Elektronika Industri

Elektronika Dasar, Elektronika Digital, Rangkaian Elektronika, Komponen Elektronika, Download Materi Elektronika

Cara Kerja dan Karakteristik Dioda

Cara Kerja dan Karakteristik Dioda

Hubungan antara besarnya arus yang mengalir melalui dioda dengan tegangan VA-K dapat dilihat pada kurva karakteristik dioda (Gambar 19).

Gambar 19 menunjukan dua macam kurva, yakni dioda germanium (Ge) dan dioda silikon (Si). Pada saat dioda diberi bias maju, yakni bila VA-K positip, maka arus ID akan naik dengan cepat setelah VA-K mencapai tegangan cut-in (Vg).

Tegangan cut-in (Vg) ini kira-kira sebesar 0.2 Volt untuk dioda germanium dan 0.6 Volt untuk dioda silikon. Dengan pemberian tegangan baterai sebesar ini, maka potensial penghalang (barrier potential) pada persambungan akan teratasi, sehingga arus dioda mulai mengalir dengan cepat.

Cara Kerja dan Karakteristik Dioda

Cara Kerja dan Kurva Karakteristik Dioda

Bagian kiri bawah dari grafik pada Gambar 19 merupakan kurva karakteristik dioda saat mendapatkan bias mundur. Disini juga terdapat dua kurva, yaitu untuk dioda germanium dan silikon.

Besarnya arus jenuh mundur (reverse saturation current) Is untuk dioda germanium adalah dalam orde mikro amper dalam contoh ini adalah 1 mA. Sedangkan untuk dioda silikon Is adalah dalam orde nano amper dalam hal ini adalah 10 nA.

Apabila tegangan VA-K yang berpolaritas negatip tersebut dinaikkan terus, maka suatu saat akan mencapai tegangan patah (break-down) dimana arus Is akan naik dengan tiba-tiba. Cara Kerja dan Karakteristik Dioda

Pada saat mencapai tegangan break-down ini, pembawa minoritas dipercepat hingga mencapai kecepatan yang cukup tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom.

Kemudian elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan yang lainnya sehingga arusnya semakin besar. Pada dioda biasa pencapaian tegangan break-down ini selalu dihindari karena dioda bisa rusak.

Hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat dinyatakan dalam persamaan matematis yang dikembangkan oleh W. Shockley, yaitu:

ID = Is [e(VD/n.VT) - 1]

 dimana:

ID = arus dioda (amper)
Is = arus jenuh mundur (amper)
e = bilangan natural, 2.71828…
VD = beda tegangan pada dioda (volt)
n = konstanta, 1 untuk Ge; dan » 2 untuk Si
VT = tegangan ekivalen temperatur (volt)

Harga Is suatu dioda dipengaruhi oleh temperatur, tingkat doping dan geometri dioda. Dan konstanta n tergantung pada sifat konstruksi dan parameter fisik dioda. Sedangkan harga VT ditentukan dengan persamaan:

dimana:

k = konstanta Boltzmann, 1.381 x 10-23 J/K
(J/K artinya joule per derajat kelvin)
T = temperatur mutlak (kelvin)
q = muatan sebuah elektron, 1.602 x 10-19 C

Pada temperatur ruang, 25 oC atau 273 + 25 = 298 K, dapat dihitung besarnya VT yaitu:

(1.381 x 10-23 J/K)(298K)
VT = ———————–
1.602 x 10-19 C
= 0.02569 J/C @ 26 mV

Harga VT adalah 26 mV ini perlu diingat untuk pembicaraan selanjutnya.
Sebagaimana telah disebutkan bahwa arus jenuh mundur, Is, dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: doping, persambungan, dan temperatur. Namun karena dalam pemakaian suatu komponen dioda, faktor doping dan
persambungan adalah tetap, maka yang perlu mendapat perhatian serius adalah pengaruh temperatur.

Cara Kerja dan Karakteristik Dioda

elektronika | November 1st, 2012 | 2 Comments
Share
     
Pin It  
  • Artikel Terbaru

  • Produk kacang mete

  • Tags