Teori Semikonduktor

• Semikonduktor adalah suatu bahan yang dapat dibuat mengantar atau tidak menghantar, tergantung pada pengaturan yang dilakukan.

• Umumnya terbuat dari Silikon atau Germanium yang di-doping dengan menambahkan atau mengurangi elektron.

Dengan menambahkan elektron maka semikonduktor akan bersifat negatip. Sebaliknya dengan mengurangi elektron maka bahan akan bersifat positip.

Tipe N Tipe P

-+ ++++

---- -+ -+++

----

hole

-+ +++

---+

Normal

Jika mendapat rangsangan dari luar maka elektron akan bergerak mengisi hole yang terdekat. Kedudukannya semula akan berubah menjadi hole yang nantinya akan diidi oleh elektron yang terdekat.

Aliran Arus

-- - -1

- -- -2

- - --3

- - --4

Rangsangan yang diberikan harus cukup besar agar elektron memiliki cukup energi untuk bergerak mengisi hole yang terdekat.

Pada dioda rangsangan ini adalah beda potensial antara anoda dan katoda yang melampaui tegangan lutut sehingga dioda menjadi menghantar.

Hal ini dapat di-analogikan dengan maknit, dimana kutub yang sama akan saling menolak dan kutub yang berlawanan akan saling menarik.

Pada transistor rangsangan ini adalah beda potensial antara basis dengan emiter.

Dioda

• Terdiri dari gabungan bahan P dan bahan N.• Bahan P disebut Anoda sedangkan bahan N

disebut Katoda

np

Anoda Katoda

Struktur Dioda

Junction

Simbol Dioda

A K

Karakteristik Dioda

V

I

TeganganLutut

TeganganZener

Pendekatan Dioda

• Pendekatan Pertama– Tidak ada rugi-rugi tegangan serta tahanan

dalam (tahanan Bulk).

• Pendekatan Kedua– Ada rugi-rugi tegangan (tegangan lutut) tetapi

tidak ada tahanan dalam (tahanan Bulk)..

• Pendekatan Ketiga– Ada rugi-rugi tegangan (tegangan lutut) dan

ada tahanan dalam (tahanan Bulk).

Pendekatan Pertama

V

I

TeganganForwardNol

Dioda adalah dioda ideal yang tidak memiliki tegangan lutut dan tidak memiliki tahanan Bulk.

Pendekatan Kedua

V

I

0,7V

0,7V

Karena ada tegangan lutut sebesar 0,7V maka dioda baru dapat menghantar jika VAK (tegangan antara Anoda dengan Katoda) ≥ 0,7V. Ini baru terjadi jika VS ≥ 0,7V.

0,7V

RLVS

Karena tidak ada tahanan Bulk maka tegangan VAK akan konstan, tidak tergantung pada arus beban.

I = (VS – VBULK)/R

= (VS – 0,7) / R

Jika VS < 0,7V maka dioda akan mendapat tegangan reverse sehingga tidak menghantar.

Pendekatan Ketiga

V

I

0,7V

DI

DV

0,7V

RLVS

rB

Dioda baru dapat menghantar jika VS ≥ 0,7V.

Selanjutnya VAK akan bertambah jika arus semakin besar.

Hal ini disebabkan adanya tahanan Bulk (rB) sehingga ada DV yang disebabkan oleh DI.

Jadi pada arus beban yang besar, VAK > 0,7V.

Daerah Reverse

V

I

TeganganLutut

TeganganZener

Jika diberi tegangan reverse yang cukup besar maka dioda akan menghantar jika tegangan ini mencapai suatu nilai yang disebut tegangan Zener. Pada daerah ini tegangan jepit dioda mendekati konstan dan hampir tidak dipengaruhi oleh arus beban. Sifat dioda ini dapat dimanfaatkan untuk meregulasi tegangan.

Garis Beban

Jika V = 0 maka I = VS / RS

→ I = Imaximum

Jika V ≠ 0 maka I = (VS – V) / RS

Jika I = 0 maka V = VS

→ V = Vmaximum

RS

VS V

I

V

I

TeganganLutut

Q

I = 0VMAX

V = 0IMAX