DIODA SPECIFICATION SHEETS AND TRANSITION DIFFUSION CAPACITANCE
( Lembar Spesifikasi dioda dan Transisi, Kapasitansi Difusi )
1. Belajar dan memahami materi sub-chapter 1.9 - 1.10.
2. Memenuhi tugas Elektronika yang diberikan Bapak Darwison, M.T.
3. Menyelesaikan masalah yang berhubungan dengan materi sub-chapter 1.9 - 1.10
1. Dioda
Dioda sering juga disebut dengan “junction-diode” (dioda pertemuan) karena dibuatdengan mempertemukan dua lapisan bahan semikonduktor (germanium atau silikon) dengantipe yang berbeda. Satu lapisan dari tipe P (positif) dan satunya lagi dari tipe (negatif)! asildari penggabungan dua lapisan itu adalah sifat dioda yang menghantarkan listrik hanya ke satuarah. Setiap tipe dioda dibuat untuk keperluan-keperluan tertentu dalam penggunaannya padarangkaian elektronik! karena itu setiap dioda mempunyai karakteristik tersendiri yang meliputikemampuan dilalui arus! kemampuan menangani tegangan! bentuk fisik dan lain-lain.
Klik disini untuk lebih mengetahui tentang Dioda-1N4001
2. Batterai atau power supply 5 volt DC
DC Power Supply adalah suatu alat elektronik yang dapat menyediakan tegangan berupa tegangan DC. DC Power Supply biasanya digunakan dalam percobaan di laboraturium, project, maupun sebagai pembelajaran dalam bidang elektronika. DC Power Supply kerap disebut dengan sebutan Catu Daya.
Sederhananya, DC Power Supply befungsi sebagai 'Converter' tegangan dari AC (Alternating Current) ke tegangan DC (Direct Current). Mengingat perangkat elektronika membutuhkan tegangan yang lebih kecil serta stabil.
Klik disini untuk lebih mengetahui tentang DC Power Supply
3. Kapasitor
1.9 DATA SPEFIKASI DIODE
- Tegangan maju VF (pada arus dan suhu tertentu)
- Arus maju maksimum IF (pada suhu tertentu)
- Arus saturasi balik IR (pada tegangan dan suhu tertentu)
- Peringkat tegangan balik [PIV atau PRV atau V (BR), di mana BR berasal dari istilah tersebut“Breakdown” (pada suhu tertentu)]
- Tingkat disipasi daya maksimum pada suhu tertentu
- Tingkat kapasitansi (sebagaimana didefinisikan dalam Bagian 1.10)
- waktu pemulihan terbalik Trr (sebagaimana didefinisikan dalam Bagian 1.11)
- Kisaran suhu pengoperasian
- A: Tegangan bias balik minimum (PIV) untuk dioda padabalik yang ditentukan arus saturasi.
- B: Karakteristik suhu seperti yang ditunjukkan. Perhatikan penggunaan skala Celsius dan berbagai penggunaan [ingat bahwa pembekuan 32 ° F 0 ° C (H2O) dan titik didih 100 ° C 212 ° F (H2O)].
- C: Tingkat disipasi daya maksimum PD VDID 500 mW.maksimum Peringkat dayamenurun pada tingkat 3,33 mW per derajat kenaikan suhu di atas suhu kamar (25 ° C), seperti yang ditunjukkan secara jelas olehdaya kurva penurunanpada Gambar 1.36.
- D: Arus maju kontinu maksimum IFmax 500 mA (perhatikan IF versus suhu pada Gambar 1.36).
- E: Rentang nilai VF pada IF 200 mA. Perhatikan bahwa ini melebihi VT 0,7 V untuk kedua perangkat.
- F: Rentang nilai VF pada IF 1,0 mA. Catatan dalam hal ini bagaimana batas atas mengelilingi 0,7V.
- G: Pada VR 20 V dan IR suhu operasi khas 500 nA 0,5 A, sedangkan pada IR tegangan balik yang lebih tinggi turun menjadi 5 nA 0,005 A.
- H: Tingkat kapasitansi antara terminal sekitar 8 pF untuk dioda pada VR VD 0 V (tanpa bias) dan frekuensi yang diterapkan sebesar 1 MHz.
- I: Waktu pemulihan terbalik adalah 3 detik untuk daftar kondisi pengoperasian.
Sejumlah kurva pada Gambar 1.36 menggunakan skala log. Perhatikan pada gambar kiri atas
bagaimana VF meningkat dari sekitar 0,5 V menjadi lebih dari 1 V seiring IF meningkat dari 10
A menjadi lebih dari 100 mA. Pada gambar di bawah ini kita menemukan bahwa arus saturasi balik berubah sedikit dengan meningkatnya tingkat VR tetapi tetap pada kurang dari 1 nA pada suhu kamar hingga VR 125 V. Seperti yang dicatat pada gambar di sebelahnya, perhatikan seberapa cepat saturasi balik kenaikan saat ini dengan kenaikan suhu (seperti yang diperkirakansebelumnya).
Pada gambar kanan atas perhatikan bagaimana kapasitansi menurun dengan meningkatnya tegangan reversebias, dan pada gambar di bawah ini diketahui bahwa resistansi ac (rd) hanya sekitar 1 pada 100 mA dan meningkat menjadi 100 pada arus kurang dari 1 mA (seperti yang diharapkan dari
pembahasan bagian sebelumnya).
Arus yang diperbaiki rata-rata, arus maju berulang puncak, dan maju puncak arus lonjakan seperti yang muncul pada lembar spesifikasi didefinisikan sebagai berikut:
- Arus koreksi rata-rata. Sinyal setengah gelombang yang diperbaiki (dijelaskan dalam Bagian 2.8) memiliki nilai rata-rata yang ditentukan oleh Iav 0.318Ipeak. Peringkat arus rata-rata lebih rendah dari arus maju berulang terus menerus atau puncak karena bentuk gelombang setengah gelombang arusakan memiliki nilai sesaat yang jauh lebih tinggi daripada nilai rata-rata.
- Puncak arus maju berulang. Ini adalah nilai seketika maksimum dari arus maju berulang.Perhatikan bahwa karena berada pada level ini untuk periode waktu yang singkat,levelnya bisa lebih tinggi dari level berkelanjutan.
- Puncak arus lonjakan maju. Kadang-kadang selama penyalaan, kegagalan fungsi, dan sebagainya, akan ada arus yang sangat tinggi melalui perangkat untuk interval waktu yang sangat singkat(yang tidak berulang). Peringkat ini menentukan nilai maksimum dan interval waktu untuk lonjakan tersebut di tingkat saat ini.
1.10 TRANSISI DAN DIFUSI
kapasitansi perangkat elektronik secara inheren sensitif terhadap frekuensi yang sangat tinggi. Kebanyakan efek kapasitif shunt yang dapat diabaikan yaitu pada frekuensi yang lebih rendah karena reaktansi XC = 1 / 2pifC sangat besar (ekuivalen rangkaian terbuka). tapi tidak dapat diabaikan pada frekuensi yang sangat tinggi. XC akan menjadi cukup kecil karena nilai f yang tinggi sehingga terdapat jalur "korslet" reaktansi rendah.
Dalam dioda semikonduktor pn, ada dua efek kapasitif yang harus dipertimbangkan. Kedua jenis kapasitansi ada didaerah bias maju dan balik, karena satu lebih besar daripada yang lain di setiap daerah sehingga kita mempertimbangkan efek hanya satu di setiap daerah.
Di wilayah bias-balik kita memiliki kapasitansi wilayah transisi atau deplesi (CT), sedangkan di wilayah bias maju kami memiliki difusi (CD) atau kapasitansi penyimpanan.
Ingatlah bahwa persamaan dasar untuk kapasitansi kapasitor pelat sejajar ditentukan oleh C=sigmaA / d, di mana permitivitas dielektrik (isolator) antara pelat dengan luas A dipisahkan oleh jarak d. Di wilayah bias-balik ada wilayah penipisan (bebas pembawa) yang pada dasarnya berperilaku seperti penyekat antara lapisan muatan yang berlawanan.
Karena lebar penipisan (d) akan meningkat dengan peningkatan potensial bias balik, kapasitansi transisi yang dihasilkan akan berkurang, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.37. Fakta bahwa kapasitansi bergantung pada potensi bias balik yang diterapkan telah diterapkan di sejumlah sistem elektronik. Faktanya, dalam Bab 20 akan diperkenalkan dioda yang operasinya sepenuhnya bergantung pada fenomena ini. Meskipun efek yang dijelaskan di atas juga akan ada di wilayah bias maju, hal ini dibayangi oleh efek kapasitansi yang secara langsung bergantung pada laju di mana muatan disuntikkan ke wilayah di luar wilayah penipisan. Hasilnya adalah peningkatan level arus akan menghasilkan peningkatan level kapasitansi difusi. Namun, peningkatan level arus mengakibatkan berkurangnya level resistansi terkait (akan ditunjukkan segera), dan konstanta waktu (RC) yang dihasilkan, yang sangat penting dalam aplikasi kecepatan tinggi, tidak menjadi berlebihan.
 |
| gambar 1.38 |
SOAL EXAMPLE
1. Jelaskanlah area spesifikasi dari lembar spesifikasi dioda !
Jawab :
Area spesifik dari lembar spesifikasi telah disorot dengan warna biru dengan identifikasi huruf :
- A: Tegangan bias balik minimum (PIV) untuk dioda padabalik yang ditentukan arus saturasi.
- B: Karakteristik suhu seperti yang ditunjukkan. Perhatikan penggunaan skala Celsius dan berbagai penggunaan [ingat bahwa pembekuan 32 ° F 0 ° C (H2O) dan titik didih 100 ° C 212 ° F (H2O)].
- C: Tingkat disipasi daya maksimum PD VDID 500 mW.maksimum Peringkat dayamenurun pada tingkat 3,33 mW per derajat kenaikan suhu di atas suhu kamar (25 ° C), seperti yang ditunjukkan secara jelas olehdaya kurva penurunanpada Gambar 1.36.
- D: Arus maju kontinu maksimum IFmax 500 mA (perhatikan IF versus suhu pada Gambar 1.36).
- E: Rentang nilai VF pada IF 200 mA. Perhatikan bahwa ini melebihi VT 0,7 V untuk kedua perangkat.
- F: Rentang nilai VF pada IF 1,0 mA. Catatan dalam hal ini bagaimana batas atas mengelilingi 0,7V.
- G: Pada VR 20 V dan IR suhu operasi khas 500 nA 0,5 A, sedangkan pada IR tegangan balik yang lebih tinggi turun menjadi 5 nA 0,005 A.
- H: Tingkat kapasitansi antara terminal sekitar 8 pF untuk dioda pada VR VD 0 V (tanpa bias) dan frekuensi yang diterapkan sebesar 1 MHz.
- I: Waktu pemulihan terbalik adalah 3 detik untuk daftar kondisi pengoperasian.
2. Apakah perbedaan bias-maju dan bias-mundur ?
Jawab :
Pada dioda dikenal istilah bias maju (forward) dan bias mundur (backward bias). Bias maju adalah kondisi dimana sebuah dioda diberikan tegangan dimana kutup Anoda atau P (+) dihubungkan ke kutup positif baterai atau catu dan kutup katoda atau N (-) dihubungka ke kutup negatif baterai. Pada keadaan ini dioda akan bekerja sebagai penghantar arus listrik. Bias mundur adalah kondisi dimana kutup katoda dihubungkan ke kutup positif baterai dan kutup anoda dihubungkan ke kutup negatif baterai. Keadaan ini akan menyebabkan dioda tidak dapat menghantarkan arus listrik sampai titik breakdown. Dalam pemakaian umumya dioda dihubungkan secara forward bias kecuali pada kondisi dan jenis dioda tertentu.
SOAL PROBLEM
1. Untuk dioda pada Gambar 1.36 tentukan besarnya IR pada suhu ruang (25 ° C) dan titik didih air (100 ° C). Apakah perubahannya signifikan? Apakah levelnya hampir dua kali lipat untuk setiap 10 ° C peningkatan suhu?
2. (a) Mengacu pada Gambar 1.37, tentukan kapasitansi transisi pada potensial bias balik 25 dan 10 V. Berapakah rasio perubahan kapasitansi dengan perubahan tegangan?
(b) Ulangi bagian (a) untuk potensi bias balik 10 dan 1 V. Tentukan rasio dari perubahan kapasitansi dengan perubahan tegangan.? (c) Bagaimana perbandingan yang ditentukan dalam bagian (a) dan (b) itu? Apa yang diceritakannya kepada Anda kisaran mana yang mungkin memiliki lebih banyak bidang aplikasi praktis?- Tegangan maju VF (pada arus dan suhu tertentu)
- Arus maju maksimum IF (pada suhu tertentu)
- Arus saturasi balik IR (pada tegangan dan suhu tertentu)
- Peringkat tegangan balik [PIV atau PRV atau V (BR), di mana BR berasal dari istilah tersebut“Breakdown” (pada suhu tertentu)]
- Tingkat disipasi daya maksimum pada suhu tertentu
- Tingkat kapasitansi (sebagaimana didefinisikan dalam Bagian 1.10)
- waktu pemulihan terbalik Trr (sebagaimana didefinisikan dalam Bagian 1.11)
- Kisaran suhu pengoperasian
Berikut data tertentu yang harus disertakan untuk penggunaan perangkat yang tepat adalah:
a.1,2,3
b.1,2,3,5
c. 2,3,4
d. kecuali 8
e. semua benar
penjelasannya jawabannya e karena semuanya harus disertakan pada data perangkat.
2. kapasitansi perangkat elektronik secara inheren sensitif terhadap
a. frekuensi sangat tinggi
b. frekuensi rendah
c. arus
d. tegangan
e. daya
penjelasan :karena XC akan menjadi cukup kecil karena nilai f yang tinggi sehingga terdapat jalur "korslet" reaktansi rendah.
A.
No comments:
Post a Comment