-Mampu mengaplikasikan Bahan Ekstrinsik tipe N dan P dan Diode Semikonduktor pada rangkaian
-DC voltmeter
* Resistance (Ohms) : 220 V
* Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W
* Tolerance : ± 5%
* Packaging : Bulk
* Composition : Carbon Film
* Temperature Coefficient : 350ppm/°C
* Lead Free Status : Lead Free
* RoHS Status : RoHs Complient
- Spesifikasi
* Trigger Voltage (Voltage across coil) : 5V DC
* Trigger Current (Nominal current) : 70mA
* Maximum AC load current: 10A @ 250/125V AC
* Maximum DC load current: 10A @ 30/28V DC
* Compact 5-pin configuration with plastic moulding
* Operating time: 10msec Release time: 5msec
* Maximum switching: 300 operating/minute (mechanically)
- Konfigurasi Pin
* Coil End 1 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
* Coil End 2 : Used to trigger(On/Off) the Relay, Normally one end is connected to 5V and the other end to ground.
* Common (COM) : Common is connected to one End of the Load that is to be controlled.
* Normally Close (NC) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NC the load remains connected before trigger.
* Normally Open (NO) : The other end of the load is either connected to NO or NC. If connected to NO the load remains disconnected before trigger.
Karakteristik bahan semikonduktor
dapat diubah secara signifikan dengan penambahan atom pengotor tertentu ke
dalam bahan semikonduktor yang relatif murni.
Bahan semikonduktor yang telah
mengalami proses doping disebut bahan ekstrinsik.
Ada dua bahan ekstrinsik yang
kepentingannya tak terukur untuk fabrikasi perangkat semikonduktor: n- jenis
dan p- Tipe
n- Jenis Bahan
Keduanya n- dan p- jenis bahan
dibentuk dengan menambahkan sejumlah atom pengotor yang telah ditentukan
sebelumnya ke dalam basis germanium atau silikon. Itu n- tipe dibuat dengan
memperkenalkan elemen pengotor yang memiliki lima elektron valensi (
pentavalen), seperti antimon, arsenik, dan fosfor. Efek dari elemen pengotor
tersebut ditunjukkan dalam
EXAMPLE 1
Gambar 1.9 (menggunakan antimon
sebagai pengotor dalam basis silikon). Perhatikan bahwa empat ikatan kovalen
masih ada. Namun, ada tambahan elektron kelima karena atom pengotor, yaitu
tidak terkait dengan ikatan kovalen tertentu. Elektron yang tersisa ini, yang
terikat longgar dengan atom induknya (antimon), relatif bebas bergerak di dalam
atom yang baru terbentuk n- jenis material. Karena atom pengotor yang
dimasukkan telah menyumbangkan elektron yang relatif "bebas" ke
struktur:
Efek dari proses doping ini pada
konduktivitas relatif paling baik dijelaskan melalui penggunaan diagram pita
energi pada Gambar 1.10. Perhatikan bahwa energi diskrit level (disebut tingkat
donor) muncul di pita terlarang dengan E g jauh lebih sedikit daripada materi
intrinsik.
p- Jenis Bahan
tu p- Jenis bahan yang dibentuk
dengan doping kristal germanium atau silikon murni dengan atom pengotor tiga
elektron valensi. Elemen yang paling sering digunakan untuk tujuan ini adalah
boron, galium, dan indium. Pengaruh salah satu elemen ini, boron, pada dasar
silikon ditunjukkan pada Gambar 1.11.
EXAMPLE 2
Perhatikan bahwa sekarang jumlah
elektron tidak mencukupi untuk menyelesaikan ikatan kovalen dari kisi yang baru
terbentuk. Kekosongan yang dihasilkan disebut a lubang dan diwakili oleh
lingkaran kecil atau tanda positif karena tidak adanya muatan negatif. Karena
lowongan yang dihasilkan akan segera menerima sebuah elektron “bebas”:
Pengotor yang menyebar dengan tiga elektron valensi disebut atom
akseptor
Hasilnya p- jenis bahan listrik
netral, untuk alasan yang sama dijelaskan untuk n- jenis material
Aliran Elektron versus Lubang
Pengaruh lubang pada konduksi
ditunjukkan pada Gambar. 1.12
Jika elektron valensi memperoleh energi kinetik yang cukup untuk memutuskan ikatan kovalennya dan mengisi kekosongan yang diciptakan oleh sebuah lubang, maka akan tercipta kekosongan atau lubang dalam ikatan kovalen yang melepaskan elektron tersebut. Oleh karena itu, terjadi perpindahan lubang ke kiri dan elektron ke kanan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.12. Arah yang akan digunakan dalam teks ini adalah dari aliran konvensional, yang ditunjukkan dengan arah aliran lubang.
Dioda semikonduktor dibentuk hanya dengan menyatukan bahan-bahan ini (dibangun dari basis yang sama — Ge atau Si).
Wilayah ion positif dan negatif yang tidak terlindungi ini disebut wilayah penipisan karena penipisan pembawa di wilayah ini. Karena dioda adalah perangkat dua terminal, penerapan tegangan pada terminalnya menyisakan tiga kemungkinan: tidak ada bias (V D 0 V), bias maju (V D 0 V), dan bias balik (V. D 0 V).
Tanpa Bias Terapan ( V. D 0 V)
Dalam kondisi tanpa bias (tidak ada tegangan yang diterapkan), semua pembawa minoritas (lubang) di n- Jenis material yang berada di wilayah penipisan akan langsung masuk ke p- jenis material. Semakin dekat pembawa minoritas ke persimpangan, semakin besar tarikan lapisan ion negatif dan semakin sedikit oposisi ion positif di daerah penipisan ion negatif. n- jenis material.
Gambar 1.14 akan mengungkapkan bahwa besaran relatif vektor aliran sedemikian rupa sehingga aliran bersih di kedua arah adalah nol. Pembatalan vektor ini telah ditunjukkan dengan garis bersilangan. Panjang vektor yang mewakili aliran lubang telah ditarik lebih panjang dari pada aliran elektron untuk menunjukkan bahwa besarnya masing-masing tidak harus sama untuk pembatalan dan bahwa tingkat doping untuk setiap bahan dapat menghasilkan aliran pembawa lubang dan elektron yang tidak sama , oleh karena itu: Dengan tidak adanya tegangan bias yang diterapkan, aliran muatan bersih dalam satu arah untuk dioda semikonduktor adalah nol.
Simbol untuk dioda diulangi pada Gambar 1.15 dengan kaitannya n- dan p- tipe wilayah. panah dikaitkan dengan p- ketik komponen dan bilah dengan itu n- tipe wilayah. Seperti yang ditunjukkan, untuk V. D 0 V, arus ke segala arah adalah 0 mA.
Simbol untuk dioda diulangi pada Gambar 1.15 dengan kaitannya n- dan p- tipe wilayah. panah dikaitkan dengan p- ketik komponen dan bilah dengan itu n- tipe wilayah. Seperti yang ditunjukkan, untuk V. D 0 V, arus ke segala arah adalah 0 mA.
Kondisi Reverse-Bias ( V. D 0 V)
Jika potensi eksternal V. volt diterapkan di seluruh pn persimpangan sedemikian rupa sehingga terminal positif terhubung ke n- jenis material dan terminal negatif terhubung ke p- jenis material seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1.16, jumlah ion positif yang tidak terlindungi di daerah penipisan n- jenis material akan meningkat karena banyaknya elektron "bebas" yang ditarik ke potensial positif dari tegangan yang diberikan.
Arus yang ada dalam kondisi bias balik disebut arus saturasi balik dan diwakili oleh I. s.
