< Previous 157 daerah penipisan yang terbentuk didalam bahan type N menjadi bermuatan positif. Karena itu persambungan dengan bias balik akan bertingkah seperti kapasitor yang kapasitansinya secara teori berubah berbanding terbalik dengan tegangan UNP dari N ke P Dalam praktek kapasitansi CR berbanding terbalik dengan pangkat 1/2 atau 1/3 dari UNP , tergantung apakah elemen mempunyai sambungan paduan atau sambungan yang di tumbuhkan . Dalam kecepatan tinggi ( frekuensi tinggi ) kapasitansi dioda ini ebih kecil, biasanya urang dari 5 PF . Pada arus yang besar dioda ini dapat sebesar 500 PF Gambar 2.103 Kapasitansi dioda bias balik Gambar 2.104 Karakteristik kapasitansi terhadap tegangan balik Varicap atau dioda varactor dibuat khusus untuk beropersi dalam mode bias balik . Dapat dibuat untuk kapasitansi sampai dengan beratus-ratus pico Farrad jika diinginkan. Pemanfaatan dioda seperti ini adalah pada 158 rangkaian Frekuensi Modulasi ( FM ) , dimana dioda yang dibias balik diletakkan secara paralel denga suatu induktor. Frekuensi resonansi dan rangkaian bertala dapat di rubah dengan cara merubah UR. Maka jika UR adalah suatu sinyal suara, frekuensi resonansi akan sebanding dengan amplitudo sinyal suara , yakni frekuensi akan termodulasi . Banyak sistem FM dibuat dengan prinsip ini. Persamaan yang berhubungan dengan kapasitansi lintas persambungan dioda yang di bias balik oleh tegangan UR adalah : CC + C( 1 + 2 UR ) OnCR≈ Dimana : CC = Kapasitansi dioda CO = Kapasitansi dioda bila UR = 0 n = Antara 1/3 s/d 1/2 Gambar kapasitansi dioda sebagai fungsi dari UR ditunjukkan pada gambar 1(b) . Sifat ketidak linieran dari CR biasanya diabaikan dan suatu nilai konstanta digunakan dalam perhitungan . 2.2.4.2. BIAS MAJU , KAPASITANSI PENYIMPANAN Bila dioda dibias maju lebar daerah penipisan L berkurang dan kapasitansi persambungan bertambah . Namun dalam keadaan bias maju terjadi pengaruh kapasitansi yang lebih besar . Yang di modelkan sebagai suatu elemen penyimpan atau difusi atau kapasitansi . Kita misalkan bahwa waktu rata-rata yang diperlukan oleh sebuah elektron untuk berpindah adalah + detik . (+ adalah waktu rata-rata dari elektron yang mengalir pada pita konduksi maupun pada pita valensi) . maka arus rata-rata yang mengalir adalah ID = 2t = I . E OVD/VTJika kita mendefinisikan kapasitansi penyimpanan CS sebagai Cs = dQd VD kita temukan dengan mudah bahan : Cs = I . tVTD Maka kapasitansi secara langsung sebanding dengan arus dioda maju dan dapat menjadi sangat besar . Misalnya jika t = 1 ns dan ID = 1 mA , maka Cs = 40 PF . Kapasitansi ini yang membatasi kecepatan switching ( pensaklaran ) pada rangkaian-rangkaian logic penggunaan komponen persambungan. 159 2.2.5. DIODA SCHOTTKY Dioda Schottky menggunakan logam EMAS, PERAK ATAU PLATINA pada SALAH SATU SISI ( N ) dan silikon yang di-dop ( N+ ) pada sisi lain. Sehingga dioda semacam ini adalah PIRANTI UNIPOLAR karena elektron merupakan PEMBAWA MAYORITAS. pada kedua sisi junction. Gambar 2.105 Dioda Schottky Dioda Schottky dibuat dengan cara menggabungkan suatu logam seperti emas , perak atau platina dengan silikon jenis n. Alat ini mempunyai penyimpanan muatan yang sangat kecil dan banyak dijumpai dalam penerapan sebagai saklar kecepatan tinggi. Suatu jenis logam itu berlaku sebagai acceptor bagi elektron bila digabungkan ke silikon type n. Selanjutnya elektron berdifusi dari silikon ke logam tadi. Pada kontak penyearah , arus yang sangat kecil mengalir hingga tegangan UN melampaui tegangan minimum tertentu . Uj adalah tegangan yang diperlukan untuk mencapai kurva tegangan datar seperti gambar 2.106 160 Gambar 2.106 Elektron berdifusi dari silikon ke logam Difusi ini mengakibatkan terjadi penipisan elektron dekat sambungan pada bahan n dan cenderung bermuatan posistif. Bila daerah ini menjadi cukup lebar tegangan positif ini menghalangi difusi lebih lanjut. Degan kata lain bila tegangan positif cukup besar dikenakan dari luar , seperti Gambar 2.107. 161 Gambar 2.107 Tegangan positif menghalangi difusi lebih lanjut Elektron pada daerah n melihat tegangan posistif pada sisi metal dan elektron mengalir. Pembaca harus mengerti tujuan dibuatnya kontak penyearah , seperti yang dijelaskan diatas dan kontak ohmic , yang dibuat untuk menghubungkan daerah atau ke rangkaian luar. , ( dalam suatu dioda PN silokon tegangan Uj sekitar 0,65 V). Penambahan nilai kecil tegangan UN diatas Uj mengakibatkan perubahan arus yang besar. Bila tegangan yang diterapkan pada dioda dibalik sehingga bahan N dibuat posistif terhadap platina ( atau bahan P ) , tegangan pada sisi N dari sambungan bertambah ( Gambar 1 (c) ). Gambar 2.108 Tegangan yang diterapkan pada dioda dibalik. 162 Bila dioda Schottky dioperasikan dalam mode maju , arus elektron bergerak dari silikon type N Karena elektron bergerak melalui logam berimpendansi rendah waktu rekombinasi τ sangat kecil , bernilai sekitar 10 ps. Ini beberapa kali lebih kecil dari yang didapati pada dioda silikon PN. Simbol rangkaian untuk dioda Schottky adalah Gambar (d) Gambar 2.109 Dioda Schottky dioperasikan dalam mode maju. Dioda mempunyai karakteristik Ui seperti dioda PN biasa kecuali bahwa tegangan dadal maju dari dioda adalah Uf ≈ 0,3 Volt. Dioda Schottky → Dioda yang tidak mempunyai LAPISAN PENGOSONGAN atau PENYIMPANAN MUATAN → ia dapat dioperasikan NYALA DAN MATI lebih CEPAT dari pada dioda bipolar → banyak digunakan sebagai RANGKAIAN SAKLAR . ( SWITCHING ) Dioda ini juga dapat digunakan untuk MENYEARAHKAN FREKUENSI DIATAS 300 MHz Dioda Schottky : biasanya mempunyai BATASAN TEGANGAN YANG RENDAH DAN WAKTU UNTUK OPERASI YANG CEPAT. 2.2.6. DIODA TUNNEL Dioda Tunnel adalah dioda khusus yang di bentuk dari semikonduktor yang dapat membentuk daerah transisi menjadi sangat sempit . Dioda Tunnel masih dalam kondisi normal apabila di gunakan pada gelombang micro , penguat , oscilator dan pembalik frekwensi . Dioda Tunnel mempunyai karakteristik perlawanan negatif , yaitu pada pemberian tegangan muka maju, apabila tegangan muka maju ditambah secara perlahan-lahan, arus maju turut bertambah pula , lihat gambar 1 . Setelah sampai di titik penambahan tegangan muka maju tidak menyebabkan arus di titik L , baru kemudian arus maju naik lagi . 163 ΙTUNNELBIASAULP0DIODEDIODE Gambar 2.110 Karakteristik I = f ( U ) Dioda Tunnel Karakteristik perlawanan negatif ini terjadi bila tegangan muka majunya antara 200 sampai 300 mili volt . Dioda Tunnel ini dapat digunakan pada rangkaian osilator dengan karakteristik perlawanan negatifnya dapat mengembalikan tenaga yang hilang pada saat digunakan untuk berosilasi . PEMAKAIAN DIODA TUNNEL Salah satu pemakaian Dioda Tunnel adalah sebagai peralatan pensaklaran pada kecepatan yang sanga tinggi , dikarenakan proses penerowongan , yang pada dasarnya terjadi pada kecepatan cahaya . Waktu respon dibatasi hanya kapasitansi dioda yang mana ada pada tingkat 1 sampai 10 pf, memungkinkan pensaklaran terjadi ( dari suatu titik awal kesuatu titik dekat puncak ) dengan waktu naik serendah 22 p second .( waktu naik adalah waktu yang diperlukan untuk berubah dari level 10% ke 90% ) Dioda Tunnel juga di gunakan sebagai alat penyimpan memori logik . Rangakaian equivalent untuk sinyal kecil Dioda Tunnel ditunjukkan pada gambar 3. Gambar 2.111 Rangkaian equivalent sinyal kecil Dioda Tunnel 164 Rs biasanyan 1 sampai dengan 5 ohm , Ls dari 0,1 sampai 4 nH, dan C dari 0,35 sampai 100pf . Induktansi dan kapasitansi yang sangat rendah memungkinkan Dioda Tunnel di gunakan di dalam osilator microwave pada frekwensi didalam tingkat 10 GHz . Resistansi negatif dari Dioda Tunnel memungkinkan Dioda Tunnel di gunakan didalam osilator relaksasi. 2.2.7. TRANSISTOR Transistor DifusiPrinsip Pembuatan :Bahan dasar (tipe P atau N) yangdidoping (dikotori) untuk membang-kitkan Difusi pada layer yang diharapkanMESAPlanar “Teknik untuk Ge” “Teknik untuk Si” Transistor EpitaksialPrinsip Pembuatan :Bahan dasar dengan tahanan ohm rendah(tipe P dan N) yang ditipiskan, layer dengantahanan tinggi melalui susunan yang diton-jolkan, kemudian pembentukan layer mela-lui DifusiMESAPlanar 165 Gambar 2.112 Prinsip pembuatan Transistor 2.2.7.1. PROSES PEMBUATAN Contoh Langkah proses pembuatan Transistor - epitaksial - planar . 1. Pada kristal N - Si dengan tahanan ohm rendah ( dengan doping tinggi ) ; selanjutnya di gunakan pada lapisan tipis layer N - epitaksial dengan tahanan ohm tinggi . Dengan demikian layer pengaman di tengah oksidasi ( Si 0 ) 2. Di buatkan sebuah jendela ( jendela basis ) dalam layer Si 0 , dikotori dengan B ( Valensi 3 → tipe P pada layer penghantar basis) , kemudian di tumbuhi / ditutupi layernya dengan Si 0 . 3. Jendela emiter ditentukan dahulu dalam layer Si 0 lalu didopping ( dikotori ) dengan phosphor → tipe N - menjadi layer penghantar emiter , lalu ditimbuni lagi dengan layer Si 0 . 4. Menentukan jendela untuk tempat kedudukan kontak , lalu kontak metal di tempatkan → akhirnya kutub kolektor . 166 Penempatan akhir : – Perencanaan kotak – Pemasukan , mengupas dengan plastik buatan . ( Pembuatan miniatur ) Sifat - sifat Transistor - epitaksial - Penguatan tinggi - kapasitas kecil - frekuensi cut-off tinggi - Tegangan beban ( UCE ) rendah - batasan modulasi ( Pencampuran yang saling mempengaruhi ) besar - arus beban kecil pada waktu hubung pendek Gambar 2.113 Langkah proses pembuatan Transistor Next >