Karakteristik Typical Diode

Dioda merupakan piranti elektronika yang dibentuk dari dua semikonduktor tipe P dan tipe N yang dibatasi oleh junction seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Dioda akan bekerja berdasarkan rekombinasi hole dan elektron pada daerah junction melalui pemberian bias. Ada dua metode pemberian bias pada diode yaitu forwad bias dan reverse bias seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Forward bias elektron dan hole akan menembus junction sehingga daerah deplesi menyempit sehingga ada arus yang mengalir, sedangkan pada reverse bias daerah deplesi semakin lebar dan menyebabkan tidak ada arus yang mengalir.

Berhubungan dengan karakteristik dan sistematis simbol diode maka dapat diambil kesimpulan bahwa dioda akan berfungsi sebagai konduktor apabila dua syarat ini terpenuhi:

1. Katode mendapat tegangan yang lebih negatif dari anode.
2. Beda potensial antara anoda dan katoda melebihi potensial barier kira-kira 0.3V untuk diode germanium dan 0.7V untuk dioda silikon.

(a)                                                (b)

Gambar 1. (a) P-N Junction (b) Simbol Dioda

(a)                                             (b)

Gambar 2. Metode bias diode (a) Forward bias (b) Reverse bias

Model Diode

Ada tiga model atau karakteristik dari diode.

1. Model Diode Ideal
2. Model Diode Praktek (Aproksimasi 2)
3. Model Diode Kompleks (Aproksimasi 3)

1. Model Dioda Ideal

Pada model ideal dioda berlaku seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika dibias forward dan sebagai isolator (arus nol) jika dibias reverse.

• Model diode ideal menggambarkan diode sebagai saklar sederhana.
• Tertutup (conducting) ketika dibias forward.
• Terbuka (nonconducting) ketika dibias reverse 

• Pada model ideal tidak terdapat penurunan tegangan, arus bolak-balik maupun tegangan breakdown

Kondisi	Karakteristik
Open	Infinite Resistansi Shg Arus nol
	Tegangan penuh pada kaki dioda
Closed	Resistansi nol Shg Arus Max
	Tegangan nol pada kaki dioda

Berdasarkan karakteristik sebuah saklar, maka:

1. Ketika dibias reverse (Open Switch)
• Diode memilki resistansi tak terbatas (maksimum)
• Diode tidak dialiri arus
• Sumber Tegangan akan jatuh semua pada terminal diode
2. Ketika dibias forward (Closed Switch)
• Diode memilki resistansi nol (minimum)
• Diode dialiri arus
• Tidak ada Sumber Tegangan jatuh pada terminal diode

Gambar 3. Kurva karakteristik model dioda ideal

2. Model Diode Praktek (Aproksimasi 2)

• Dalam model diode ideal banyak karakteristrik-karakteristik diode yang diabaikan contohnya tegangan maju karena biasanya dipakai dalam analisis matematika dari rangkaian diode.
• Pada aplikasi rangkaian dioda tegangan forward
• dioda siliko : 0.7V
• dioda Germanium : 0.3V

Gambar 4. Kurva karakteristik model dioda aproksimasi 2

3. Model Diode Lengkap (Aproksimasi 3)

Model dioda lengkap merupakan model yang paling akurat menggambarkan karakteristik karakteristik operasional diode karena terdapat faktor Resistansi Bulk yang menyebabkan model ini menjadi semakin akurat.

Gambar 5. Kurva karakteristik model dioda aproksimasi 3

Karakteristik arus dan tegangan (I-V) yang mengalir melalui P – N junction dinyatakan melalui persamaan (1)

I = Is((e^(ev/kT))-1)

Dimana:

Is : reverse saturation current

e : electronic charge

k : konstanta Boltzmann

T : temperatur junctions pada bilangan absolut T = 300oK, menggunakan SI units.

e/kT : 1.6 x 10-19

apabila junction dalam kondisi forward bias, V positif. Jika V positif dan harganya dalam beberapa ratus millivolts, persamaan (1) menjadi

I = Is(e^(ev/kT))

Sedangkan apabila junction dalam kondisi reverse bias, V negatip. Jika V mempunyai harga lebih besar dari beberapa ratus millivolts, persamaan (1) menjadi

I = Is(e^(ev/kT))

Jenis semikonduktor yang sering digunakan sebagai bahan P-N junction adalah Germanium dan Silicon. Adapun perbedaan karakteristik dari kedua p-n junction ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 6. Karakteristik Diode

Share this post