Kondisi Forward-Bias ( V. D 0 V)
SEBUAH bias maju atau kondisi "on" ditetapkan dengan menerapkan potensi positif ke p- jenis material dan potensi negatif untuk n- jenis material seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1.18. Oleh karena itu, :
Dioda semikonduktor bias maju saat dihubungkan p- jenis dan p ositive dan n- jenis dan n egatif telah mapan.
Penerapan potensi bias maju V. D akan "menekan" elektron di n- jenis bahan dan lubang di p- jenis bahan untuk bergabung kembali dengan ion di dekat membatasi dan mengurangi lebar daerah penipisan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.18. Aliran elektron pembawa minoritas yang dihasilkan dari p- ketik material ke n- jenis bahan (dan lubang dari n- ketik material ke p- jenis material) tidak berubah besarnya (karena tingkat konduksi dikontrol terutama oleh jumlah pengotor yang terbatas dalam material), tetapi pengurangan lebar daerah penipisan telah mengakibatkan sebagian besar aliran melintasi persimpangan, kembali menghasilkan kenaikan arus secara eksponensial seperti yang ditunjukkan di wilayah bias maju dari karakteristik Gambar 1.19.
Example 1
Perhatikan gambar 1.19 bahwa unit yang tersedia secara komersial memiliki karakteristik yang bergeser ke kanan dengan sepersepuluh volt. Hal ini disebabkan oleh resistansi "tubuh" internal dan resistansi "kontak" eksternal dari dioda. Masing-masing berkontribusi ke tegangan tambahan pada level arus yang sama seperti yang ditentukan oleh hukum Ohm ( V. IR).
Wilayah Zener
Meskipun skala pada Gambar 1.19 adalah puluhan volt di daerah negatif, ada titik di mana penerapan tegangan yang terlalu negatif akan menghasilkan perubahan yang tajam.
pada Gambar. 1.22. Arus meningkat dengan kecepatan yang sangat cepat ke arah yang berlawanan dengan daerah tegangan positif. Potensi bias balik yang menghasilkan perubahan karakteristik yang dramatis ini disebut Potensi zener
Wilayah Zener dari dioda semikonduktor yang dijelaskan harus dihindari jika respons sistem tidak akan sepenuhnya diubah oleh perubahan karakteristik yang tajam di wilayah tegangan balik ini. Potensial bias balik maksimum yang dapat diterapkan sebelum memasuki wilayah Zener disebut tegangan invers puncak (disebut hanya sebagai peringkat PIV) atau tegangan balik puncak (dilambangkan dengan peringkat PRV). Jika suatu aplikasi memerlukan peringkat PIV lebih besar dari pada satu unit, sejumlah dioda dengan karakteristik yang sama dapat dihubungkan secara seri. Dioda juga dihubungkan secara paralel untuk meningkatkan kapasitas pembawa arus.
Silikon versus Germanium
Dioda silikon secara umum memiliki PIV dan peringkat arus yang lebih tinggi serta rentang suhu yang lebih luas daripada dioda germanium.
tegangan bias maju diperlukan untuk mencapai wilayah ayunan ke atas. Ini biasanya dari urutan besarnya 0,7 V untuk secara komersial dioda silikon tersedia dan 0,3 V untuk dioda germanium ketika dibulatkan ke persepuluhan terdekat. . Namun, untuk memastikan minimal fusi dengan istilah lain, seperti tegangan keluaran ( V. Hai) dan tegangan maju ( V. F), tidaktation V. T telah diadopsi untuk buku ini, dari kata "ambang."
Efek Suhu
Suhu dapat memiliki efek yang ditandai pada karakteristik dioda semikonduktor silikon seperti yang disaksikan oleh dioda silikon pada Gambar 1.24. Telah ditemukan secara eksperimental bahwa: Arus saturasi balik I s akan menjadi sekitar dua kali lipat besarnya untuk setiap kenaikan suhu 10 ° C.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar