Karakteristik Silikon & Germanium Dioda


 

Karakteristik Silikon & Germanium Dioda

Ketika kita memikirkan perangkat elektronik, kita sering berpikir tentang seberapa cepat perangkat ini beroperasi atau berapa lama kita dapat mengoperasikan perangkat sebelum mengisi ulang baterai. Apa yang kebanyakan orang tidak pikirkan adalah apa komponen dalam perangkat elektronik mereka terbuat dari. Meskipun setiap perangkat berbeda dalam konstruksinya, perangkat ini semua memiliki satu kesamaan - sirkuit elektronik dengan komponen yang mengandung elemen kimia silikon dan germanium.


Silikon dan germanium adalah dua elemen kimia yang disebut metalloid. Baik silikon dan germanium dapat dikombinasikan dengan elemen lain yang disebut dopants untuk membuat perangkat elektronik solid-state, seperti dioda, transistor dan sel fotoelektrik. Perbedaan utama antara silikon dan dioda germanium adalah tegangan yang diperlukan agar dioda menyala (atau menjadi "bias maju"). Dioda silikon membutuhkan 0,7 volt untuk menjadi bias maju, sedangkan dioda germanium hanya membutuhkan 0,3 volt untuk menjadi bias maju.

 

Cara Menyebabkan Metalloids Melakukan Arus Listrik

Germanium dan silikon adalah unsur kimia yang disebut metalloid. Kedua elemen rapuh dan memiliki kilau logam. Masing-masing elemen ini memiliki cangkang elektron luar yang mengandung empat elektron; sifat silikon dan germanium ini menyulitkan salah satu elemen dalam bentuk paling murni untuk menjadi konduktor listrik yang baik. Salah satu cara untuk menyebabkan metalloid melakukan arus listrik dengan bebas adalah dengan memanaskannya. Menambahkan panas menyebabkan elektron gratis dalam metalloid bergerak lebih cepat dan bepergian lebih bebas, memungkinkan arus listrik yang diterapkan mengalir jika perbedaan tegangan di seluruh metalloid cukup untuk melompat ke pita konduksi.

 

Memperkenalkan Dopants ke Silicon dan Germanium

Cara lain untuk mengubah sifat listrik germanium dan silikon adalah dengan memperkenalkan unsur-unsur kimia yang disebut dopants. Elemen seperti boron, fosfor atau arsenik dapat ditemukan di meja periodik dekat silikon dan germanium. Ketika dopant diperkenalkan ke metalloid, dopant baik memberikan elektron ekstra ke cangkang elektron luar metalloid atau merampas metalloid salah satu elektronnya.

 

Dalam contoh praktis dioda, sepotong silikon diratakan dengan dua dopant yang berbeda, seperti boron di satu sisi dan arsenik di sisi lain. Titik di mana sisi boron-doped bertemu sisi arsenik-doped disebut persimpangan P-N. Untuk dioda silikon, sisi boron-doped disebut "Silikon tipe P" karena pengenalan boron menghilangkan silikon elektron atau memperkenalkan "lubang" elektron. Di sisi lain, silikon arsenik-doped disebut "Silikon tipe N" karena menambahkan elektron, yang memudahkan arus listrik mengalir ketika tegangan diterapkan pada dioda.

 

Karena dioda bertindak sebagai katup satu arah untuk aliran arus listrik, harus ada diferensial tegangan yang diterapkan pada dua bagian dioda, dan itu harus diterapkan di daerah yang benar. Dalam istilah praktis, ini berarti bahwa tiang positif dari sumber daya harus diterapkan pada kawat yang masuk ke bahan tipe P, sementara tiang negatif harus diterapkan pada bahan tipe N untuk dioda untuk melakukan listrik. Ketika daya diterapkan dengan benar ke dioda, dan dioda melakukan arus listrik, dioda dikatakan bias maju. Ketika kutub negatif dan positif dari sumber daya diterapkan pada bahan yang berlawanan-polaritas dari dioda - tiang positif ke bahan tipe N dan tiang negatif ke bahan tipe P - dioda tidak melakukan arus listrik, kondisi yang dikenal sebagai reverse-bias.

 

Perbedaan Antara Germanium dan Silikon

Perbedaan utama antara germanium dan dioda silikon adalah tegangan di mana arus listrik mulai mengalir bebas melintasi dioda. Sebuah dioda germanium biasanya mulai melakukan arus listrik ketika tegangan yang diterapkan dengan benar di seluruh dioda mencapai 0,3 volt. Dioda silikon membutuhkan lebih banyak tegangan untuk melakukan arus; dibutuhkan 0,7 volt untuk menciptakan situasi bias maju dalam dioda silikon.


Tidak ada komentar untuk " Karakteristik Silikon & Germanium Dioda"

close