Gambaran Umum tentang Berbagai Jenis Dioda dan Penggunaannya

Dioda adalah perangkat listrik dua terminal, yang memungkinkan transfer arus hanya dalam satu arah. Dioda juga dikenal dengan sifat arus searah, di mana arus listrik dibiarkan mengalir ke satu arah. Pada dasarnya, dioda digunakan untuk memperbaiki bentuk gelombang, di dalam detektor radio atau di dalam catu daya . Mereka juga dapat digunakan di berbagai sirkuit listrik dan elektronik di mana diperlukan hasil 'satu arah' dari dioda. Sebagian besar dioda terbuat dari semikonduktor seperti Si (silikon), tetapi dalam beberapa kasus, Ge (germanium) juga digunakan. Terkadang bermanfaat untuk meringkas file berbagai jenis dioda ada . Beberapa jenis mungkin tumpang tindih, tetapi berbagai definisi mungkin bermanfaat untuk mempersempit bidang dan menawarkan gambaran umum tentang berbagai jenis dioda.

Apa Jenis Dioda Yang Berbeda?

Ada beberapa jenis dioda dan tersedia untuk digunakan dalam desain elektronika yaitu dioda Mundur, Dioda BARRITT, Dioda Gunn, Dioda Laser, Dioda pemancar cahaya, Dioda doping emas , dioda kristal , PN Junction, Dioda Shockley , Dioda pemulihan langkah, Dioda terowongan, Dioda Varactor, dan dioda Zener.

Jenis Dioda

Penjelasan Mendetail tentang Dioda

Mari kita bahas secara detail tentang prinsip kerja dioda.

Dioda Mundur

Jenis dioda ini juga disebut dioda belakang, dan tidak diterapkan secara berlebihan. Dioda mundur adalah dioda PN-junction yang memiliki operasi serupa dengan dioda terowongan. Skenario penerowongan kuantum memegang tanggung jawab penting dalam konduksi arus terutama jalur terbalik. Dengan gambaran pita energi, kerja dioda yang sebenarnya dapat diketahui.

Bekerja dari Dioda Mundur

Pita yang terletak di tingkat paling atas disebut sebagai pita konduksi sedangkan pita tingkat bawah disebut sebagai pita valensi. Ketika ada penerapan energi pada elektron, elektron cenderung memperoleh energi dan bergerak menuju pita konduksi. Ketika elektron masuk dari pita valensi ke pita konduksi, tempatnya di pita valensi dibiarkan berlubang.

Dalam kondisi bias-nol, pita valensi yang ditempati berlawanan dengan pita konduksi yang ditempati. Sedangkan pada kondisi bias balik, P-region bergerak ke arah upside sesuai dengan N-region. Sekarang, pita yang ditempati di bagian-P berbeda dengan pita kosong di bagian-N. Jadi, elektron mulai melakukan tunneling dari pita yang ditempati di bagian P ke pita kosong di bagian N.

Jadi, ini menandakan bahwa aliran arus terjadi juga pada reverse biasing juga. Dalam kondisi bias maju, wilayah-N memiliki pergerakan ke arah atas yang sesuai dengan wilayah-P. Sekarang, pita yang ditempati di bagian-N berbeda dengan pita kosong di bagian-P. Jadi, elektron memulai penerowongan dari pita yang ditempati di bagian-N ke pita kosong di bagian-P.

Dalam jenis dioda ini, daerah resistansi negatif terbentuk dan ini digunakan terutama untuk kerja dioda.

Dioda Mundur

BARITT Diode

Istilah perpanjangan dioda ini adalah dioda Barrier Injection Transit Time yaitu dioda BARITT. Ini berlaku dalam aplikasi gelombang mikro dan memungkinkan banyak perbandingan dengan dioda IMPATT yang lebih banyak digunakan. Tautan ini menunjukkan deskripsi yang jelas tentang apa itu BARRITT Diode serta cara kerja dan implementasinya.

Gunn Diode

Dioda gunn adalah dioda sambungan PN, dioda semacam ini adalah perangkat semikonduktor yang memiliki dua terminal. Umumnya, ini digunakan untuk menghasilkan sinyal gelombang mikro. Silakan merujuk ke tautan di bawah ini untuk Gunn Diode Bekerja , Karakteristik, dan Aplikasinya.

Gunn Dioda

Dioda Laser

Dioda laser tidak memiliki proses yang sama seperti LED biasa (dioda pemancar cahaya) karena menghasilkan cahaya yang koheren. Dioda ini banyak digunakan untuk berbagai keperluan seperti DVD, drive CD, dan laser light pointer untuk PPT. Meskipun dioda ini lebih murah daripada jenis generator laser lainnya, harganya jauh lebih mahal daripada LED. Mereka juga memiliki kehidupan parsial.

Dioda Laser

Light Emitting Diode

Istilah LED adalah singkatan dari light-emitting diode, adalah salah satu jenis dioda yang paling standar. Ketika dioda terhubung dalam bias penerusan, maka arus mengalir melalui persimpangan dan menghasilkan cahaya. Banyak juga perkembangan LED baru yang mengalami perubahan yaitu LED dan OLED. Salah satu konsep utama yang harus diperhatikan tentang LED adalah karakteristik IV-nya. Mari kita bahas karakteristik LED secara detail.

Karakteristik Dioda Pemancar Cahaya

Sebelum LED memancarkan cahaya, diperlukan aliran arus melalui dioda karena ini adalah dioda berbasis arus. Di sini, jumlah intensitas cahaya berbanding lurus dengan arah maju arus yang mengalir melintasi dioda.

Ketika dioda menghantarkan arus dalam bias maju, maka harus ada resistor seri pembatas arus untuk melindungi dioda dari aliran tambahan arus. Perlu dicatat bahwa tidak boleh ada koneksi langsung antara catu daya ke LED yang menyebabkan kerusakan instan karena koneksi ini memungkinkan aliran arus yang sangat besar dan membakar perangkat.

LED Bekerja

Setiap jenis perangkat LED menahan rugi tegangan maju sendiri melalui sambungan PN dan kendala ini diketahui dari jenis semikonduktor yang digunakan. Ini menentukan jumlah penurunan tegangan untuk jumlah arus penerusan yang sesuai secara umum untuk nilai arus 20mA.

Dalam sebagian besar skenario, fungsi LED dari level tegangan minimal yang memiliki resistor dalam koneksi seri, Rs digunakan untuk membatasi jumlah arus maju ke tingkat yang dilindungi yang secara umum 5mA hingga 30mA ketika ada persyaratan kecerahan yang ditingkatkan .

Berbagai LED menghasilkan cahaya di wilayah spektrum UV yang sesuai sehingga menghasilkan tingkat intensitas cahaya yang berbeda. Pemilihan spesifik dari semikonduktor dapat diketahui oleh seluruh panjang gelombang emisi foton dan cahaya yang sesuai yang dihasilkan. Warna-warna LED adalah sebagai berikut:

Jadi warna LED yang tepat diketahui dari jarak panjang gelombang yang dipancarkan. Dan panjang gelombang diketahui oleh komposisi semikonduktor spesifik yang digunakan pada sambungan PN pada saat proses pembuatannya. Jadi, jelas bahwa warna pancaran cahaya dari LED ini bukan karena plastik yang digunakan sudah kotor. Tetapi juga meningkatkan kecerahan cahaya saat tidak diterangi oleh pasokan arus. Dengan kombinasi berbagai zat semikonduktor, gas, dan logam, LED di bawah ini dapat dihasilkan, yaitu:

• Gallium Arsenide (GaAs) yang infra merah
• Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) berkisar dari merah hingga infra-merah dan oranye
• Aluminium Gallium Arsenide Phosphide (AlGaAsP) yang memiliki peningkatan warna merah cerah, jenis orange warna merah, orange, dan kuning.
• Gallium Phosphide (GaP) ada dalam warna merah, kuning, dan hijau
• Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) - kebanyakan berwarna hijau
• Gallium Nitride (GaN) yang tersedia dalam warna hijau dan hijau zamrud
• Gallium Indium Nitride (GaInN) mendekati ultraviolet, warna campuran biru dan hijau dan biru
• Silicon Carbide (SiC) tersedia dalam warna biru sebagai substrat
• Zinc Selenide (ZnSe) berwarna biru
• Aluminium Gallium Nitride (AlGaN) yang merupakan ultraviolet

