Komponen-komponen Semikonduktor
Komponen-komponen Semikonduktor
Dioda
Dioda dibentuk dengan cara menyambungkan semikonduktor tipe P dan tipe N. Pada saat terjadinya sambungan (junction) P dan N, hole pada bahan P dan elektron pada bahan N disekitar sambungan cenderung untuk berkombinasi. Hole dan elektron yang berkombinasi ini saling meniadakan, sehingga pada daerah sekitar sambungan ini kosong dari pembawa muatan dan terbentuk daerah pengosongan (depletion region).
Gambar Daerah Pengosongan
Dalam keadaan seperti ini, dioda masih belum aktif. Agar dioda aktif, diperlukan sumber tegangan diatas 0.7 volt untuk bahan Silikon atau di atas 0.3 volt untuk bahan Germanium, dan pemberian tegangan bias maju (forward bias) pada dioda yang dimana kutub Anoda atau P (+) dioda dihubungkan ke kutub positif sumber tegangan dan kutub katodanya atau N (-) dihubungkan ke kutub negatif sumber tegangan. Pemberian tegangan bias maju tersebut dapat mengecilkan depletion region dan seakan-akan dioda seperti saklar tertutup, akan tetapi terdapat penurunan tegangan (voltage drop) sebesar 0.7 volt (Silikon) atau 0.3 volt (Germanium).
Gambar Bias Maju
Jika dioda diberikan tegangan bias mundur (reverse bias), maka depletion region akan semakin melebar yang membuat dioda seakan-akan seperti saklar terbuka. Selain itu, jika tegangan bias mundur yang diberikan terlalu tinggi, maka dapat merusak dioda.
Gambar Bias Mundur
BJT (Bipolar Junction Transistor)
Transistor Bipolar adalah komponen Semikonduktor yang terdiri atas sebuah bahan tipe P dan diapit oleh dua bahan tipe N (transistor NPN). Atau terdiri atas sebuah bahan tipe N dan diapit oleh dua bahan tipe P (transistor PNP). Sehingga transistor mempunyai tiga terminal. Dan ketiga terminal tersebut dikenal dengan Emitor (E), Basis (B) dan Kolektor (C).
Gambar Terminal Transistor
Emitor merupakan bahan semikonduktor yang diberi tingkat doping sangat tinggi. Kolektor diberi doping dengan tingkat yang sedang. Sedangkan Basis diberi doping yang sangat rendah. Semakin rendah tingkat doping suatu bahan maka semakin kecil konduktivitasnya, yang dikarenakan jumlah Majority Carrier (elektron untuk bahan N, dan hole untuk bahan P) adalah sedikit. Struktur dan simbol Transistor Bipolar adalah berikut :
Gambar Diagram Transistor NPN dan PNP
Prinsip kerja Transistor bisa dianalogikan dengan prinsip kerja keran air. Mengalirnya air pada saluran kran tergantung dari pengaturan pada tutup keran.
Gambar Prinsip Kerja Transistor
Pada Transistor NPN, terminal Basis diberi tegangan positif (+) dan arus yang kecil untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor. Sedangkan pada transistor PNP, terminal Basis diberi tegangan negatif (-) dan arus yang kecil untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Emitor ke Kolektor. Contoh rangkaian NPN dan PNP adalah berikut :
Gambar Rangkaian NPN
Gambar Rangkaian PNP
Setiap transistor memiliki karakteristik dan kemampuan masing-masing dalam melewatkan Arus pada nilai tertentu. Penggunaan transistor harus disesuaikan dengan beban yang akan dia dapatkan. Karakteristik setiap transistor ini bisa didapatkan dari datasheet masing-masing Transistor.
Gambar Datasheet Transistor
FET (Field Effect Transistor)
FET adalah jenis transistor yang mempunyai fungsi hampir sama dengan BJT. Perbedaan utama antara BJT dan FET adalah bahwa dalam BJT arus output Kolektor (IC) dikendalikan oleh arus input Basis (IB). Sedangkan dalam FET arus output Drain (ID) dikendalikan oleh tegangan input Gate-Source (VGS), karena arus input Gate-Source adalah nol. Oleh sebab itu, resistansi input FET sangat besar, dalam orde puluhan megaohm. Selain itu ketiga terminal pada FET juga berbeda. Ketiga terminalnya dikenal dengan Source (S), Gate (G) dan Drain (D).
Gambar Terminal FET
FET juga mempunyai beberapa jenis, yaitu JFET, MOSFET, dan UJT. Namun keluarga FET yang penting adalah JFET dan MOSFET
JFET (Junction Field Effect Transistor)
JFET berbeda dengan BJT. JFET tidak memiliki PN-junction sepert BJT tetapi memiliki sepotong sempit bahan semikonduktor resistivitas tinggi membentuk “kanal” (channel) baik tipe-N atau tipe-P silikon untuk Majority Carrier mengalir melalui dua koneksi listrik di kedua ujungnya yang masing-masing disebut Drain dan Source. Ada dua konfigurasi dasar transistor JFET, yaitu N-channel JFET dan P-channel JFET. Pada kanal N-channel JFET didoping dengan donor impurity yang berarti bahwa aliran arus melalui channel negatif (N-channel) dalam bentuk elektron. Sedangkan pada kanal P-channel JFET didoping dengan acceptor impurity yang berarti bahwa aliran arus melalui channel adalah positif (P-channel) dalam bentuk hole.
Gambar N-channel dan P-channel JFET
Contoh rangkaian N-Channel JFET dan P-Channel JFET
Gambar Rangkaian N-channel dan P-channel JFET
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)
MOSFET beroperasi sama dengan JFET tetapi memiliki terminal gerbang yang terisolasi secara elektrik dari channel konduktif. Seperti JFET, MOSFET adalah tiga perangkat terminal dengan Gate (G), Drain (D) dan Source (S), juga terdapat P-channel MOSFET (PMOS) dan N-channel MOSFET (NMOS). Perbedaan utama kali ini adalah bahwa MOSFET tersedia dalam dua bentuk dasar:
- Depletion Type – memerlukan tegangan Gate-Source (VGS) agar transistor “non-aktif”. Depletion Type MOSFET sama dengan saklar NC (Normally Closed).
- Enhancement Type – memerlukan tegangan Gate-Source (VGS) agar transistor “aktif”. Enhancement Type MOSFET sama dengan saklar NO (Normally Open).
Gambar Jenis-Jenis MOSFET
IC (Integrated Circuit)
IC adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari gabungan banyak transistor, dioda, resistor dan kapasitor yang diintegrasikan menjadi suatu rangkaian elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bahan utama yang membentuk sebuah IC adalah bahan Semikonduktor. Silikon merupakan bahan semikonduktor yang paling sering digunakan dalam teknologi fabrikasi Integrated Circuit.
Gambar IC
Berdasarkan Aplikasi dan Fungsinya, IC dapat dibedakan menjadi IC Linear, IC Digital dan juga gabungan dari keduanya.
IC Linear biasanya difungsikan sebagai :
IC Digital biasanya difungsikan sebagai :
0 Response to "Komponen-komponen Semikonduktor"
Post a Comment