Dioda Semikonduktor, dasar pemahaman dan karakteristikAbi Blog

Pemahaman Semikonduktor Dioda

Dioda Semikonduktor

Dioda adalah komponen elektronika yang pada dasarnya adalah mempertemukan bahan semikonduktor jenis P dan semi konduktor jenis N. Dioda memiliki nilai resistensi yang sangat rendah hingga nilai resistansi yang tinggi terhadap aliran arus yang melaluinya. Karakteristik ini sangat memungkinkan menggunakan dioda semikonduktor dalam berbagai aplikasi sesuai kebutuhan arus yang digunakan dalam sebuah rangkaian elektronik.

Dioda dapat dilalui arus yang tidak terbatas dalam satu arah dan tidak dapat dilalui arus dari arah sebaliknya. Selain itu, Dioda Semikonduktor akan meneruskan aliran arus listrik dari nilai tegangan kecil yang dimasukkan. Dalam praktek-nya, tegangan kecil harus dimasukkan sebelum proses konduksi terjadi. Kebocoran arus kecil akan mengalir dalam arah sebaliknya, kebocoran arus biasanya muncul dari arus maju.

Jika bahan semikonduktor jenis P dibuat relatif positif dengan bahan jenis N dengan jumlah lebih besar dari tegangan maju (sekitar 0,6 Volt untuk bahan silikon dan 0,2 Volt untuk bahan germanium) arus akan bebas melalui dioda. Jika sebaliknya bahan semikonduktor jenis P dibuat relatif negatif dibandingkan bahan jenis N, dapat dipastikan tidak akan ada arus yang bisa melaluinya kecuali tegangan melebihi tegangan maksimum (breakdown) yang dapat ditahan oleh dioda. Dioda akan rusak jika tegangan reverse-nya terlampui.

Pada gambar dibawah ini ditunjukkan sebuah pertemuan / penggabungan bahan semikonduktor. Bagian pada bahan jenis P disebuat sebagai anoda sedangkan pada bagian jenis N disebut sebagai katoda. Tanpa memberikan tegangan masuk, elektron dari bahan semikonduktor jenis N akan mengalir (menyeberang) ke area bahan jenis P dengan mengisi beberapa ruang kosong. Hal ini akan mengakibatkan pada area tersebut tidak ada pembawa muatan bebas. Area ini disebut sebagai area deplesi.

P-N Dioda Semikonduktor
P-N Dioda Semikonduktor

Gambar selanjutnya adalah menunjukkan keadaan anoda dibuat positif terhadap katoda, disebut sebagai kondisi bias maju, dan arus bebas melalui dioda.

Bias maju (forward bias ) P-N
Bias maju (forward bias ) P-N

Sebaliknya pada gambar dibawah ini adalah menunjukkan keadaan katoda dibuat positif terhadap anoda, disebut sebagai kondisi reverse bias (bias mundur), dan arus tertahan oleh dioda.

Bias mundur (reverse bias) P-N
Bias mundur (reverse bias) P-N

Dalam kondisi bias maju, Dioda Semikonduktor bertindak seperti sebuah sakelar tertutup, dan dalam keadaan bias mundur, dioda bertindak sebagai sebuah sakelar terbuka.

Seperti yang dinyatakan sebelumnya bahwa tegangan bias maju harus melebihi ambang tegangan bias maju dioda, karena tegangan bias maju harus dapat menghilangkan lapisan deplesi dan memaksa pembawa muatan yang tinggi untuk melalui melintasi-nya. Dengan dioda jenis silikon, batas tegangan bias maju adalah sekitar 0,6 volt hingga 0,7 volt, sedangkan dengan dioda jenis germanium batas tegangan bias maju nya 0,2 volt hingga 0,3 volt.

Gambar dibawah ini menunjukkan karakteristik khusus dioda germanium dan dioda silikon. Dioda dibatasi dengan jumlah tegangan bias maju dan sebaliknya dapat menahan tegangan bias mundur. Batas ini didasarkan pada ukuran fisik dan konstruksi dioda.

Karakteristik Dioda
Karakteristik Dioda

Dalam keadaan bias mundur (reverse bias), bahan jenis P adalah negatif relatif bias terhadap bahan jenis N. Dalam hal ini, tegangan positif dimasukkan pada bahan jenis P menarik pembawa muatan positif, menarik dari area persimpangan sehingga meninggalkan area persimpangan hingga habis. Oleh karena itu, area persimpangan menjadi isolator dan aliran arus menjadi terhambat.

Batas tegangan bias mundur pada dioda yang mengakibatkan kerusakan biasanya sangat jauh lebih tinggi dari batas ambang tegangan bias maju. Pada dioda khusus yang ditentukan dengan nilai tegangan bias maju sebesar 0,6 volt, memiliki ambang tegangan bias mundur hingga 200 volt. Jika tegangan bias mundur terlampui, maka dioda akan rusak permanen.

Produsen dioda sering berpedoman terhadap  ‘peak inverse voltage’ (PIV) atau ‘maximum reverse repetitive voltage’ (MRRV) dibandingkan tegangan bias mundur maksimum.

tomtop.com INT
Loading...
loading...

Buat Komentar

Alamat surel Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *