triac

5/11/2018 TRIAC - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/triac-55a233341b374 1/35

PAPER ELEKTONIKA DASAR

Disusun oleh :

Dewa Gede Agung Budi Udiana 0904405013

I Made Darmayusa 0904405027

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS UDAYANA

2010



BAB-1 Pendahuluan

BAB-2 Pembahasan

BAB-3 Penutup

-kesimpulan

-saran

20.1 PENDAHULUAN

Terdapat sejumlah perangkat dua-terminal memiliki sambungan p-n tunggal seperti

semikonduktor atau Zener dioda namun dengan mode operasi yang berbeda, karakteristik

terminal, dan area aplikasi. Beberapa , termasuk varactor Schottky, tunnel,

photo dioda, dan surya cell, akan diperkenalkan dalam bab ini. Selain itu, perangkat dua-terminal

dari suatu konstruksi yang berbeda, seperti sel foto konduktif,

LCD (liquid crystal display), dan termistor, akan dijelaskan.

20.2 Penghalang Schottky (penghantar panas) Dioda

Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi peningkatan minat dalam perangkat dua-

terminal yang dimaksud sebagai penghalang-Schottky, permukaan-penghalang, atau dioda

pembawa panas. Area aplikasi pertama kali terbatas pada rentang frekuensi yang sangat tinggi

karena waktu respon cepat (terpenting pada frekuensi tinggi) dan noise figure lebih rendah

(kuantitas terpenting dalam aplikasi frekuensi tinggi). Dalam beberapa tahun terakhir,

bagaimanapun, hal ini muncul lebih, dalam pasokan listrik tegangan rendah/saat tinggi dan

converter ac-ke-dc. Area lain perangkat aplikasi termasuk sistem radar, logika TTL Schottky

untuk komputer, mixer dan detektor dalam peralatan komunikasi, instrumentasi,

dan analog-ke-digital converter.

Konstruksinya sangat berbeda dari persimpangan p-n konvensional di sebuah metal

semikonduktor sambungan dibuat seperti ditunjukkan pada Gambar. 20.1.

Gambar 20.1 Passivated Diode pembawa panas



Biasanya semikonduktor tipe-n silikon (walaupun silikon tipe-p kadang-kadang

digunakan), sementara tuan rumah logam yang berbeda, seperti molybdenum, platinum, chrome,

atau tungsten, digunakan. Perbedaan teknik konstruksi akan menghasilkan karakteristik yang

berbeda untuk perangkat, seperti rentang frekuensi meningkat, bias ke depan lebih rendah, dan

sebagainya. Prioritas tidak mengizinkan pemeriksaan dari masing-masing teknik di sini, tetapi

informasi biasanya akan disediakan oleh pabrik. Secara umum, bagaimanapun, hasil konstruksi

dioda Schottky di daerah persimpangan lebih seragam dan tingkat tinggi kekasaran.

Pada beberapa bahan, elektron adalah pembawa mayoritas. Dalam logam, tingkat

minoritas operator (lubang) tidak signifikan. Ketika bahan bergabung, maka elektron dalam

silikon n-type material semikonduktor segera mengalir ke dalam logam yang berdampingan,

mendirikan aliran berat pembawa mayoritas. Sejak penghantar disuntikkan,penghantar memiliki

tingkat energi kinetik sangat tinggi dibandingkan dengan elektron dari logam, mereka umumnya

disebut "penghatar panas." Di persimpangan p-n konvensional, ada injeksi minoritas pembawa

ke wilayah sebelah. Berikut elektron yang disuntikkan ke daerah pluralitas elektron yang sama.

dioda Schottky karena itu unik dalam konduksi yang sepenuhnya oleh operator mayoritas. Aliran

berat elektron menjadi logam menciptakan sebuah daerah dekat permukaan persimpangan habis

carriers dalam bahan silikon-banyak seperti daerah deplesi dalam dioda p-n. Tambahan operator

dilogam mendirikan sebuah "tembok negatif" dalam logam pada batas antara duabahan. Hasilakhirnya adalah sebuah "permukaan penghalang" antara kedua bahan, mencegahlebih jauh saat

ini. Artinya, setiap elektron (negatif dibebankan) dalam material silikonmenghadapi wilayah

carrier-bebas dan "dinding negatif" pada permukaan logam.

Penerapan bias maju seperti yang ditunjukkan di kuadran pertama Gambar. 20.2 akan

mengurangi kekuatan penghalang negatif melalui daya tarik yang diterapkan positif

potensi elektron dari daerah ini. Hasilnya adalah kembali ke aliran berat

elektron melintasi batas, besarnya yang dikontrol oleh tingkat

potensi bias diterapkan. Hambatan di persimpangan untuk dioda Schottky kurang

dibandingkan dengan perangkat persimpangan pn baik di daerah maju dan reverse-bias.

Oleh karena itu hasil yang lebih tinggi saat ini pada bias diterapkan sama di depan itu-dan

reverse-bias daerah. Ini adalah efek yang diinginkan di wilayah maju-bias tetapi sangat

tidak diinginkan di wilayah reverse-bias.



Kenaikan eksponensial arus dengan bias maju digambarkan oleh Persamaan. (1.4) tetapi

dengan? tergantung pada teknik konstruksi (1,05 untuk konstruksi logam kumis jenis, yang agak

mirip dengan dioda germanium).

Gambar 20.2 karakteristik penghantar panas dan p-n tunggal dioda

Dalam bias-reverse wilayah, I s saat ini adalah karena terutama untuk mereka yang

elektron dalam logam melewati ke semikonduktor material. Salah satu bidang penelitian

berkelanjutan pada dioda Schottky pusat untuk mengurangi kebocoran arus tinggi yang hasilnya

dengan suhu lebih dari 100° C. Melalui desain, perbaikan unit sekarang menjadi tersedia yang

memiliki suhu berkisar dari? 65 sampai 150 °? C. Pada suhu kamar, I s biasanya di microampere

yang jangkauan untuk tegangan rendah unit dan jangkauan milliampere untuk perangkat dayatinggi, walaupun biasanya lebih besar dari yang ditemui menggunakan pn konvensional

perangkat dengan batas arus yang sama. Selain itu, PIV dioda Schottky biasanya

secara signifikan lebih rendah dari unit pn sebanding. Biasanya, untuk

50-A unit, PIV dari dioda Schottky akan menjadi sekitar 50 V dibandingkan dengan 150 V

untuk berbagai p-n junction. kemajuan terbaru, bagaimanapun, telah mengakibatkan Schottky

dioda dengan PIVs lebih besar dari 100 V pada tingkat saat ini. Hal ini jelas dari karakteristik

Gambar. 20.2 bahwa dioda Schottky lebih dekat ke set ideal karakteristik

dari titik kontak dan memiliki tingkat VT kurang dari semikonduktor silikon khas

p-n junction. Tingkat VT untuk "penghantar panas-" dioda dikendalikan ke

besar ukuran dengan logam digunakan. Terdapat diperlukan trade-off antara suhu

jangkauan dan tingkat VT. Peningkatan dalam satu tampaknya sesuai dengan yang dihasilkan

peningkatan lainnya. Selain itu, menurunkan berbagai tingkat saat ini diijinkan,



semakin rendah nilai VT. Untuk beberapa unit tingkat rendah, nilai dari VT dapat diasumsikan

menjadi dasarnya nol secara perkiraan. Untuk kisaran menengah dan tinggi, bagaimanapun,

nilai 0,2 V akan muncul menjadi suatu nilai representative yang baik.

