Cara Kerja dan Aplikasi Rangkaian Dioda Kristal

Cara Kerja dan Aplikasi Rangkaian Dioda Kristal

Itu proyek berbasis mikrokontroler atau proyek elektronika dan kelistrikan lainnya dirancang dengan menggunakan beberapa komponen dasar dalam kelistrikan dan elektronika, yang diklasifikasikan sebagai elemen. Unsur-unsur yang menyimpan atau menghilangkan energi disebut sebagai unsur Pasif, dan unsur yang menyediakan atau mengalirkan energi yang dikendalikan disebut sebagai unsur Aktif. Elemen dasar ini termasuk Resistor listrik , Induktor, berbagai jenis Dioda termasuk dioda Crystal, dioda Gunn, dioda Peltier, dioda Zener, dioda Tunnel, dioda Varactor, dll. Transformer, Kapasitor, Semikonduktor, Transistor, Thyristor, Sirkuit terpadu, Perangkat optoelektronik , Tabung Vakum, Sensor, Memristor, Transduser, Detektor, Antena dan sebagainya. Pada artikel ini, kita akan membahas tentang komponen dioda Crystal yang paling sering digunakan.



Crystal Diode

Dioda Kristal Germanium

Dioda Kristal Germanium

Dioda semikonduktor atau dioda persimpangan P-N adalah perangkat dua terminal yang memungkinkan arus mengalir hanya dalam satu arah dan memblokir aliran arus ke arah lain. Kedua terminal ini adalah anoda dan katoda. Jika tegangan anoda lebih besar dari tegangan katoda, maka dioda memulai konduksi. Dioda kristal disebut juga sebagai dioda kumis Cat atau dioda kontak titik atau Kristal. Perangkat semikonduktor gelombang mikro dioda ini dikembangkan selama Perang Dunia II untuk digunakan di penerima dan detektor microwave .






Rangkaian Dioda Kristal Bekerja

Pengoperasian dioda kristal bergantung pada tekanan kontak antara kristal dan titik semikonduktor. Terdiri dari dua bagian - kristal persegi panjang kecil dari silikon tipe-N dengan satu bagian, dan kawat berilium-tembaga, perunggu-fosfor, dan tungsten halus yang disebut kawat kumis Cat yang menekan kristal untuk membentuk bagian lain. Untuk membentuk daerah tipe-P di sekitar kristal, arus besar dialirkan ke kristal silikon dari kumis kucing selama pembuatan dioda kristal atau dioda kontak-titik. Oleh karena itu, persimpangan-PN terbentuk dan berperilaku mirip dengan persimpangan-PN normal.

Titik Kontak Diode

Titik Kontak Diode



Namun karakteristik dioda kristal berbeda dengan karakteristik dioda PN-junction. Dalam kondisi bias maju, resistansi dioda kontak titik lebih tinggi dibandingkan dioda PN-junction umum. Dalam kondisi bias balik, dalam kasus dioda kontak titik, aliran arus melalui dioda tidak independen dari tegangan yang diterapkan pada kristal seperti pada dioda persimpangan. Kapasitansi antara kumis kucing dan kristal lebih kecil dibandingkan dengan kapasitansi dioda persimpangan antara kedua sisi dioda. Dengan demikian, reaktansi ke kapasitansi tinggi dan pada frekuensi tinggi arus kapasitif yang sangat kecil mengalir di rangkaian.

Simbol Skema Dioda Kristal

Simbol Skema Dioda Kristal

Secara umum kita tahu bahwa dioda persimpangan PN atau dioda semikonduktor bekerja ketika tegangan anoda lebih besar dari tegangan katoda. Rangkaian ini dapat direalisasikan dengan tiga cara: model perkiraan, model yang disederhanakan dan model ideal. Rangkaian dioda kristal yang bekerja untuk setiap model ditunjukkan di bawah ini. Jika kita menerapkan tegangan maju Vf, maka karakteristik modem sebagai Vf vs If ditunjukkan pada gambar.

Model Perkiraan

Model perkiraan rangkaian dioda kristal terdiri dari dioda ideal yang terhubung seri, resistansi maju Rf, dan penghalang potensial Vo. Dioda sebenarnya harus mengatasi penghalang potensial Vo dan penurunan internal VfRf. Penurunan tegangan muncul melintasi dioda karena arus Jika mengalir melalui resistansi internal Rf.


Model Perkiraan

Model Perkiraan

Dioda memulai konduksi hanya jika tegangan maju yang diterapkan Vf melebihi tegangan penghalang potensial Vo.

Model Sederhana

Dalam model ini, resistansi internal Rf tidak dipertimbangkan. Oleh karena itu, rangkaian ekuivalen terdiri dari penghalang potensial Vo saja. Untuk analisis rangkaian dioda, model ini paling sering digunakan.

Model Sederhana

Model Sederhana

Model Ideal

Dalam model ini, resistansi internal Rf dan penghalang potensial Vo tidak dipertimbangkan. Faktanya, secara praktis tidak ada dioda yang ideal dan diasumsikan bahwa terdapat dioda yang ideal untuk beberapa analisis rangkaian dioda.

Model Ideal

Model Ideal

Aplikasi Dioda Kristal

Dioda ini digunakan dalam banyak aplikasi seperti penerima radio kristal. Dalam artikel ini, kristal yang paling sering digunakan aplikasi dioda seperti penyearah dioda kristal dan detektor dioda kristal disebutkan di bawah ini.

Penyearah Dioda Kristal

Fisikawan Jerman Ferdinand Braun saat mempelajari karakteristik kristal yang menghantarkan listrik dan elektrolit pada tahun 1874, menemukan efek rektifikasi pada titik kontak logam dan beberapa bahan kristal. Ketika bahan dengan kemurnian tertinggi tidak tersedia, penyearah kontak titik berbasis timbal sulfida ditemukan.

Penyearah Dioda Kristal

Penyearah Dioda Kristal

Dioda kristal dapat digunakan sebagai penyearah untuk mengubah AC menjadi DC. Karena hanya berjalan dalam satu arah dan memblokir aliran arus ke arah sebaliknya yang mirip dengan dioda normal- dapat digunakan untuk mendesain setengah gelombang, gelombang penuh dan sirkuit penyearah jembatan .

Detektor Dioda Kristal

Pada tahun 1900-an, ini terutama digunakan dalam set radio kristal sebagai detektor sinyal. Permukaan kristal membuat kontak dengan probe logam halus. Dengan demikian, dioda kontak titik mendapat nama deskriptif sebagai a detektor kumis kucing . Ini sudah usang dan terdiri dari kawat logam tipis dan tajam yang bertindak sebagai anoda dan kristal semikonduktor yang bertindak sebagai katoda. Kawat logam tipis anoda yang disebut kawat kumis kucing ini ditekan pada kristal katoda. Detektor dioda kristal ini dikembangkan pada awal 1900-an dan digunakan untuk menemukan titik panas di bahan semikonduktor katoda kristal yang disesuaikan secara manual untuk deteksi gelombang radio terbaik.

Ini terutama dikembangkan dengan menggunakan kristal mineral galena atau sepotong batu bara pada tahun 1906 tetapi sebagian besar dioda terbaru sedang dikembangkan menggunakan silikon, selenium dan germanium. Karena dioda ini memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah, maka tegangan DC disediakan oleh sinyal pembawa yang diperbaiki untuk menggerakkan headphone. Pada tahun 1946, Sylvania memelopori penggunaan germanium untuk pertama kalinya dalam dioda kristal komersial 1N34.

Penyesuaian Manual Crystal Diode

Penyesuaian Manual Crystal Diode

Pertama-tama, titik sensitif perlu diidentifikasi dengan mencari seluruh permukaan yang bisa segera hilang karena getarannya. Jadi, untuk membuat seluruh permukaan sensitif dan menghindari pencarian titik sensitif, mineral ini diganti dengan semikonduktor N-doped.

Ilmuwan G. W. Pickard pada tahun 1906 menyempurnakan perangkat ini dengan menghasilkan daerah tipe-P terlokalisasi dalam semikonduktor menggunakan kontak logam runcing. Untuk membuatnya stabil secara elektrik dan mekanis, dioda kontak seluruh titik dienkapsulasi dalam badan silinder dengan memasang titik logam pada tempatnya. Meskipun ada banyak dioda seperti dioda junction dan semikonduktor modern, tetap saja dioda kristal ini digunakan sebagai detektor frekuensi gelombang mikro karena kapasitansinya yang rendah.

Kami berharap setelah membaca artikel ini Anda mungkin mendapat gambaran singkat tentang dioda kristal. Untuk bantuan teknis tentang topik ini dan juga tentang proyek listrik dan elektronik , Anda dapat memposting ide, komentar, dan saran Anda untuk mendorong pembaca lain meningkatkan pengetahuan mereka.

Kredit Foto: