bab 4 diode

D I O D E

TUJUAN

1. Memahami prinsip kerja dioda

2. Memahami karakteristik dioda

3. Memahami cara pengidentifikasian dioda

4. Memahami aplikasi dari dioda

D I O D EP – N Junction

Bahan dasar untuk membentuk suatu diode adalah material semikonduktor tipe P dan tipe N

Daerah tipe P terdiri dari hole bebas dan daerah tipe N terdiri dari elektron bebas

D I O D E

Bila kedua bahan kita gabungkan maka akan terbentuk dioda semikonduktor yang dibatasi oleh junction

D I O D EElektron bebas pada sisi N dan hole bebas pada sisi P dapat bergerakmenembus junction.

Elektron bebas pada sisi N yang menembus junction akan mengisihole bebas pada sisi P begitu pula sebaliknya hole bebas pada tipe Pakan menembus sisi N dan saling mengisi dengan elektron disisi N.

D I O D E

Hasilnya Elektron yang diisi oleh hole dan elektron yang mengisi hole melalui junction akan membentuk daerah deplesi.

D I O D E

Apabila satu elektron bebas pada tipe N meninggalkan atom asalnya (donor), atom tersebut akan menjadi ion negatif.

Apabila satu dari hole bebas pada tipe P meninggalkan atom asalnya (acceptor)atau apabila elektron menjadi satu dengan hole pada tipe Pmaka atom tersebut menjadi ion negatif (acceptor ion)

Ion donor dan acceptor dalam daerah deplesi akan membentuk medanlistrik dengan arah dari sisi N ke sisi P, dan beda potensial Vo (Potensialbarier) antara daerah tipe P dan N.

D I O D E

D I O D EBias pada Dioda

Diode dapat bekerja bila diberikan bias.Bila supply positif dihubungkan dengan anoda dan supply negatif pada katoda disebut forward biasBila supply positif dihubungkan dengan katoda dan supply negatifpada anoda disebut reverse bias

D I O D E

Forward Bias

Terminal positif dari catu daya (baterai) akan menolak hole dari sisi P dan mendorong maju kearah junction. Hal ini menggerakkan daerah deplesi menjadi sempit dan hilang, sehingga dioda menjadi semikonduksi

++++

+ +

- - -- --

P N

V

Daerah deplesi

+ -

Daerah Deplesi

D I O D EReverse bias

Catu daya potitif yang dihubungkan pada sisi N akan menyebabkan elektron semakin menjauh dari junction, begitu pula hole pada sisi P yang dihubungkan dengan catu daya negatif. Hal ini menyebabkandaerah deplesi makin lebar dari sebelumnya sehingga tidak ada arusyang mengalir.

+++

+ ++ -

- -- -

-P N

V

Daerah deplesi

+ -

- +

D I O D E

Contoh- Contoh Diode

D I O D E

Simbol SkematikModel Kemasan diode

Anoda Katoda

Kaki Anoda

Kaki Katoda

+Plastic case with band

Plastic case with bevel

Plastic case with + sign

Glass case

Metal case

Stud Mount

D I O D E

Identifikasi dioda dengan Analog Ohmmeter

D I O D E

Identifikasi dioda dengan Digital Ohmmeter

D I O D E

Forward biased Reverse biased

Pengukuran tegangan dioda

D I O D E

Tegangan Konduksi (Von):• Dioda Silikon 0,7 V• Dioda Germanium 0.3 V

Tegangan konduksi

Karakteristik dioda

D I O D E

1. Penyearah

Aplikasi dioda

D I O D E

2. Rangkaian clipper

D I O D E

3. Rangkaian clamping

D I O D E

1. Dioda Schottky

Jenis dioda

Dioda yang menggunakan logam emas, perak atau platina pada salah satu sisi junction

Merupakan piranti unipolar karena pembawa muatan mayoritasnya hanya elektron bebas

Tidak memiliki lapisan pengosongan sehingga dioda ini dapat diswitch on/off lebih cepat dari diode biasa

A

Simbol Dioda Schottky

K

D I O D E

Sch Si

SiSch

I

V

Karakteristik V-I diode schotky

Perbedaan sifat dioda schottky dengan dioda siikon :• Tegangan Cut in schottky lebih rendah shg lebih cepat on• Arus Reverse saturasi lebih tinggi• Bagus untuk aplikasi frekuensi tinggi (diatas 300 MHz)

D I O D E2. Diode Zener

Dioda zener beroperasi pada daerah reverse

Ada dua proses untuk menghasilkan daerah breakdown dalam karakteristiknya, yaitu Avalanced Multiplication dan Zener Breakdown

Dioda zener digunakan untuk regulator tegangan pada DC power supply

D I O D E

Karakteristik V-I

Simbol Zener A K

D I O D E

3. Diode Tunnel

Prinsip Pembuatan :

Konsentrasi doping dinaikkan sangat tinggi

Lapisan pengosongan sangat tipis

Potensial barrier kecil sekali

simbol

D I O D ESOAL LATIHAN

1. Apa yang dimaksud dengan daerah deplesi? Bagaimana hole-elektron pada daerah deplesi?

2. Jelaskan mekanisme arus pada junction forward-biased.

3. Bagaimana lebar daerah deplesi saat reverse-biased? Apa yang terjadi dengan potensial junction?

4. Apa yang dimaksud dengan Cut-in voltage?

5. Gambarkan model dioda saat diberi bias tegangan forward.

6. Jelaskan bagaimana dioda dapat dikatakan sebagai penyearah.

7. Jelaskan hubungan kapasitansi deplesi dengan tegangan reverse.

8. Jelaskan mekanisme fisis untuk mendapatkan avalanche breakdown.

9. Gambarkan karakteristik arus dan tegangan dari dioda zener, tunjukkan dimana tegangan lututnya.

10.Jelaskan perbedaan dioda schottky dengan dioda penyearah silikon.

11.Bagaimana dioda tunnel berbeda dari dioda penyearah silikon? Jelaskan apa yang dimaksud dengan efek tunnel.

D I O D E