Peringkat arus maksimum perangkat saat ini terbatas pada sekitar 75 A, meskipun

100-A unit tampaknya di cakrawala. Salah satu area utama aplikasi

dari dioda ini adalah switching pasokan listrik yang beroperasi di rentang frekuensi

20 kHz atau lebih. Sebuah unit khas pada 25° C mungkin peringkat 50 A pada tegangan maju

dari 0,6 V dengan waktu pemulihan 10 ns untuk digunakan dalam salah satu persediaan. Sebuah

sambungan p-n perangkat dengan batas arus yang sama 50 A mungkin memiliki drop tegangan

maju dari 1,1 V dan waktu pemulihan 30 sampai 50 ns. Perbedaan tegangan meneruskan

tidak muncul signifikan, tapi pertimbangkan perbedaan daya disipasi: carrier Phot?

(0,6 V) (50 A)? 30 W dibandingkan dengan Pp-n? (1.1 V) (50 A)? 55 W, yang merupakan

terukur perbedaan ketika kriteria efisiensi harus dipenuhi. Akan ada, tentu saja, menjadi

disipasi lebih tinggi di wilayah reverse-bias untuk dioda Schottky karena lebih tinggi

kebocoran arus, tapi total daya yang hilang di daerah maju dan reverse-bias adalah

masih meningkat secara signifikan dibandingkan dengan perangkat pn.

Ingat dari diskusi kita waktu pemulihan reverse untuk dioda semikonduktor

bahwa pembawa minoritas disuntikkan dicatat tingkat tinggi trr (pemulihan reverse

waktu). Tidak adanya pembawa minoritas pada setiap tingkat yang cukup dalam Schottkydioda hasil dalam waktu pemulihan kebalikan dari tingkat signifikan lebih rendah, seperti

ditunjukkan di atas. Ini adalah alasan utama dioda Schottky sangat efektif

mendekati frekuensi 20 GHz, di mana perangkat harus beralih menyatakan pada yang sangat

tinggi Tingkat. Untuk frekuensi tinggi dioda titik-kontak, dengan persimpangan yang sangat

kecil daerah, masih bekerja. Rangkaian setara untuk perangkat (dengan nilai-nilai khas) dan

umum digunakan simbol muncul pada Gambar. 20.3. Sejumlah produsen lebih suka

menggunakan standar simbol dioda untuk perangkat karena fungsinya pada dasarnya sama.

induktansi ini LP dan kapasitansi CP adalah nilai-nilai paket, dan RB adalah resistansi seri, yang

mencakup perlawanan kontak dan massal. Para rd resistansi dan kapasitansi CJ adalah nilai-nilai

didefinisikan oleh persamaan diperkenalkan pada bagian sebelumnya. Untuk banyak aplikasi,

yang sangat baikrangkaian ekivalen perkiraan hanya mencakup dioda ideal secara paralel dengan

kapasitansi persimpangan seperti ditunjukkan pada Gambar. 20.4.



Sejumlah rectifier penghantar panas yang diproduksi oleh Motorola Produk

Semiconductor, Inc, muncul pada Gambar. 20,5 dengan spesifikasi mereka dan

identification.Note terminal yang ke depan VF drop tegangan maksimum tidak melebihi 0,65 V

untuk semua perangkat, saat ini pada dasarnya VT untuk dioda silikon.

Tiga set kurva untuk seri 5082-2300 Hewlett-Packard dari tujuan umum

dioda Schottky barrier disediakan pada Gambar. 20.6. Catatan di 100a T ° C pada Gb. 20.6a

bahwa VF hanya 0,1 V pada arus 0,01 mA. Perhatikan juga bahwa arus reverse

terbatas untuk nanoamperes pada Gambar. 20.6b dan kapasitansi untuk 1 pF pada Gambar. 20.6c

untuk memastikan tingkat switching yang tinggi.

Gambar 20.3 Schottky (hot-carrier)dioda: (a) rangkaian ekivalen;(B) simbol.

Gambar 20.4 Perkiraanrangkaian setara untuk Schottkydioda.



Gambar 20.6 Karakteristik kurva untuk Hewlett- 5082-2300 Packard serangkaian tujuan umum Dioda Schottky

barrier. (Courtesy Hewlett-Packard Corporation.)

20.3 VARACTOR (VARICAP) dioda Varactor [juga disebut varicap, VVC (kapasitansi

tegangan-variabel), atau tuning] dioda adalah semikonduktor, tergantung tegangan, kapasitor variabel. Modus operasi mereka tergantung pada kapasitansi yang ada di persimpangan pn ketika

unsur ini reversebiased. Dalam kondisi reverse-bias, diputuskan bahwa ada wilayah ditemukan

muatan pada kedua sisi persimpangan yang bersama-sama daerah membentuk

deplesi daerah dan menentukan penipisan tersebut Wd lebar. Kapasitansi transisi (CT)

ditetapkan oleh dakwaan terungkap terisolasi ditentukan oleh

mana adalah permitivitas bahan semikonduktor, A daerah pn persimpangan,

dan Wd lebar deplesi.

Sebagai meningkatkan potensi reverse-bias, lebar daerah deplesi meningkat,



yang pada gilirannya mengurangi kapasitansi transisi. Ciri-ciri khas komersial

dioda varicap tersedia muncul di Gambar. 20.7. Perhatikan penurunan tajam awal

di CT dengan peningkatan bias terbalik. Kisaran normal VR untuk dioda VVC terbatas

untuk sekitar 20 V. Dalam hal reverse bias diterapkan, kapasitansi transisi

diberikan kira-kira oleh

Dimana:K=konstan ditentukan oleh bahan semikonduktor dan konstruksi teknik

Vt=lutut potensi sebagaimana disebutkan dalam Pasal 1,6

Vr=besarnya potensi reverse-bias diterapkann= 0.5 untuk sambungan paduan dan 0.3 untuk sambungan disebarkan

Gambar 20.7 Varicap karakteristik: C (pF) versus VR.

