20.2 DIODA SCHOTTKY BARRIER (HOT-CARRIER)




1. Tujuan [KEMBALI]

  • Mengetahui prinsip kerja Dioda Schottky
  • Memahami materi


2. Komponen [KEMBALI]

  • Resistor
berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrikdalam suatu rangkaian.

Cara menghitung nilai resistor 4 gelang warna :
      
  • Masukkan angka dari kode warna Gelang ke 1
    Masukkan angka dari kode warna Gelang ke 2
    Masukkan angka dari kode warna Gelang ke 3
    Masukkan jumlah nol dari kode warna Gelang ke 4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
    Pada 10 (10n) merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut
    Contoh :
    Gelang ke 1 : Coklat = 1
    Gelang ke 2 : Hitam = 0
    Gelang ke 3 : Hijau = 5
    Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke 2 atau kalikan 10(5)
    Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
    Jadi nilai resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 M Ohm = toleransi 10%.
  • Kapasitor 


berfungsi sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik.
 Cara dalam menentukan Nilai Kapasitansi sebuah Kapasitor :
1 Farad        = 1.000.000µF (mikro Farad)
1µF                = 1.000nF (nano Farad)
1µF                = 1.000.000pF (piko Farad)
1nF                = 1.000pF (piko Farad)

Contoh untuk membaca Nilai Kode untuk Kapasitor Keramik diatas dengan Tulisan Kode 473Z. Cara menghitung Nilai Kapasitor berdasarkan kode tersebut adalah sebagai berikut :
Kode : 473Z
Nilai Kapasitor = 47 x 103
Nilai Kapasitor = 47 x 1000
Nilai Kapasitor = 47.000pF atau 47nF atau 0,047µF
Huruf dibelakang angka menandakan Toleransi dari Nilai Kapasitor tersebut, Berikut adalah daftar Nilai Toleransinya :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G= 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%
473Z = 47,000pF +80% dan -20% atau berkisar antara 37.600 pF ~ 84.600 pF.


  • Kapasitor 
berfungsi sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik.

  • Induktor
berfungsi sebagai penyimpan arus listrik dalam medan magnet, menahan arus bolak-balik dan pembangkit getaran serta  melipat gandakan tegangan.

  • Resistor Variable
berfungsi untuk mendapatkan nilai yang paling mendekati  nilai agar rangkaian berfungsi maksimal.

  • Kapasitor Variable
sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik.

3. Teori [KEMBALI]

Dioda Schottky adalah jenis Dioda dengan tegangan jatuh (drop voltage) yang rendah jika dibandingkan dengan dioda normal lainnya. Perbedaan yang paling mendasar antara Dioda Schottky dengan Dioda Normal adalah penggunaan Logam-semikonduktor (Metal-Semiconductor Junction) untuk persimpangan Dioda Schottky sedangkan Dioda Normal pada umumnya menggunakan Persimpangan Semikonduktor-semikonduktor (Semiconductor-semiconduction Junction).
Dioda Schottky atau Schottky Diode ini biasanya digunakan pada rangkaian switching berkecepatan tinggi, rangkaian Frekuensi Radio (RF), Mixer dan rangkaian Penyearah Pencatu Daya. Nama Schottky ini diambil dari nama penemu efek Schottky yaitu Walter H. Schottky yang berasal Jerman. Efek Schottky adalah efek penghalang potensial yang terbentuk pada pertemuan logam-semikonduktor yang mempunyai karakteristik penyearahan. Efek tersebut cocok untuk penggunaannya pada dioda. Oleh karena itu, Dioda Schottky (Schottky Diode) disebut juga dengan Dioda Penghalang atau Barrier Diode.
Pada Dioda Normal yang menggunakan persimpangan Positif-Negatif (PN Junction), semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n digunakan untuk membentuk persimpangan p-n. Sedangkan pada Schottky Diode, semikonduktor tipe-p digantikan dengan bahan jenis logam seperti aluminium ataupun platinum sehingga membentuk sambungan persimpangan logam-semikonduktor tipe-n (Metal-Semiconductor tipe-n). Sambungan antara logam dan semikonduktor ini menghasilkan lapisan penghalang atau lapisan deplesi yang dikenal dengan istilah “schottky barrier” atau “penghalang schottky”.
Gambar 1 Bentuk Dioda


Gambar 2 Perbandingan karakteristik hot-carrier dan dioda persimpangan p-n.

Penerapan bias ke depan seperti yang ditunjukkan pada kuadran pertama Gambar 2 akan mengurangi kekuatan penghalang negatif melalui daya tarik dari potensi positif yang diterapkan untuk elektron dari wilayah ini. Hasilnya adalah pengembalian ke aliran elektron yang berat melintasi batas, yang besarnya dikontrol oleh tingkat potensi bias yang diterapkan. Penghalang di persimpangan untuk dioda Schottky kurang dari pada perangkat persimpangan p-n di kedua daerah maju dan mundur bias. Oleh karena itu hasilnya adalah arus yang lebih tinggi pada bias yang diterapkan yang sama di daerah maju dan bias balik. Ini adalah efek yang diinginkan di daerah bias maju tetapi sangat tidak diinginkan di wilayah bias balik.


(a)   Kurva I-V Menampilkan Variasi Suhu Khas untuk 5082-2300 Diode Schottky Series.

(b)   5082-2300 Seri Arus Balik Khas vs. Tegangan Balik pada TA = 25 ° C.


(c)    5082-2300 Seri Kapasitansi Khas vs. Tegangan Terbalik pada TA = 25 ° C.

Gambar 3 Kurva karakteristik untuk seri HewlettPackard 5082-2300 dioda Schottky tujuan umum.

Drop tegangan maju maksimum tidak melebihi 0,65 V untuk semua perangkat, sementara ini pada dasarnya VT untuk dioda silikon. Tiga set kurva untuk seri Hewlett-Packard 5082-2300 dioda Schottky tujuan umum disediakan pada Gambar 3. Perhatikan pada T 100 ° C pada Gambar. 3a bahwa VF hanya 0,1 V pada arus 0,01 mA. Perhatikan juga bahwa arus balik telah dibatasi untuk nanoamperes pada Gambar. 3b dan kapasitansi hingga 1 pF pada Gambar. 3c untuk memastikan tingkat switching yang tinggi.



4. Prinsip Kerja [KEMBALI]

Pada saat Dioda Schottky (Diode Schottky) tidak diberikan tegangan atau dalam kondisi unbiased (kondisi tanpa tegangan), tingkat energi elektron yang berada di sisi semikonduktor tipe-n sangat rendah jika dibandingkan dengan tingkat energi di sisi logam. Dengan demikian, elektron tidak dapat mengalir melalui penghalang persimpangan yang disebut dengan penghalang schottky ini. Namun apabila Dioda Schottky diberikan tegangan bias maju (forward bias), elektron di sisi semikonduktor tipe-n akan mendapat energi yang cukup untuk melewati penghalang persimpangan dan masuk ke wilayah logam. Elektron ini masuk ke dalam wilayah logam dengan energi yang sangat besar sehingga disebut juga elektron pembawa panas (hot carrier). Oleh karena itu, Schottky Diode ini sering juga disebut dengan Dioda Pembawa Panas atau Hot Carrier Diode.
Arus listrik akan mengalir melalui Schottky Diode secara bias maju (forward bias) apabila terdapat tegangan maju yang cukup diberikan ke Schottky Diode. Karena aliran arus listrik ini, akan terjadi kehilangan tegangan kecil pada saat melintasi terminal dioda Schottky, kehilangan tegangan inilah yang disebut dengan “drop voltage”. Kehilangan Tegangan atau Drop Voltage pada Dioda Silikon (dioda normal) biasanya adalah sekitar 0,6V hingga 0,7V, sementara drop voltage pada Dioda Schottky hanya sekitar 0,2V hingga 0,3V.
Dengan kata lain, tegangan yang terbuang untuk mengaktifkan Dioda Silikon adalah sekitar 0,6V hingga 0,7V sedangkan tegangan yang terbuang hanya sekitar 0,2V hingga 0,3V. Artinya, Schottky Diode mengkonsumsi tegangan yang lebih kecil dari Dioda Normal pada umumnya.
Karakteristik utama Schottky Diode yang bisa dinyalakan (switch ON) dan dimatikan (switch OFF) lebih cepat serta tidak menghasilkan noise yang berlebihan (noise yang tidak diinginkan) dibandingkan dengan dioda normal yang menggunakan persimpangan PN ini menjadikannya cocok untuk diaplikasikan ke rangkaian yang memerlukan switching ON/OFF berkecepatan tinggi.



5. Gambar Rangkaian [KEMBALI]




6. Video [KEMBALI]



7. Download [KEMBALI]

Rankaian [klik disini]

Download Datasheet Kapasitor [Klik disini]
Download Datasheet Resistor Variabel [Klik disini]




Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)