikut ini:
● Seberapa dekat resistansi maju
atau "on" dari dioda praktis dibandingkan level 0- yang diinginkan?
● Apakah resistansi bias balik
cukup besar untuk memungkinkan perkiraan rangkaian terbuka?
Istilah konduktor diterapkan pada setiap materi yang akan mendukung aliran yang murah hati biaya ketika sumber tegangan terbatas besarnya diterapkan di seluruh terminalnya.
Aliran muatan ketika sumber tegangan dengan magnitudo terbatas diterapkan terminalnya. Isolator adalah bahan yang menawarkan tingkat konduktivitas yang sangat rendah tekanan dari sumber tegangan yang diterapkan. Oleh karena itu, semikonduktor adalah material yang memiliki tingkat konduktivitas di suatu tempat antara ekstrem isolator dan konduktor.
Istilah konduktor diterapkan pada
setiap materi yang akan mendukung aliran yang murah hati biaya ketika sumber
tegangan terbatas besarnya diterapkan di seluruh terminalnya.
Berkaitan terbalik dengan
konduktivitas suatu material adalah ketahanannya terhadap aliran muatan, atau arus. Artinya,
semakin tinggi tingkat konduktivitas, semakin rendah resistansinya tingkat. Satuan -cm diturunkan
dari substitusi satuan untuk setiap kuantitas Gambar 1.4 ke dalam persamaan
berikut:
Gambar 1.4 mendefinisikan metrik unit resistivitas
Dalam
Tabel 1.1, nilai resistivitas khas disediakan untuk tiga kategori besar bahan
Beberapa kualitas unik Ge dan Si
yang disebutkan di atas disebabkan oleh atomnya struktur. Atom dari kedua material membentuk pola
yang sangat pasti yang periodic alam
(yaitu, terus berulang dengan sendirinya).
Gambar
1.5 Ge dan Si struktur kristal tunggal
Seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 1.6, atom germanium memiliki 32 elektron yang mengorbit, silikon
memiliki 14 elektron yang mengorbit.
Dalam
kristal germanium atau silikon murni, 4 elektron valensi ini terikat 4 atom yang berdampingan, seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 1.7 untuk silikon.
Baik Ge dan Si disebut sebagai atom tetravalen karena masing-masing memiliki empat elektron valensi. Ikatan atom, yang diperkuat oleh pembagian elektron, disebut ikatan kovalen. Meskipun ikatan kovalen akan menghasilkan ikatan antar valensi yang lebih kuat elektron dan atom induknya, masih memungkinkan bagi elektron valensi untuk menyerap energi kinetik yang cukup dari alam menyebabkan untuk memutuskan ikatan kovalen dan berasumsi keadaan "bebas".
Bahan intrinsik adalah
semikonduktor yang telah disempurnakan dengan hati-hati untuk mengurangi
pengotor ke tingkat yang sangat rendah — pada dasarnya semurni mungkin tersedia
melalui teknologi modern.
Elektron bebas dalam bahan hanya
karena sebab alam disebut sebagai pembawa
intrinsik. Peningkatan suhu semikonduktor dapat menyebabkan peningkatan
substansial dalam jumlah elektron bebas dalam material. Bahan semikonduktor seperti Ge
dan Si yang menunjukkan penurunan resistansi dengan kenaikan suhu dikatakan
memiliki suhu negatif koefisien.
Sebagian besar konduktor akan
meningkat dengan suhu.
Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa jumlah pembawa dalam sebuah konduktor tidak
akan meningkat secara signifikan dengan suhu, tetapi pola getarannya pada
lokasi yang relatif tetap akan mempersulit elektron untuk melewatinya.
Oleh
karena itu, peningkatan suhu menghasilkan peningkatan level resistansi dan koefisien
suhu positif.
1. Bagaimanakah memperoleh semikonduktor jenis-n? Berikan gambarannya!
Semikonduktor tipe-n diperoleh dengan Elektron bebas sebagian besar terjadi karena doping, dan sebagian kecil lainnya bersama hole Karena generation akibat agitasi termal. Elektron bebas menjadi pembawa muatan mayoritas dan hole sebagai pembawa muatan minoritas.
2. Mengapa semikonduktor murni harus
ditambah atom dari bahan lain?
Solusi:
Tujuan penambahan atom bahan lain (doping) seperti boron atau fosfor untuk bahan semikonduktor adalah untuk meningkatkan konduktivitas semi konduktor. Jika boron ditambahkan sebagai dopant ke dalam silikon, ,maka akan menghasilkan semikonduktor tipe P. Jika fosfor ditambahkan ke dalam silikon, maka akan menghasilkan semikonduktor tipe N. Pemberian fosfor menyebabkan kelebihan elektron, sedangkan pemberian boron menyebabkan kekurangan elektron dalam bahan yang sering disebut dengan hole.
1. Suatu diode dihubungkan seri dengan hambatan R=60 ohm dan sumber E=12 v sistim diode D, R dan E membentuk suatu lopp tertutup, apabila diode terbuat dari bahan SK silikon, tentukan arus di dalam rangkaian untuk kondisi berikut ini:
a. Diode dianggap ideal
b. Diode dianggap riil
Jawab:
a) Pendekatan diode ideal dianggap sebagai saklar tertutup sehingga rangkaian diatas dapat dituliskan sebagai berikut:
Maka, besar arus yang mengalir dalam rangkaian:
Va + VR – E = Va
VR - E = 0
VR = E
Dimana: VR=I.R
IR - E = 0
IR = E
I = E / R = 12v / 60 ohm
= 0.2 A
1.
Berdasarkan persamaan di atas kondisi dioda adalah pada saat...
A. Long circuit
B. Open circuit
C. Short circuit
D. Limited circuit
Jawaban : B
2. Bahan semikonduktor yang sering digunakan yaitu...
A. silikon, germanium, dan galliumarsenide
B. germanium, sulfur, dan silikon
C. silikon, germanium, dan aluminium
D. germanium, tembaga, dan besi
Jawaban : A
Link Materi klik disini
No comments:
Post a Comment