CHAPTER 1.1 PENGENALAN DIODA SEMIKONDUKTOR
- Menjelaskan tugas mata kuliah elektronika
- Menjelaskan mengenai pengenalan dioda semikonduktor
- Memaparkan video sebagai penunjang pemahaman materi
Alat :
1. Voltmeter DC
Voltmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan pararel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur. Dimana dalam setiap komponen ditemukan tiga buah lempengan tembaga di dalamnya. Lempengan tersebut dipasangkan diatas Bakelit yang telah dirangkai dan menyatu dalam tabung plastik atau kaca. Pada lempengan bagian luar dinamakan anode, sementara itu lempengan tengah disebut katode.
Masing-masing ukuran tabung tersebut kurang lebih 15 cm x 10 cm. Dari segi desain pun voltmeter tidak jauh berbeda terhadap desain amperemeter.Sama halnya dengan hambatan memiliki bentuk sama yakni multiplier, seri, dan galvanometer. Faktanya, kinerja yang dihasilkan dari alat tersebut lebih baik, serta senantiasa meningkat ketika sudah ditambahkan multiplier.Tujuan penambahan multiplier didalam alat dimaksudkan untuk kinerja dan kemampuannya menjadi berkali-kali lebih besar. Sementara dapat menciptakan suatu gaya magnet ketika medan magnet dan kuat arus listrik saling berinteraksi. Gaya magnet tersebut disinyalir untuk menggerakkan jarum. Dari sini kapasitas arus pada jarum berdasaarkan aliran arus listrik.
Bagian-bagian voltmeter :
- Batas ukur maksimum dan minimum,
- Set-up untuk mengatur fungsi,
- Jarum penunjuk,
- Terminal kutub positif dan kutub negatif.
- Skala tinggi dan Rendah dari tegangan listrik terukur.
2. Power Suplay
Power supply merupakan perangkat keras (hardware) yang dimana fungsi power supply ini adalah sebagai pengatur daya dan pengalir listrik atau tegangan yang dibutuhkan oleh perangkat hardware.
Bahan :
1. Dioda
Dioda merupakan salah satu komponen yang dibuat dari bahan semikonduktor. Bahan untuk mempertemukan elemen P dan N akan menentukan karakteristik dioda dan sifat-sifatnya. Saat ini bahan semikonduktor pembuat dioda adalah semikonduktor silikon dan germanium.
Semikonduktor bahan silikon merupakan bahan yang paling banyak digunakan pada jenis dan tipe dioda karena silikon menawarkan beberapa kelebihan seperti kinerja yang tinggi dan biaya produksi yang lebih rendah. Biasanya tegangan jatuh dioda berbahan silikon berkisar 0,7 Volt.
Karakteristik Dioda Varactor yaitu sebagai berikut :
- Dioda ini secara signifikan menghasilkan lebih sedikit noise dibandingkan dioda lainnya.
- Biaya dioda ini tersedia dengan harga lebih rendah dan lebih dapat diandalkan.
- Dioda ini berukuran sangat kecil dan sangat ringan.
- Tidak ada gunanya ketika dioperasikan dalam bias maju.
- Dalam mode bias balik, Dioda Varactor meningkatkan kapasitansi seperti yang ditunjukkan pada grafik di bawah ini.
2. Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).
Resistor yang nilai resistansinya berubah bila terkena cahaya namanya LDR (Light Dependent Resistor) dan resistor yang nilai resistansinya akan bertambah besar bila terkena suhu panas yang namanya PTC (Positive Thermal Coefficient) serta resistor yang nilai resistansinya akan bertambah kecil bila terkena suhu panas yang namanya NTC (Negative Thermal Coefficient).
3. LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
4. Sensor LDR
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa.
Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) dapat digunakan sebagai : Sensor pada rangkaian saklar cahaya Sensor pada lampu otomatis Sensor pada alarm brankas Sensor pada tracker cahaya matahari Sensor pada kontrol arah solar cell Sensor pada robot line follower Dan masih banyak lagi aplikasi rangkaian elektronika yang menggunakan LDR (Light Dependent Resistor) sebagai sensor cahaya.
5. Transistor TIP31
Spesifikasi Transistor tip31 :
- Type Designator: TIP31
- Material of Transistor: Si
- Polarity: NPN
- Maximum Collector Power Dissipation (Pc): 40 W
- Maximum Collector-Base Voltage |Vcb|: 80 V
- Maximum Collector-Emitter Voltage |Vce|: 40 V
- Maximum Emitter-Base Voltage |Veb|: 5 V
- Maximum Collector Current |Ic max|: 3 A
- Max. Operating Junction Temperature (Tj): 150 °C
- Transition Frequency (ft): 3 MHz
- Forward Current Transfer Ratio (hFE), MIN: 20
- Noise Figure, dB: -
- Package: TO220
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
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
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
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
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.
• Download HTML[di sini]
• Download Video[di sini]
• Download VIdeo[di sini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar