PIRANTI SEMIKONDUKTOR

Yang akan dibahas: Dioda Transistor Integrated Circuit

SAMBUNGAN p-n Apa yang terjadi bila semikonduktor tipe- p dihubungkan dengan tipe-n ? hubungan p-n Terjadi difusi elektron tipe-p ke tipe-n di daerah perbatasan (elektron mengisi lubang) timbul polarisasi muatan yang mengakibatkan medan listrik . Pada keadaan setimbang terbentuk lapisan deplesi tebalnya beberapa mikron. Medan listrik di daerah ini sekitar 104 sampai 106 V/cm Na Na Nd Nd Na Na Nd Nd Na Na Nd Nd tipe-p tipe-n

Gambar mikroskopis sambungan p-n tipe-p tipe-n _ + a) Keadaan awal b) Peristiwa Diffusi daerah netral daerah netral c) Keadaan setimbang _ _ _ + + + _ + _ + _ + Lap. deplesi E

Sambungan p-n dihubungkan dengan baterai/tegangan Kutub + pada tipe-p dan kutub – pada tipe-n - - + + + + p n - - I aliran lubang aliran elektron V Semakin besar tegangan semakin besar arus yang dihasilkan. Tegangan seperti ini dinamakan tegangan maju/bias maju ( forward bias)

Kutub + pada tipe-n dan kutub – pada tipe-p Elektron-elektron pada tipe-n dipaksa meninggalkan tipe-n tanpa melewati tipe-p, sehingga daerah deplesi makin besar Medan listrik makin besar + + + + p - n - aliran lubang aliran elektron I Medan listrik akan mencegah mengalirnya arus pada rangkaian. Walaupun tegangan terus diperbesar namun arus tetap sangat kecil. Tegangan ini dinamakan tegangan mundur/bias mundur (backward bias) Jika tegangan mundur terus diperbesar maka suatu saat arus mundurnya bertambah secara tajam. Keadaan ini dikatakan sambungan p-n bocor. Potensial pada keadaan ini dinamakan potensial rusak (breakdown voltage) V rusak V maju

Kesimpulan Sambungan p-n jika diberi : - Tegangan maju : akan ada arus mengalir pada rangkaian - Tegangan mundur : arus yang mengalir sangat kecil (hampir nol) Dengan sifat-sifat tersebut, sambungan p-n digunakan sebagai : dioda (alat untuk membuat arus mengalir pada satu arah saja).

Simbol dan Fungsi Simbol Fungsi : Menyearahkan aliran arus hanya satu arah yaitu arah maju (+) atau arah mundur (-)

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG Rangkaian arus bolak-balik : V s V Terlihat tegangan bolak-balik wt Jika rangkaian diberi dioda : Pada V + dapat melewati dioda karena ketika V – terbentuk lapisan deplesi yang menghambat arus. s V V wt Rangkaian penyearah setengah gelombang

Rangkaian penyearah gelombang penuh Susunan rangkaian 4 dioda : V D1 s D3 D2 D4 wt s Outputnya berupa gelombang penuh namun satu arah Terjadinya gelombang tersebut, perhatikan : P S + - V wt D1 s D3 Ketika P lebih positip dari S, arus tidak dapat melalui D2 dan D4 tetapi dapat melewati D1 dan D3

Ketika titik P lebih negatip dari titik S, dioda yang dapat dialiri arus adalah D2 dan D4 + - V D2 D2 s D4 wt Dapat disimpulkan bahwa bagaimanapun tanda tegangan input, tegangan outputnya selalu bernilai positip

Prinsip perataan gelombang Seringkali diperlukan tegangan searah yang nilainya tidak berubah-ubah, maka digunakan rangkaian sebagai berikut : D2 D1 s D3 D4 C R

Dihasilkan arus searah yang rata C membuang muatan C dimuati Keluaran dc yang diratakan di ujung beban V b d riak waktu a c Gelombang a-b : Arus mengalir melalui D1 , R dan D3, saat itu kapasitor mulai terisi sampai penuh dan timbul tegangan yang besarnya sama dengan tegangan hambatan. Gelombang b-c : Arus mengalir mulai berkurang, namun tegangan relatif tetap (mungkin berkurang sedikit akibat arus bocor), akibatnya tegangan hambatan tidak berubah banyak. Gelombang c-d : Arus mengalir melalui D2 , R dan D4. Pada saat arus mulai naik kapasitor akan tetap mempertahankan tegangan sehingga besarnya sama dengan tegangan hambatan. Tegangan yang berkurang sedikit akibat arus bocor dapat dipulihkan kembali dan dapat mencapai maksimum. Selanjutnya proses seperti sebuah siklus