Dalam hal kapasitansi pada kondisi C-bias nol (0), kapasitansi sebagai fungsi VR diberikan oleh

Simbol yang paling umum digunakan untuk dioda varicap dan pendekatan pertama untuk

rangkaian yang setara dalam wilayah reverse-bias ditunjukkan pada Gambar. 20.8. Sejakkita

berada di wilayah reverse-bias, perlawanan dalam rangkaian ekivalen sangat besar

di magnitudeâ € "biasanya 1 M atau largerâ €" sementara RS, perlawanan geometrik

dioda, adalah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 20,8, sangat kecil. Besarnya CT akan

bervariasi

sekitar 2-100 pF tergantung pada varicap dipertimbangkan. Untuk memastikan RR yaitu sebagai



besar

(Untuk kebocoran minimum) mungkin, silikon biasanya digunakan dalam dioda varicap.

Fakta bahwa perangkat akan dipekerjakan pada frekuensi sangat tinggi mengharuskan kita

termasuk LS induktansi meskipun diukur dalam nanohenries. Ingat bahwa

XL 2 fL dan frekuensi 10 GHz dengan LS 1 NH akan mengakibatkan XLS

2 fL (6,28) (1010 Hz) (10 9 F) 62,8. Ada jelas, karena itu, frekuensi

limit yang terkait dengan penggunaan setiap dioda varicap.

Dengan asumsi rentang frekuensi yang tepat dan nilai rendah RS dan XLS dibandingkan

elemen seri lainnya, maka rangkaian ekivalen untuk varicap Gambar. 20.8a dapat

digantikan oleh variabel kapasitor saja. Lembar melengkapi data dan karakteristik

kurva muncul di Gambar. 20,9 dan 20,10, masing-masing. Rasio C3/C25 pada Gambar. 20.9

Gambar 20.8 Varicap dioda: (a) rangkaian ekivalen di wilayah reverse-bias; (B) simbol.



Gambar 20.9 karakteristik listrik untuk sebuah dioda / varactor VHF FM Fairchild.

(Courtesy Fairchild Camera dan Instrument Corporation.)



Gambar 20,10 Karakteristik kurva untuk dioda / varactor VHF FM Fairchild.

(Courtesy Fairchild Camera dan Instrument Corporation.)

adalah rasio tingkat kapasitansi pada potensi reverse-bias dari 3 dan 25 V. Ini menyediakan

cepat perkiraan berapa kapasitansi akan berubah dengan potensi reverse-bias.

Sosok jasa adalah kuantitas pertimbangan dalam penerapan perangkat dan

ukuran dari rasio energi yang disimpan oleh perangkat kapasitif per siklus untuk energi

merisau (atau hilang) per siklus. Karena kehilangan energi jarang dianggap sebagai atribut yang

positif,

semakin tinggi nilai relatif lebih baik. Frekuensi resonansi perangkat ditentukan

oleh untuk 1 / 2 LC dan mempengaruhi berbagai aplikasi perangkat.

Dalam Gambar. 20,10, jumlah kebanyakan jelas. Namun, suhu kapasitansi

koefisien didefinisikan oleh



Dimana ∆C adalah perubahan kapasitansi akibat perubahan suhu T0-T1 dan

C0 adalah kapasitansi pada T0 untuk potensi reverse-bias tertentu. Sebagai contoh, Gambar.

20,9 menunjukkan bahwa C0 = 29 pF dengan VR 3 V dan T0 25° C. Perubahan kapasitansi

∆C, maka dapat ditentukan dengan Persamaan Eq. (20.4) hanya dengan menggantikan

temperatur baru T1 dan TCC sebagaimana ditentukan dari grafik (=0,013). Pada VR baru,

nilai TCC akan berubah. Kembali ke Gambar. 20,9, perhatikan bahwa maksimum

frekuensi muncul adalah 600 MHz. Pada frekuensi ini,

X L =2π fL = (6.28)(600 X106 Hz)(2.5 X 10-9 F) = 9.42 Ω

biasanya jumlah besar cukup kecil untuk diabaikan. Beberapa frekuensi tinggi (seperti yang

didefinisikan oleh tingkat kapasitansi kecil) bidang aplikasi termasuk modulator FM, perangkat

otomatis-frekuensi-kontrol, adjustable bandpass filter, dan amplifier parametrik.

Dalam Gambar. 20.11, diode varactor ini digunakan dalam jaringan tuning. Artinya, resonan

frekuensi kombinasi LC paralel ditentukan oleh fp 1 / 2 L 2C T

(High-sistem Q) dengan tingkat CT CT CC ditentukan oleh reversebias diterapkan

potensi VDD. kopling kapasitor CC hadir untuk memberikan isolasi antara

efek korslet L2 dan bias diterapkan. Frekuensi yang dipilih dari tuned

jaringan tersebut kemudian diteruskan ke penguat masukan tinggi untuk amplifikasi lebih lanjut.

Gambar 20.11 Tuning jaringan menggunakan sebuah dioda varactor.

20.4 POWER Dioda



Ada beberapa dioda yang dirancang khusus untuk menangani kekuatan-tinggi dan

hightemperature tuntutan beberapa aplikasi. Penggunaan yang paling sering dioda daya

terjadi dalam proses pembetulan, di mana sinyal ac (memiliki nol nilai rata-rata)

dikonversi ke orang-orang yang memiliki tingkat rata-rata atau dc. Seperti tercantum dalam Bab

2, ketika digunakandalam kapasitas ini, dioda biasanya disebut sebagai rectifier.

Sebagian besar dioda kekuasaan dibangun menggunakan silikon karena nya

lebih tinggi saat ini, suhu, dan peringkat PIV. Tuntutan lancar yang lebih tinggi mengharuskan

daerah persimpangan lebih besar, untuk memastikan bahwa ada resistensi yang rendah maju

dioda. Jika perlawanan forward tersebut terlalu besar, kerugian I2R akan berlebihan. Arus

kemampuan dioda daya dapat ditingkatkan dengan menempatkan dua atau lebih secara paralel,

dan peringkat PIV dapat ditingkatkan dengan menumpuk dioda secara seri.

Berbagai jenis dioda kekuasaan dan Rating saat ini mereka telah disediakan pada Gambar.

20.12a. Tinggi suhu yang dihasilkan dari berat saat ini membutuhkan, dalam banyak kasus,

bahwa heat sink digunakan untuk menarik panas dari elemen. Beberapa dari berbagai

jenis heat sink tersedia ditunjukkan pada Gambar. 20.12b. Jika heat sink tidak dipekerjakan,

dioda stud dirancang untuk dipasang langsung ke chassis, yang pada gilirannya akan bertindak

sebagai heat sink.

Gambar 20.12 Power dioda dan heat sink. (Rectifier Courtesy InternasionalCorporation.)



20.5 TUNNEL DIODES

20.5 TUNNEL Dioda

Diode terowongan pertama kali diperkenalkan oleh Leo Esaki pada tahun 1958. Its karakteristik,

ditunjukkanpada Gambar. 20,13, berbeda dari dioda dibahas sejauh apapun dalam hal ini

memiliki sebuah negativeresistancewilayah. Di wilayah ini, peningkatan hasil tegangan terminal

dalam penguranganpada dioda saat ini.Diode terowongan ini dibuat dengan doping bahan

semikonduktor yang akanmembentuk sambungan pn pada tingkat seratus sampai beberapa ribu

kali lipat dari yang khassemikonduktor dioda. Hal ini akan mengakibatkan daerah deplesi sangat

berkurang, dari urutan besarnya 10 6 cm, atau biasanya sekitar 1100 lebar daerah ini untuk

dioda semikonduktor khas. Ini adalah kawasan ini deplesi tipis yang banyak operator dapat

â € € œtunnelâ melalui, daripada berusaha untuk mengatasi, pada potensial forward-bias rendah

yang rekening untuk puncak dalam kurva pada Gambar. 20,13. Untuk tujuan perbandingan, khas

karakteristik dioda semikonduktor telah ditumpangkan pada karakteristik-dioda terowongan

Gambar. 20,13. Hasil ini daerah deplesi berkurang pembawa "meninju melalui" pada kecepatan

yang jauh melebihi yang tersedia dengan dioda konvensional. Diode terowongan sehingga dapat

digunakan dalam aplikasi kecepatan tinggi seperti di komputer, di mana switching kali

dalam urutan nanodetik atau picoseconds yang diinginkan. Anda akan ingat dari Bagian 1,14

bahwa peningkatan tingkat doping akan turun yang Zener potensial. Perhatikan efek tingkat

doping sangat tinggi pada kawasan ini pada Gambar. 20,13. Bahan semikonduktor yang palingsering digunakan dalam pembuatan terowongan dioda adalah germanium dan galium arsenide.

Rasio IP / IV sangat penting bagi aplikasi komputer. Untuk germanium, biasanya 10 1,?

Sedangkan untuk arsenide galium, itu lebih dekat dengan 20? 1.Puncak saat ini, IP, sebuah dioda

terowongan dapat bervariasi dari beberapa microamperes beberaparatus ampere. Tegangan

puncak, bagaimanapun, adalah terbatas pada sekitar 600 mV. Untukalasan ini, sebuah vom

sederhana dengan potensi baterai internal dc sebesar 1,5 V bisa sangatmerusak dioda terowongan

jika diterapkan dengan benar. Diode terowongan rangkaian ekivalen di wilayah negatif-resistensi

disediakan pada Gambar. 20,14, dengan simbol yang paling sering digunakan untuk dioda

terowongan. Nilai untuk setiap parameter adalah untuk terowongan diode 1N2939 yang

spesifikasinya muncul pada Tabel 20.1. LS induktor terutama karena terminal lead. RS resistor

karena memimpin, ohmik hubungi di persimpangan timbal-semikonduktor, dan semikonduktor

bahan sendiri. Kapasitansi C adalah kapasitansi difusi persimpangan,



dan R adalah resistansi negatif dari daerah. Perlawanan negatif menemukan

aplikasi osilator akan dijelaskan kemudian.

20.6 FOTO DIODA

Kepentingan dalam perangkat sensitif cahaya telah meningkat pada hampir eksponensial

Tingkat dalam beberapa tahun terakhir. Bidang dihasilkan Optoelektronik akan menerima yang

besar menangani kepentingan penelitian sebagai upaya yang dilakukan untuk meningkatkan

tingkat efisiensi.Melalui media iklan, orang awam telah menjadi sangat sadar bahwa sumber

cahaya menawarkan unik sumber energi. Energi, ditransmisikan sebagai paket diskret yang

disebut foton, memiliki tingkat langsung berhubungan dengan frekuensi gelombang cahaya

perjalanan yang ditentukan oleh persamaan berikut:

W=hf joule

di mana h disebut Planck’s konstan dan sama dengan 6,624X10-34 joule-detik. Ini

dengan jelas menyatakan bahwa sejak h adalah sebuah konstanta, energi yang terkait dengan

cahaya insiden gelombang secara langsung berhubungan dengan frekuensi gelombang

perjalanan. Frekuensi adalah, pada gilirannya, berhubungan langsung dengan panjang gelombang

(jarak antara yang berurutan puncak) dari gelombang bepergian dengan persamaan berikut:

RUMUS

Mana

= panjang gelombang, meter

V=kecepatan cahaya, 3X108 m/s

f =frekuensi gelombang perjalanan, hertz

Panjang gelombang biasanya diukur dalam satuan angstrom (

) atau mikrometer( m)

mana

1 =1X10-10m dan 1 m _ 10-6 m



panjang gelombang ini penting karena akan menentukan material yang akan digunakan

dalam perangkat optoelektronik. Respon spektral relatif untuk Ge, Si, dan selenium adalah

diberikan pada Gambar. 20,20. Spektrum cahaya tampak juga telah disertakan dengan indikasi

dari panjang gelombang yang terkait dengan berbagai warna. Jumlah elektron bebas yang

dihasilkan dalam setiap materi sebanding dengan intensitas dari insiden ringan. Intensitas cahaya

adalah ukuran dari jumlah bercahayafluks yang jatuh di daerah permukaan tertentu. Luminous

flux biasanya diukur dalam lumen (Lm) atau watt. Dua unit terkait dengan

1 lm= 1,496 X 10-10m dan m = 10-6m

Intensitas cahaya biasnya diukur dalam lm/ft2, footcandles (fc),atau W/m2, dimana

1 lm/ft2= 1 fc = 1,609 X 10-9dan W/m2

photodiode adalah semikonduktor persimpangan p-n perangkat yang wilayah operasi

terbatas pada daerah reverse-bias. Pengaturan dasar biasing, konstruksi,dan simbol untuk

perangkat muncul pada Gambar. 20,21.Ingat dari Bab 1 bahwa arus saturasi balik biasanya

terbatas padamicroamperes sedikit. Hal ini karena semata-mata untuk para operator angkutan

minoritas termal yang dihasilkan dalamn-dan bahan tipe-p. Aplikasi cahaya untuk persimpangan

akan menghasilkan transfer

energi dari insiden bepergian gelombang cahaya (dalam bentuk

foton) kestruktur atom, yang mengakibatkan peningkatan jumlah pembawa minoritas dan

peningkatantingkat balik saat ini. Hal ini jelas ditunjukkan pada Gambar. 20,22 untuk intensitas

yang berbedatingkat. Gelap saat ini adalah bahwa saat ini yang akan ada tanpa peneranganditerapkan.Perhatikan bahwa saat ini hanya akan kembali ke nol dengan bias diterapkan positif

sebesaruntuk VT. Selain itu, Gambar. 20,21 menunjukkan penggunaan lensa untuk

berkonsentrasi cahayapada daerah persimpangan. Dioda komersial tersedia muncul di Gambar.

20,23



Gambar 20,20 respon spektral relatif untuk Si, Ge, dan selenium

dibandingkan dengan mata manusia

Gambar 20,21: (a)penyimpangan dasar pengaturan dan konstruksi; (b). simbol

Gambar 20,22 fotodiodekarakteristik.



Gambar 20,23 foto dioda (Courtesy EG & G VACTEC, Inc)

Jarak hampir sama antara kurva atas penilaian yang sama di bercahayafluks mengungkapkan bahwa fluksi dan bercahaya reverse hampir berhubungan linier. Dalam

Dengan kata lain, peningkatan intensitas cahaya akan menghasilkan peningkatan yang sama

secara terbaliksaat ini. Sebidang kedua untuk menunjukkan hubungan linier muncul pada

Gambar. 20,24 untuktetap tegangan Vλdengan 20 V. Atas dasar relatif, kita dapat

mengasumsikan bahwa sebaliknya saat inipada dasarnya adalah nol dalam ketiadaan cahaya

insiden. Sejak masa naik dan turun(Perubahan-of-state parameter) sangat kecil untuk perangkat

ini (dalam kisaran nanodetik),perangkat dapat digunakan untuk menghitung kecepatan tinggi

atau berpindah aplikasi. Kembaliuntuk Gambar. 20,20, kami mencatat bahwa Ge mencakup

spektrum yang lebih luas dari panjang gelombang dari Si.Hal ini akan membuat cocok untuk

cahaya insiden di wilayah inframerah yang diberikan olehlaser dan IR (inframerah) sumber

cahaya, akan segera dijelaskan. Tentu saja, Ge memilikilebih tinggi saat di gelapkan dari silikon,

tetapi juga memiliki tingkat yang lebih tinggi untuk saat ini. peningkatan saat ini dihasilkan oleh

cahaya insiden pada fotodioda adalah tidak sedemikian rupa sehinggadapat digunakan sebagai

kontrol langsung, namun bisa diperkuat untuk tujuan ini.



Gambar 20,24 Iλ(µα)melawan fc(at Vλ=20 V)

untuk sensor photodiode Gambar. 20,22.

Dalam Gambar. 20,25, fotodioda ini digunakan dalam sistem alarm. Sebaliknya saat ini

Iλakan terus mengalir selama sinar tidak pecah. Jika terputus, Iλ jatuh ke tingkat saat gelap dan

membunyikan alarm. Dalam Gambar. 20,26, sebuah fotodioda digunakan untuk menghitung

item pada sebuah ban berjalan. Seperti setiap item melewati sinar rusak, Iλ jatuh ke tingkat saat

gelap dan konter ini bertambah satu.

Gambar 20,25 Menggunakan fotodioda dalam alarm sistem.

Gambar 20,26 Menggunakan fotodioda di sebuah counteroperasi.



SEL FOTOKONDUKTIF

Sel fotokonduktif adalah semikonduktor dua terminal perangkat yang terminal

perlawanan akan bervariasi (linear) dengan intensitas cahaya. Untuk alasan yang jelas,

sering disebut perangkat fotoresistive. Sebuah sel fotokonduktif khas dan

simbol grafis paling banyak digunakan untuk perangkat muncul di gambar di bawah ini’

Gambar 20,27 fotokonduktifsel: (a) penampilan; (b).Simbol

Bahan fotokonduktif paling sering digunakan termasuk sulfida kadmium

(CdS) dan selenide kadmium (CdSe). Respon spektral puncak CdS terjadi pada

sekitar 5100 Å dan 6150 Å CdSe di (catatan Gambar 20,20.). Respon waktu unit CdS adalah

sekitar 100 ms, dan 10 ms untuk sel CdSe. Sel fotokonduktif tidak memiliki sambungan seperti

sensor fotodioda. Lapisan tipis bahan tersambung antara terminal hanya terkena energi cahaya

insiden

Sebagai iluminasi pada peningkatan perangkat dalam intensitas, keadaan energi yang

lebih besar jumlah elektron dalam struktur juga akan meningkat karena peningkatan ketersediaandari paket foton energi. Hasilnya adalah meningkatnya jumlah relatif bebas elektron dalam

struktur dan penurunan perlawanan terminal. The sensitivitas kurva untuk perangkat

fotokonduktif khas muncul pada Gambar. 20,28. Perhatikan garis yang melintang (ketika diplot

menggunakan skala log-log) dari kurva yang dihasilkan dan besar perubahan resistansi (100 kΩ

→ 100Ω) untuk perubahan ditunjukkan dalam iluminasi

Gambar 20,28 fotokonduktif sel-terminal karakteristik (GE tipe B425).



Satu agak sederhana, tapi menarik, aplikasi perangkat muncul pada Gambar. 20,29.

Tujuan dari sistem ini adalah untuk menjaga Vo pada tingkat yang tetap walaupun V i dapat

berfluktuasi dari nilai pengenal tersebut. Sebagaimana ditunjukkan dalam gambar, sel

fotokonduktif, bohlam, dan penghambat semua merupakan bagian dari sistem tegangan-

regulator. Jika Vi harus penurunan besarnya untuk sejumlah alasan, kecerahan bohlam juga akan

menurun.penurunan pencahayaan akan mengakibatkan peningkatan ketahanan (Rλ) Dari

fotokonduktif sel untuk mempertahankan Vo pada tingkat laju yang ditentukan oleh pembagi

tegangan aturan, yaitu,

Vo=RλVi/Rλ+R 1

Gambar 20,29 Tegangan regulator menggunakan sel fotokonduktif.

Dalam upaya untuk menunjukkan kekayaan materi yang tersedia pada perangkat masing-

masing dari produsen, mempertimbangkan CdS (sulfida kadmium) sel fotokonduktif dijelaskan

pada Gambar. 20.30. Catatan lagi perhatian dengan suhu dan waktu respon.

Gambar 20.30 Karakteristik sel CdS Clairex fotokonduktif. (Courtesy Clairex

Electronics.)



20,8 IR emitter

Infrared memancarkan dioda yang ketetapan perangkat arsenide galium yang

memancarkan sinar fluks bercahaya ketika forward-bias. Pembangunan dasar perangkat

ditampilkan di Gambar. 20,31. Bila sambungan sudah maju-bias, elektron dari daerah-n akan

bergabung kembali dengan lubang kelebihan bahan-p dalam rekombinasi yang dirancang khusus

wilayah terjepit di antara bahan p-dan n-type. Selama rekombinasi ini proses, energi terpancar

dari perangkat dalam bentuk foton. Yang dihasilkan foton akan baik diserap kembali dalam

struktur ataumeninggalkan permukaan perangkat sebagai energi berseri-seri, seperti ditunjukkan

pada Gambar. 20,31. Fluks radiasi di mW melawan maju dc saat ini untuk perangkat yang khas

muncul pada Gambar. 20,32. Perhatikan hubungan yang hampir linear antara keduanya. Pola

menarik untuk perangkat tersebut diberikan pada Gambar. 20,33. Perhatikan pola yang sangatsempit untukperangkat dengan dari dalam sistem collimating . Salah satu perangkat tersebut

muncul pada Gambar. 20,34, dengan internalnya konstruksi dan simbol grafis. Beberapa bidang

aplikasi untuk perangkat tersebut termasuk kartu dan pembaca kertas-tape, encoders poros,

sistem transmisi data, dan intrusi alarm.

Gambar 20,31 struktur Umum dari semikonduktor

memancarkan IR- dioda. (Courtesy Solid State RCADivisi.)

Gambar fluks 20,32 bercahaya Khas maju melawan dc saat

ini untuk memancarkan IR diode(Courtesy RCA Solid Divisi negara.)



Gambar 20,33 pola intensitas Khas bercahaya RCA IR

memancarkandioda. (Courtesy RCA Solid State Divisi.)

Gambar 20,34 RCA IR-memancarkan dioda:

(a) konstruksi; (b) foto; (C) simbol. (Courtesy RCA Solid Divisi negara.)

20,9LAYAR KRISTAL CAIR(LCD)

Layar kristal cair (LCD) memiliki keuntungan yang berbeda memiliki daya yang rendah

persyaratan dari LED. Hal ini biasanya di urutan mikrowatts untuk tampilan,

dibandingkan dengan urutan yang sama dari miliwatt untuk LED. Memang, bagaimanapun,

memerlukan eksternal atau internal cahaya sumber dan terbatas pada kisaran suhu sekitar 0 °

hingga60 ° C. Seumur hidup merupakan bidang perhatian karena LCD kimia dapat menurunkan.

Jenis menerima bunga utama hari ini adalah bidang-efek dan unit dinamis-hamburan.

Masing-masing akan dibahas secara rinci dalam bagian ini. Sebuah kristal cair merupakan bahan

(biasanya organik untuk LCD) yang akan mengalir seperti cair tetapi struktur molekul yangmemiliki beberapa sifat biasanya terkait dengan padatan. Untuk unit-hamburan cahaya, bunga

terbesar adalah dalam kristal cair nematic, memiliki struktur kristal ditunjukkan pada Gambar.

20,35. Molekul individu telah penampilan seperti tangkai yang ditunjukkan pada gambar.

Permukaan oksida indium melakukan adalah transparan, dan di bawah kondisi yang ditunjukkan

pada gambar, lampu insiden hanya akan melewati dan struktur kristal cair akan tampak jelas.



Jika tegangan (untuk unit komersial ambang batas biasanya antara 6 dan 20 V) diterapkan di

seluruh permukaan melakukan, seperti ditunjukkan pada Gambar. 20,36, susunan molekul

terganggu, dengan hasil bahwa daerah akan dibentuk dengan indeks bias berbeda. Lampu insiden

Oleh karena itu tercermin dalam arah yang berbeda pada antarmuka

antar wilayah yang berbeda indeks bias (disebut sebagai dinamis hamburan-pertama kali

dipelajari oleh RCA pada tahun 1968) dengan hasil yang terang telah tersebarpenampilan buram-

kaca. Catatan pada Gambar. 20,36, bagaimanapun, bahwa terlihat buram terjadi

Gambar 20.35 Nematic kristal cair tanpa bias diterapkan.

Gambar 20.36 Nematic kristal dengan bias diterapkan.

Gambar 20,37 LCD delapan segmen digit tampilan.

hanya di mana permukaan yang melakukan yang berlawanan satu sama lain dan daerah

yang tersisatetap tembus.Sebuah angka pada layar LCD mungkin memiliki penampilan segmen

ditunjukkan pada Gambar. 20,37.Daerah hitam sebenarnya permukaan yang jelas melakukan

dihubungkan ke terminal bawahuntuk kontrol eksternal. Dua topeng serupa ditempatkan pada

sisi berlawanan dari disegeltebal lapisan bahan kristal cair. Jika nomor 2 yang diperlukan,



terminal 8,7, 3, 4, dan 5 akan menjadi energi, dan hanya daerah-daerah akan menjadi buram

sementaradaerah lain akan tetap jelas.Sebagaimana ditunjukkan sebelumnya, LCD tidak

menghasilkan cahaya sendiri tetapi tergantung padasumber eksternal atau internal. Dalam

kondisi gelap, itu akan diperlukan untuk unituntuk memiliki sumber cahaya internal sendiri baik

di belakang atau ke sisi LCD. Selamahari, atau di daerah terang, reflektor dapat diletakkan di

belakang LCD untuk mencerminkan cahayakembali melalui tampilan untuk intensitas

maksimum. Untuk optimal operasi, menonton saat iniprodusen menggunakan kombinasi (sumber

cahaya sendiri) dan reflektif transmissivemode disebut transflective.Bidang-efek atau LCD

melingkar nematic memiliki penampilan segmen yang sama danlapisan tipis kristal cair dikemas,

tetapi modus operasinya sangat berbeda.Serupa dengan LCD dinamis-hamburan, LCD lapangan

efek dapat dioperasikan direflektif atau transmissive modus dengan sumber internal. Tampilan

transmissive munculpada Gambar. 20,38. Sumber cahaya internal di sebelah kanan, dan

penonton padakiri. Angka ini paling tampak berbeda dari Gambar. 20,35 dalam bahwa ada

sebuah tambahandari sebuah polarizer cahaya. Hanya komponen vertikal dari cahaya masuk di

sebelah kanandapat melewati polarizer vertikal-lampu di sebelah kanan. Dalam efek medan-

LCD, baikpermukaan melakukan jelas di sebelah kanan adalah kimia tergores atau film organik

diterapkan untuk mengarahkan molekul-molekul dalam kristal cair pada bidang vertikal, paralel

ke dinding sel. Perhatikan batang ke kanan dalam kristal cair. Sebaliknya melakukan

permukaan juga diperlakukan untuk memastikan bahwa molekul 90 ° keluar dari fase dalamarah yang ditunjukkan (horisontal) tapi masih sejajar dengan dinding sel. Di antara dua dinding

dari kristal cair ada drift umum dari satu polarisasi yang lain, seperti yang ditunjukkan

dalam gambar. Para polarizer cahaya kiri juga sedemikian rupa sehingga memungkinkan

perjalananhanya cahaya terpolarisasi vertikal insiden. Jika tidak ada tegangan yang diterapkan

pada melakukanpermukaan, cahaya terpolarisasi vertikal memasuki wilayah kristal cair dan

mengikutidengan 90 ° lentur dari struktur molekul. Its horizontal polarisasi di kiri

polarizer cahaya vertikal tidak memungkinkan untuk lulus melalui, dan penampil melihat

seragam pola gelap di seluruh tampilan. Ketika tegangan ambang diterapkan

(Untuk unit komersial 2-8 V), molekul rodlike menyesuaikan diri dengan

lapangan (tegak lurus terhadap dinding) dan cahaya melewati langsung melalui tanpa 90 °

pergeseran. Insiden cahaya vertikal bisa menekan langsung melalui kedua vertikal

terpolarisasi layar, dan area cahaya dilihat oleh penampil. Melalui benar eksitasi dari segmen



setiap digit, pola akan muncul sebagaimana ditunjukkan pada Gambar. 20,39. Reflek , tipe

bidang , efek LCD ditunjukkan pada Gambar. 20,40. Dalam hal ini, secara horizontal

cahaya terpolarisasi di paling kiri bertemu dengan polarisasi horizontal filter dan melewati

melalui reflektor, di mana hal tersebut tercermin kembali ke dalam kristal cair, membungkuk

kembali untuk polarisasi vertikal lainnya, dan kembali ke pengamat. Jika tidak ada diterapkan

tegangan, ada tampilan seragam menyala. Aplikasi dari hasil tegangan di vertikal

insiden lampu menemui terpolarisasi horizontal filter di kiri, yang

tidak akan dapat melewati dan akan tercermin. Sebuah hasil daerah gelap pada kristal,

dan pola seperti ditunjukkan pada Gambar. 20,41 muncul.

Gambar 20,38 transmissilapangan-efek LCD tanpa diterapkanbias.

Gambar 20,39 Reflektif-jenisLCD. (Courtesy Solid State RCADivisi.)

Gambar 20,40 lapangan efek-Reflektif LCD dengan tidak bias diterapkan.

Gambar 20,41 transmissive-jenisLCD. (Courtesy RCA Solid State Divisi.)

Bidang-efek LCD biasanya digunakan ketika sumber energi merupakan faktor utama

(Misalnya, dalam jam tangan, instrumentasi portabel, dll) karena mereka menyerap lebih sedikit

kekuasaan daripada jenis cahaya hamburan kisaran mikro watt dibandingkan dengan milliwatt



rendahjangkauan. Biaya ini biasanya lebih tinggi untuk unit bidang-efek, dan tinggi mereka

terbatas pada sekitar 2 in sementara unit cahaya-hamburan tersedia sampai dengan 8 in tinggi.

Sebuah pertimbangan lebih lanjut dalam pajangan yang menghidupkan dan mematikan waktu.

LCD khasjauh lebih lambat kemudian LED. LCD biasanya memiliki waktu respon di

kisaran 100 sampai 300 ms, sedangkan LED tersedia dengan waktu respon di bawah 100 ns.

Namun, ada banyak aplikasi, seperti di jam tangan, di mana perbedaanantara 100 ns dan 100 ms

( dari kedua) adalah konsekuensi kecil. Untuk aplikasi tersebut,kebutuhan daya yang rendah

dari LCD adalah karakteristik yang sangat menarik. seumur hidup iniunit LCD yang terus

meningkat melebihi batas jam 10.000+. Karenawarna yang dihasilkan oleh unit LCD tergantung

pada sumber penerangan, ada lebih beragam pilihan berwarna.

20,10 Surya sel

Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi peningkatan minat pada sel surya sebagai

alternatif sumber energi. Ketika kita menganggap bahwa rapat daya yang diterima dari matahari

di permukaan laut adalah sekitar 100 mW/cm2 (1 kW/m2), tentu saja sumber energi yang

membutuhkan penelitian lebih lanjut dan pengembangan untuk memaksimalkan efisiensi

konversi dari surya untuk energi listrik. Pembangunan dasar dari sel surya sambungan pn silikon

muncul pada Gambar. 20,42. Seperti ditunjukkan di tampilan atas, setiap usaha dilakukan untuk

memastikan bahwa luas permukaan tegak lurus untuk matahari maksimum. Juga, perhatikan

bahwa konduktor logam tersambung dengan bahan tipe-p dan ketebalan bahan tipe-p adalah

seperti yang mereka memastikan bahwa jumlah maksimum foton energi cahaya akan mencapai

junction. A foton energi cahaya di wilayah ini dapat bertabrakan dengan elektron valensi dan

menyampaikan untuk itu energi yang cukup untuk meninggalkan atom induk. Hasilnya adalah

generasi elektron bebas dan lubang. Fenomena ini akan terjadi di setiap sisi persimpangan.

DalamJenis-p bahan, elektron baru yang dihasilkan adalah pembawa minoritas dan akan

bergerak agak bebas melintasi persimpangan seperti dijelaskan untuk sambungan pn dasar tanpaditerapkan bias. Sebuah diskusi yang sama juga berlaku pada lubang yang dihasilkan dalam

bahan tipe-n. Hasilnya adalah peningkatan aliran minoritas-carrier, yang berlawanan arah

untuk ke depan konvensional saat sambungan pn. Peningkatan arus balik ditunjukkan pada

Gambar. 20,43. Sejak V= 0 manapun pada sumbu vertikal dan merupakankondisi sirkit pendek,

arus pada persimpangan ini disebut arus pendekdan diwakili oleh notasi ISC. Dalam kondisi



sirkit terbuka (id= 0), tegangan fotovoltaik VOC akan menghasilkan. Ini adalah fungsi logaritmik

dari pencahayaan, seperti ditunjukkan pada Gambar. 20,44. VOC adalah tegangan terminal

baterai di bawah tanpa beban (Terbuka sirkuit) kondisi. Catatan, namun pada angka yang sama

bahwa arus pendek merupakan fungsi linier dari iluminasi. Artinya, ia akan ganda untuk

peningkatan yang sama dalam pencahayaan (fC1 dan 2fC1 dalam Gambar. 20,44) sedangkan

perubahan VOC kurang untuk daerah ini. Peningkatan utama dalam VOC terjadi untuk

meningkatkan tingkat bawah di pencahayaan. Akhirnya, peningkatan lebih lanjut dalam

pencahayaan akan memiliki pengaruh yang sangat kecil pada VOC, meskipun ISC akan

meningkat, menyebabkan daya kemampuan meningkat. Selenium dan silikon adalah bahan yang

paling banyak digunakan untuk sel surya, meskipun gallium arsenide, arsenide indium, dan

sulfida kadmium, antara lain, juga digunakan.

Gambar 20,42 surya sel: (a)miring; (b) tampak atas.

Gambar 20,43 arus dan tegangan rangkaian terbuka pendek

melawanintensitas cahaya untuk sel surya.



Gambar 20,44 ISC melawan VOC dan pencahayaan untuk mataharisel.

Panjang gelombang cahaya kejadian akan mempengaruhi respon pn untuk

foton insiden. Catatan pada Gambar. 20,45 seberapa dekat sel selenium kurva respons

cocok dengan mata. Fakta ini memiliki aplikasi luas di peralatan fotografi

seperti paparan meter dan diafragma eksposur otomatis. Silicon juga tumpang-tindihspektrum terlihat namun puncaknya pada 0,8µm (8000 Å) panjang gelombang, yang

adalah di daerah inframerah. Secara umum, silikon memiliki efisiensi konversi yang lebih tinggi,

lebih besarstabilitas, dan kurang tunduk pada kelelahan. Kedua bahan memiliki karakteristik

suhu yang sangat baik.Artinya, mereka bisa menahan suhu yang tinggi atau rendah ekstrim

tanpamenurunkan yang signifikan dalam efisiensi. Khas solar sel, dengan karakteristik listrik

mereka,muncul dalam Gambar. 20,46.

Gambar 20,45 respon spektralSe, Si, dan mata telanjang.



Gambar 20,46 solar sel Khasdan karakteristik listrik

mereka.(Courtesy EG & G VACTEC, Inc)

Sebuah inovasi yang sangat baru dalam penggunaan sel surya muncul pada Gambar.

20,47. Seripengaturan sel surya memungkinkan tegangan luar yang dari elemen tunggal. The

kinerja susunan empat-sel khas muncul pada gambar yang sama. Pada saat ini

sekitar 2.6 mA, tegangan output adalah sekitar 1,6 V, sehingga daya output

dari 4.16 mW. Schottky barrier diode termasuk untuk mencegah menguras baterai saat

melalui konverter daya. Artinya, perlawanan dari dioda Schottky begitu tinggi

untuk membebankan mengalir turun melalui (+ke-) konverter daya yang akan muncul sebagai

sirkuit terbuka untuk baterai isi ulang dan tidak menarik arus dari itu.



Gambar 20,47 Internasional Rectifier susunan empat-sel : (a) penampilan, (b) karakteristik.

(Courtesy International Rectifier Corporation)

Ini mungkin menarik untuk dicatat bahwa kunci memindahkan Rudal dan ruang

Perusahaan bekerja pada sebuah hibah dari National Aeronautics and Space Administration

untuk mengembangkan susunan sayap matahari besar-besaran untuk pesawat ruang angkasa.

Sayap akan mengukur 13,5 ft hingga 105 ft ketika diperluas dan akan berisi 41 panel, masing-

masing membawa 3060 silikon solar sel. Sayap dapat menghasilkan total 12,5 kW daya listrik.

Efisiensi operasi dari sel surya ditentukan oleh tenaga listrik keluaran dibagi dengan daya yang

diberikan oleh sumber cahaya. Artinya,

µ= X 100%= X 100%

Khas tingkat efisiensi berkisar dari 10% menjadi 40% tingkat yang harus memperbaiki

menyolok jika bunga ini terus berlanjut. Satu set khas karakteristik keluaran untuk

sel surya silikon efisiensi 10% dengan luas 1 cm2 muncul di Gambar. 20,48.Perhatikan lokus

daya yang optimal dan meningkat hamper linier dalam arus keluaran dengan

fluks bercahaya untuk tegangan tetap.

Gambar 20,48 Khas keluarankarakteristik untuk sel surya silikon dari 10% efisiensi

memiliki aktif area 1 cm2. Cell suhu adalah 30 ° C.



20.11 TERMISTOR S

thermistor adalah, seperti namanya, sebuah resistor sensitif temperatur, yaitu, terminal

resistensi ini terkait dengan suhu tubuhnya. Ini bukan perangkat sambungan dan

terbuat dari Ge, Si, atau campuran oksida kobalt, nikel, strontium, atau mangan.

Senyawa yang digunakan akan menentukan apakah perangkat memiliki positif atau

koefisien suhu negatif. Karakteristik dari thermistor perwakilan dengan suhu negatif

koefisien disediakan pada Gambar. 20,49, dengan simbol yang umum digunakan untuk

perangkat. Perhatikan khususnya bahwa pada suhu kamar (20° C) perlawanan termistor yang

sekitar 5000ohm, sedangkan pada 100°C (212°F) perlawanan telah menurun100Ω. Sebuah

rentang suhu 80 ° C Oleh karena itu berdampak terhadap perubahan 50: 1 dalam perlawanan. Hal

ini biasanya 3% sampai 5% per derajat perubahan suhu. Ada dasarnya

dua cara untuk mengubah suhu perangkat: internal dan eksternal.

Perubahan sederhana dalam arus melalui perangkat akan menghasilkan perubahan internal

suhu. Sebuah tegangan yang diberikan kecil akan mengakibatkan arus yang terlalu kecil untuk

menaikkan suhu tubuh di atas bahwa dari sekitarnya. Di wilayah ini, seperti ditunjukkan pada

Gambar. 20,50, thermistor akan bertindak seperti resistor dan memiliki koefisien temperatur

positif. Namun, dengan meningkatnya arus, temperatur akan naik ke titik di mana

koefisien suhu negatif akan muncul sebagaimana ditunjukkan pada Gambar. 20.50. Fakta bahwalaju aliran internal dapat memiliki efek seperti itu pada ketahanan perangkat memperkenalkan

vista macam aplikasi di kontrol, teknik pengukuran, dan sebagainya. Sebuah

perubahan eksternal akan memerlukan perubahan suhu medium sekitarnya

atau merendam perangkat dalam larutan panas atau dingin.



Gambar 20,49 termistor: (A) karakteristik khas set; (B) simbol.

Gambar 20,50 ketetapankarakteristik arus tegangan dari BK65VI Elektronik Fenwal

Thermistor. (Courtesy Fenwal Elektronik, Incorporated.)

Sebuah foto dari sejumlah termistor komersial yang tersedia disediakan dalam

Gambar. 20,51. Sebuah sirkuit temperatur-menunjukkan sederhana muncul pada Gambar. 20,52.

Setiap peningkatan pada suhu medium sekitarnya akan mengakibatkan penurunan resistensi

dari thermistor dan peningkatan arus IT. Peningkatan IT akan

Gambar 20,51 Berbagai jenis thermistors: (1) manik-manik, (2) probe kaca; (3) iso-kurva

dipertukarkan probe dan manik-manik; (4) piringan; (5) cincin pipih; (6) batang;(7)khusus

dipasang manik-manik; (8) vakum dan probe gas-isi (9) khusus probe rakitan. (CourtesyElektronik Fenwal, Incorporated.)

Gambar 20,52 Suhu-yang menunjukkansirkuit.

menghasilkan gerakan defleksi meningkat, yang bila dikalibrasi dengan benar akan

akurat menunjukan suhu yang lebih tinggi Perlawanan variabel ditambahkan untuk kalibrasi

tujuan.

triac

Documents