Fotodioda

Fotodioda digunakan untuk mendeteksi cahaya. Diketahui bahwa ketika cahaya menabrak persimpangan-PN, ia dapat menciptakan elektron dan lubang. Biasanya, fotodioda beroperasi dalam kondisi bias balik di mana bahkan sejumlah kecil aliran arus yang dihasilkan dari cahaya dapat dengan mudah diketahui. Dioda ini juga dapat digunakan untuk menghasilkan listrik.

Foto Diode

PIN Diode

Jenis dioda ini dicirikan oleh konstruksinya. Ia memiliki daerah tipe-P & tipe-N standar, tetapi daerah antara dua daerah yaitu semikonduktor intrinsik tidak memiliki doping. Daerah semikonduktor intrinsik memiliki efek meningkatkan luas daerah penipisan yang dapat bermanfaat untuk aplikasi switching.

PIN Diode

Pembawa muatan negatif dan positif dari daerah tipe N dan P memiliki pergerakan ke daerah intrinsik. Ketika daerah ini terisi penuh dengan lubang elektron, maka dioda mulai berjalan. Sedangkan dalam kondisi bias balik, lapisan intrinsik yang luas pada dioda dapat mencegah dan menahan level tegangan tinggi.

Pada tingkat frekuensi yang ditingkatkan, dioda PIN akan berfungsi sebagai resistor linier. Berfungsi sebagai resistor linier karena dioda ini memiliki waktu pemulihan terbalik yang tidak memadai . Ini adalah penyebab bahwa wilayah 'I' yang bermuatan listrik tinggi tidak akan memiliki cukup waktu untuk melepaskannya pada saat siklus cepat. Dan pada tingkat frekuensi minimal, dioda beroperasi sebagai dioda penyearah di mana ia memiliki waktu yang cukup untuk pemakaian dan pemadaman.

PN Junction Diode

Persimpangan PN standar dapat dianggap sebagai jenis dioda normal atau standar yang digunakan saat ini. Ini adalah yang paling menonjol dari berbagai jenis dioda yang ada dalam domain listrik. Tetapi, dioda ini dapat diterapkan sebagai jenis sinyal kecil untuk digunakan dalam RF (frekuensi radio), atau aplikasi arus rendah lainnya yang dapat disebut dioda sinyal. Jenis lain mungkin direncanakan untuk aplikasi tegangan tinggi dan arus tinggi dan biasanya dinamai dioda penyearah. Dalam dioda persimpangan PN, kondisi bias harus jelas. Terutama ada tiga kondisi bias dan ini tergantung pada tingkat tegangan yang diterapkan.

• Bias maju - Di sini, terminal positif dan negatif terhubung ke dioda jenis P dan N.
• Bias terbalik - Di sini, terminal positif dan negatif terhubung ke dioda tipe N dan P.
• Bias nol - Ini disebut bias '0' karena tidak ada tegangan eksternal yang diterapkan ke dioda.

Forward Bias dari PN Junction Diode

Dalam kondisi bias maju, persimpangan PN dikembangkan ketika tepi positif dan negatif baterai dihubungkan ke tipe P dan N. Ketika dioda berfungsi dalam bias penerusan, maka medan listrik internal dan yang diterapkan di persimpangan berada di jalur yang berlawanan. Ketika medan listrik ini dijumlahkan, maka tingkat keluaran konsekuensial lebih kecil dari pada medan listrik yang diterapkan.

Forward Bias di PN Junction Jenis Dioda

Sambungan ini menghasilkan jalur resistif minimal dan area penipisan yang lebih tipis. Hambatan daerah penipisan menjadi lebih dapat diabaikan ketika nilai tegangan yang diberikan lebih. Misalnya, dalam semikonduktor silikon, ketika nilai tegangan yang diterapkan adalah 0.6V, maka nilai resistansi lapisan penipisan menjadi sepenuhnya dapat diabaikan dan akan ada aliran arus yang tidak terhalang di atasnya.

Reverse Bias dari PN Junction Diode

Di sini, hubungannya adalah bahwa tepi positif dan negatif baterai terhubung ke daerah tipe-N dan tipe-P, Ini membentuk persimpangan PN bias-balik. Dalam situasi ini, diterapkan dan medan listrik internal dalam arah yang sama. Jika kedua medan listrik dijumlahkan, maka lintasan medan listrik resultan sama dengan lintasan medan listrik internal. Ini mengembangkan daerah penipisan resistif yang lebih tebal dan ditingkatkan. Daerah penipisan mengalami lebih banyak sensitivitas dan ketebalan ketika level tegangan yang diterapkan semakin banyak.

Reverse Bias di PN Junction Type of Diodes

Karakteristik V-I dari PN Junction Diode

Selain itu, lebih penting lagi untuk menyadari karakteristik V-I dari dioda PN junction.

Ketika dioda dioperasikan dalam kondisi bias '0' yang berarti tidak ada penerapan tegangan eksternal ke dioda. Ini menandakan bahwa penghalang potensial membatasi aliran arus.

Sedangkan pada saat dioda beroperasi dalam kondisi forwarding bias maka akan terdapat potensi barrier yang lebih tipis. Pada dioda jenis silikon, bila nilai tegangan 0.7V dan pada jenis dioda germanium bila nilai tegangan 0.3V, maka lebar penghalang potensial berkurang dan hal ini memungkinkan aliran arus melalui dioda.

Karakteristik VI dalam PN Junction Diode

Dalam hal ini, akan terjadi peningkatan bertahap dalam nilai arus dan kurva resultannya adalah non-linier dimana karena level tegangan yang diterapkan melebihi penghalang potensial. Ketika dioda mengatasi penghalang potensial ini, fungsi dioda dalam kondisi normal, dan bentuk kurva secara bertahap menjadi tajam (menjadi bentuk linier) dengan kenaikan nilai tegangan.

Dimana pada saat dioda beroperasi pada kondisi bias balik maka akan terjadi peningkatan potensi penghalang. Karena akan ada kehadiran pembawa muatan minoritas di persimpangan, ini memungkinkan aliran arus saturasi balik. Ketika ada peningkatan level tegangan yang diterapkan, pembawa muatan minoritas memiliki energi kinetik yang meningkat yang menunjukkan dampak pada pembawa muatan mayoritas. Pada tahap ini, kerusakan dioda terjadi dan ini dapat menyebabkan dioda menjadi rusak.

Dioda Schottky

Dioda Schottky memiliki penurunan tegangan maju yang lebih rendah daripada dioda PN-junction Si biasa. Pada arus rendah, penurunan tegangan mungkin antara 0,15 & 0,4 volt dibandingkan dengan 0,6 volt untuk dioda a-Si. Untuk mencapai kinerja ini, mereka dirancang dengan cara yang berbeda untuk dibandingkan dengan dioda normal yang memiliki kontak logam ke semikonduktor. Dioda ini banyak digunakan dalam aplikasi penyearah, dioda penjepit, dan juga dalam aplikasi RF.

Dioda Schottky

Langkah Recovery Diode

Dioda pemulihan langkah adalah jenis dioda gelombang mikro yang digunakan untuk menghasilkan pulsa pada sangat HF ​​(frekuensi tinggi). Dioda ini bergantung pada dioda yang memiliki karakteristik mematikan yang sangat cepat untuk pengoperasiannya.

Langkah Pemulihan Dioda

Tunnel Diode

Dioda terowongan digunakan untuk aplikasi gelombang mikro yang kinerjanya melampaui perangkat lain saat itu.

Tunnel Diode

Dalam domain kelistrikan, penerowongan menandakan bahwa itu adalah pergerakan langsung elektron melalui lebar minimal daerah penipisan dari pita konduksi ke pita valensi. Di dioda PN junction, daerah penipisan berkembang karena elektron dan lubang. Karena pembawa muatan positif dan negatif ini, medan listrik internal dikembangkan di daerah penipisan. Ini menciptakan gaya di jalur berlawanan dari tegangan eksternal.

Dengan adanya tunneling effect, ketika nilai tegangan maju minimal maka nilai arus maju akan semakin besar. Ini dapat berfungsi baik dalam kondisi bias maju dan mundur. Karena levelnya yang tinggi doping , itu juga dapat berfungsi dalam bias terbalik. Dengan berkurangnya potensi penghalang, maka tegangan rusaknya dalam arah sebaliknya juga mengalami penurunan dan mencapai hampir nol. Dengan tegangan balik minimal ini, dioda dapat mencapai kondisi rusak. Karena daerah perlawanan negatif ini terbentuk.

Varactor Diode atau Varicap Diode

Dioda varactor adalah salah satu jenis semikonduktor perangkat solid-state microwave dan digunakan di mana kapasitansi variabel dipilih yang dapat dicapai dengan mengontrol tegangan. Dioda ini juga disebut sebagai dioda variceal. Meskipun output daya dari kapasitansi variabel dapat ditunjukkan oleh dioda PN-junction normal. Tetapi, dioda ini dipilih untuk memberikan perubahan kapasitansi yang disukai karena merupakan jenis dioda yang berbeda. Dioda ini secara tepat dirancang dan ditingkatkan sedemikian rupa sehingga memungkinkan berbagai perubahan kapasitansi.

Varactor Diode

Dioda Zener

Dioda Zener digunakan untuk memberikan tegangan referensi yang stabil. Akibatnya, itu digunakan dalam jumlah besar. Ia bekerja dalam kondisi bias balik dan menemukan bahwa ketika tegangan tertentu tercapai, ia rusak. Jika aliran arus dibatasi oleh resistor, ini mengaktifkan tegangan stabil untuk dibangkitkan. Jenis dioda ini banyak digunakan untuk menawarkan tegangan referensi pada catu daya.

Dioda Zener

Ada berbagai metode dalam paket dioda Zener. Beberapa dari mereka digunakan untuk meningkatkan tingkat disipasi daya sedangkan yang lain digunakan untuk desain pemasangan tepi. Umum jenis dioda Zener terdiri dari penutup kaca minimal. Dioda ini memiliki pita pada salah satu sisinya yang menandainya sebagai katoda.

Dioda zener berfungsi dengan cara yang sama seperti dioda ketika dioperasikan dalam kondisi bias penerusan. Sedangkan pada reverse bias akan terjadi kejadian minimal kebocoran arus . Ketika ada peningkatan tegangan balik hingga tegangan rusak, maka ini menciptakan aliran arus melintasi dioda. Nilai arus akan mencapai maksimum dan ini ditangkap oleh resistor seri.

Aplikasi Zener Diode

Ada banyak aplikasi dioda Zener dan beberapa di antaranya adalah:

• Ini digunakan sebagai pembatas tegangan untuk mengatur level tegangan di nilai minimal beban
• Digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan pengamanan tegangan berlebih
• Digunakan dalam sirkuit kliping

Beberapa jenis dioda lain yang sangat penting diimplementasikan dalam berbagai aplikasi adalah sebagai berikut:

• Dioda Laser
• Dioda Avalanche
• Dioda Penekan Tegangan Transien
• Jenis dioda Doped Emas
• Jenis dioda Arus Konstan
• Diode Peltier
• Penyearah Terkendali Silikon dioda

Setiap dioda memiliki manfaat dan aplikasinya masing-masing. Beberapa di antaranya digunakan secara luas di berbagai aplikasi di beberapa domain, sedangkan sedikit di antaranya hanya digunakan di beberapa aplikasi. Jadi, ini semua tentang berbagai jenis dioda dan penggunaannya. Kami berharap Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang konsep ini atau untuk melaksanakan proyek kelistrikan, mohon berikan saran berharga Anda dengan berkomentar di bagian komentar di bawah ini. Ini pertanyaan untukmu, Apakah yang fungsi dioda ?