Teknik Elektro UNAND

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Pembahasan

4. Prinsip Kerja

5. Gambar Rangkaian
6. Video
7. Link Download

TUNNEL DIODE

1. Tujuan <kembali>

· dimungkinkan untuk penggunaan pada Efek Mekanika Kuantum (Quantum Mechanical Effect) yang disebut dengan Tunneling (Terowongan)

2. Komponen <kembali>

· Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus . Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum ohm

· GROUND

Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi

· KAPASITOR

Kapasitor atau kondensator oleh ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) pada hakikatnya adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat

· Induktor

adalah sebuah komponen elektronika pasif (kebanyakan berbentuk torus) yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya

· Diode

Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur)

· Vsine

Vsine Adalah komponen sumber tegangan listrik

3. Teori Dasar <kembali>

Dioda terowongan pertama kali diperkenalkan oleh Leo Esaki pada tahun 1958. Karakteristiknya, ditunjukkan pada Gambar. 20.13, berbeda dari dioda yang dibahas sejauh ini karena memiliki negativeresistance wilayah. Di wilayah ini, peningkatan tegangan terminal menghasilkan pengurangan dalam arus dioda.

Dioda terowongan dibuat dengan mendoping bahan semikonduktor yang akan membentuk persimpangan p-n pada tingkat seratus hingga beberapa ribu kali lipat dari tipikal dioda semikonduktor. Ini akan menghasilkan daerah penipisan yang sangat berkurang, dariurutan besarnya 10 6 cm, atau biasanya sekitar 1100 lebar wilayah ini untuk dioda semikonduktor yang khas. Ini adalah daerah penipisan yang tipis yang bisa dilakukan banyak operator "Terowongan" melalui, alih-alih upaya untuk mengatasinya, pada potensi bias maju rendah itu menyumbang puncak pada kurva Gambar. 20.13. Untuk tujuan perbandingan, tipikal

karakteristik dioda semikonduktor telah ditumpangkan pada karakteristik terowongan-dioda dari Gambar. 20.13. Daerah penipisan yang berkurang ini mengakibatkan pembawa “meninju” dengan kecepatan yang jauh melebihi yang tersedia dengan dioda konvensional. Dioda terowongan karena itu bisa digunakan dalam aplikasi kecepatan tinggi seperti di komputer, di mana waktu switching dalam urutan nanoseconds atau picoseconds diinginkan. Anda akan mengingat dari Bagian 1.14 bahwa peningkatan level doping akan turun potensi Zener. Perhatikan efek tingkat doping yang sangat tinggi pada wilayah ini pada Gambar. 20.13. Bahan semikonduktor paling sering digunakan dalam pembuatan terowongan dioda adalah germanium dan gallium arsenide. Rasio IP / IV sangat penting untuk aplikasi komputer. Untuk germanium, biasanya 10 1, sedangkan untuk gallium arsenide, lebih dekat ke 20 1. Arus puncak, IP, dari dioda terowongan dapat bervariasi dari beberapa mikroampere hingga beberapa seratus ampere. Tegangan puncak, bagaimanapun, terbatas pada sekitar 600 mV. Untuk alasan ini, VOM sederhana dengan potensi baterai dc internal 1,5 V dapat sangat kerusakan dioda terowongan jika diterapkan secara tidak benar. Sirkuit setara dioda terowongan di wilayah resistan negatif disediakan pada Gambar. 20.14, dengan simbol yang paling sering digunakan untuk dioda terowongan. Nilai untuk setiap parameter adalah untuk dioda terowongan 1N2939 yang spesifikasinya muncul pada Tabel 20.1. LS induktor terutama disebabkan oleh terminal lead. RS resistor adalah karena sadapan, kontak ohmik pada sambungan sadapan-semikonduktor, dan semikonduktor bahan sendiri. Kapasitansi C adalah kapasitansi difusi persimpangan, dan R adalah hambatan negatif dari wilayah tersebut. Perlawanan negatif ditemukan aplikasi dalam osilator untuk dijelaskan nanti.

4. Prinsip Kerja <kembali>

Dioda Tunnel atau Dioda Terowongan adalah jenis Dioda yang memiliki kemampuan untuk beroperasi dengan kecepatan yang sangat tinggi dan dapat berfungsi dengan baik pada Gelombang Mikro (Microwave) sehingga dimungkinkan untuk penggunaan pada Efek Mekanika Kuantum (Quantum Mechanical Effect) yang disebut dengan Tunneling (Terowongan). Dioda Tunnel ditemukan oleh Dr. Leo Esaki pada tahun 1957, oleh karena itu Dioda Tunnel sering disebut juga sebagai Dioda Esaki. Dioda Tunnel terbuat dari konsentrasi ketidakmurnian yang tinggi sehingga timbul efek tunnel.

Dua Terminal Persimpangan P-N pada Dioda Tunnel di doping berat yaitu sekitar 1000 kali lebih besar dari Dioda pada umumnya. Karena doping berat ini, lebar lapisan deplesi dipersempit/dipertipis menjadi nilai yang sangat kecil hingga pada 1/10.000 m. Dengan demikian Reverse Breakdown Voltage (Tegangan Jatuh Mundur) Dioda Tunnel juga menjadi sangat kecil hingga mendekati nilai “0” sehingga mengakibatkan Resistansi Negatif pada saat Dioda Tunnel diberikan tegangan bias maju. Inilah Fenomena Kuantum aneh yang disebut dengan Resonant Tunneling.

Dioda Tunnel atau Dioda Terowongan biasanya dibuat dari Germanium, Gallium Arsenide atau Gallium Antimonide. Silikon tidak digunakan sebagai bahan pembuat Dioda Tunnel karena Dioda Tunnel membutuhkan waktu transisi antara arus puncak (Ip) dan level arus lembah (Iv) yang sangat cepat. Rasio Ip/Iv pada Silikon tidak sebaik Gallium Arsenide maupun bahan pembuat Dioda Tunnel lainnnya.