Pada artikel ini kita akan mempelajari secara komprehensif tentang dioda kontak titik awal, dan versi modernnya yaitu dioda Germanium.

Di sini kita akan mempelajari fakta-fakta berikut:

Sejarah singkat dioda kontak titik
Konstruksi dioda kontak titik dan dioda Germanium modern
Keuntungan dari dioda kontak titik atau dioda Germanium
Aplikasi Dioda Germanium

Sejarah Singkat Dioda Kontak Titik

Dioda titik-kontak adalah jenis dioda tertua yang ditemukan. Itu sangat mendasar dan dibangun di atas kristal dari bahan semikonduktor, seperti galena, zincite, atau carborundum. Dioda pertama kali digunakan sebagai cara yang murah dan efisien untuk mendeteksi gelombang radio karena memiliki 'kumis kucing'.

Karl Ferdinand Braun pertama kali mendemonstrasikan 'konduksi asimetris' arus listrik, antara kristal dan logam dalam dioda kontak titik pada tahun 1874.

Pada tahun 1894, Jagadish Bose melakukan penelitian gelombang mikro pertama menggunakan kristal sebagai pendeteksi gelombang radio. Detektor kristal pertama ditemukan oleh Bose pada tahun 1901.

G. W. Pickard terutama bertanggung jawab untuk mengubah detektor kristal menjadi perangkat radio yang berguna. Dia mulai meneliti elemen detektor pada tahun 1902 dan menemukan ribuan senyawa yang dapat digunakan untuk membuat persimpangan penyearah.

Sifat fisik yang mendasari sambungan semikonduktor kontak titik awal ini tidak diketahui pada saat digunakan. Studi lebih lanjut ke dalamnya pada 1930-an dan 1940-an menghasilkan penciptaan perangkat semikonduktor kontemporer.

Konstruksi Dioda Kontak Titik

Seperti yang terlihat pada gambar di bawah, kawat kecil seperti kumis kucing digunakan untuk menghubungi kristal. Ini lebih disukai yang terbuat dari emas untuk mencegah oksidasi.

Selanjutnya, jenis detektor lain muncul, seperti dioda germanium yang mahal dan tabung detektor yang akhirnya mahal.

Hal ini menyebabkan penerapan luas kumis kucing titik-kontak di radio nirkabel siaran selama Perang Dunia I.

Jika dibandingkan dengan semikonduktor modern, set detektor kumis kucing atau set kristal sama sekali tidak akurat. 'Kumis' harus ditempatkan secara manual pada kristal dan dipasang pada posisi tertentu. Namun, dalam beberapa jam operasi, efektivitasnya akan menurun dan posisi baru perlu ditentukan.

Meskipun memiliki banyak kekurangan, kumis dan kristal adalah semikonduktor pertama yang digunakan dalam radio nirkabel. Pada tahun-tahun awal nirkabel, sebagian besar penghobi mampu membelinya, dioda titik-kontak berfungsi dengan baik, tetapi tidak ada yang mengerti cara pengoperasiannya.

Dioda Germanium (Dioda Kontak Titik Modern)

Dioda kontak titik jauh lebih efisien dan andal saat ini. Seperti diilustrasikan pada gambar di bawah, mereka dibuat dari chip germanium tipe-N di mana tungsten halus atau kawat emas (menggantikan kumis) dimasukkan.

Kawat menyebabkan beberapa logam bermigrasi ke semikonduktor di mana ia menghubungi germanium. Ini berfungsi sebagai pengotor, membentuk wilayah tipe-P kecil dan membentuk persimpangan PN.

Karena ukuran kecil sambungan PN, ia tidak dapat mentolerir tingkat arus yang tinggi. Yang tertinggi biasanya beberapa miliampere. Arus balik dioda kontak-titik lebih besar daripada dioda silikon biasa. Ini adalah properti tambahan dari perangkat.

Biasanya nilai ini dapat berkisar dari lima hingga sepuluh microamps. Toleransi tegangan balik dioda kontak titik juga lebih rendah daripada beberapa dioda silikon lainnya.

Tegangan balik maksimum yang dapat ditoleransi perangkat, sering didefinisikan sebagai tegangan terbalik puncak (PIV). Nilai tegangan balik khas untuk salah satu dioda kontak titik ini kira-kira 70 volt.

Keuntungan

Dioda germanium, juga dikenal sebagai dioda titik-kontak, tampak dasar dalam banyak hal tetapi memiliki beberapa keuntungan. Keuntungan pertama adalah mudah diproduksi.

Dioda titik-kontak tidak memerlukan teknik difusi atau pertumbuhan epitaksi, yang biasanya diperlukan untuk menghasilkan sambungan PN yang lebih tradisional.

Pabrikan dapat dengan mudah memisahkan bagian germanium tipe-N, memposisikannya, dan menghubungkan kabel ke bagian tersebut di persimpangan penyearah yang ideal. Inilah sebabnya, pada periode awal teknologi semikonduktor, dioda ini banyak digunakan.

Kemudahan penggunaan dioda titik-kontak adalah keuntungan tambahannya. Persimpangan memiliki kapasitansi yang sangat rendah karena ukurannya yang kecil.

Meskipun dioda silikon biasa seperti 1N914 dan 1N916 hanya memiliki nilai beberapa picofarad, dioda kontak titik memiliki nilai yang lebih rendah. Properti ini membuatnya sangat cocok untuk aplikasi frekuensi radio.

Last but not least, germanium yang digunakan untuk memproduksi dioda kontak titik menghasilkan penurunan tegangan maju yang minimal, yang membuatnya sempurna untuk digunakan sebagai detektor. Oleh karena itu, dioda membutuhkan tegangan yang jauh lebih rendah untuk menghantarkan.

Berbeda dengan dioda silikon, yang membutuhkan 0,6 volt untuk ON, tegangan maju khas dioda germanium hampir 0,2 volt.

Aplikasi

Jika Anda seorang penghobi dan suka membuat set radio kecil, maka Anda mungkin menemukan aplikasi terbaik dari dioda kontak titik dalam set kristal.

Bentuk paling dasar dari penerima radio yang banyak digunakan pada masa awal radio dikenal sebagai penerima radio kristal. Hal ini juga biasa dikenal sebagai set kristal.

Hal yang paling menarik tentang radio ini adalah tidak memerlukan daya eksternal untuk beroperasi. Itu sebenarnya membuat sinyal audio menggunakan kekuatan sinyal radio yang diterima melalui antenanya.

Itu mendapatkan namanya dari komponen yang paling signifikan, detektor kristal (point contact diode), yang awalnya dibuat dari bahan kristal seperti galena.