Eldas Udah fix????????????????????????????????
advertisement
TUGAS ELEKTRONIKA DASAR PAPER BAB 19 Other Two-Terminal Devices Oleh: I Gst. Pt. Agus Aries P. NIM 0904405011 Wildan Dwi Prasetyo NIM 0904405012 I Made Adi Setiawan NIM 0904405022 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA JIMBARAN 2010 KATA PENGANTAR Dengan segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada tuhan yang maha esa, atas segala rahmat yang telah diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan paper yang mendapat bagian pada bab 19 Penyusunan paper ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu persyaratan guna mencari nilai A. Disamping itu penulis juga mencoba untuk menyumbangkan pikiran dalam usaha mengembangkan ilmu pengetahuan dibidang elektronika dasar. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tinggginya kepada berbagai pihak yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini. Walaupun penulis penulis telah menerima banyak bantuan dan saran, namun penulis yakin paper ini tak luput dari kesalahan dan kekurangan karena keter batasan penulis. Denpasar, Penulis 2010 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Dalam paper ini akan dibahas secara rinci mengenai paduan-paduan dua-terminal. Tidak hanya mengenai pengelompokan dan jenis-jenis dari paduan dua terminal itu sendiri namun juga akan dibahas mengenai masalah-masalah seperti perlakuan panas yang dialaminya, sikap paduan dua terminal terhadap kelistrikan. Ada sejumlah dua-terminal alat yang mempunyai simpangan p-n tunggal seperti semipenghantar atau dioda Zener tetapi dengan perbedaan metode operasi, karakteristik terminal, dan area aplikasi. Suatu nomor mencakup Schottky, terowongan, varactor, diode foto, dan sel matahari, akan diperkenalkan di bab ini. Sebagai tambahan, dua terminal alat merupakan suatu konstruksi berbeda, seperti sel foto konduktif, LCD ( layar kaca cair ), dan termistor, akan diuji. Alat Dua-terminal merupakan salah satu komponen yang sangat penting. Alat duaterminal adalah komponen yang sangat berguna terutama dalam bidang elektronika. Oleh sebab itu pada makalah ini dibahas mengenai dua-terminal alat beserta paduan-paduannya dan proses penggunaanya dan karakteristiknya. untuk menambah pengetahuan kita tentang komponen yang satu ini. Sehingga karena hal itu, komponen-komponen yang terbuat dari aluminium dan paduan-paduannya dapat memiliki usia yang panjang . Apabila selaput tersebut rusak dan tidak dapat dipulihkan lagi, korosi logam ini akan berlangsung cepat sekali. Diketahui bahwa aluminium akan bereaksi dengan oksigen membentuk selaput tipis oksida.Dimana aluminium memiliki pedingin yang alami. Sehingga sangat cocok di gunakan untuk pen dingin komponen. Uraian diatas merupakan sebagian dari hal yang akan dibahas dalam paper ini, oleh sebab itu diharapkan agar pembahasan mengenai paduan dan penggunaan diode dapat setidaknya memberikan informasi dan pengetahuan bagi kita semua, atau dapat sekiranya mendorong para pembaca untuk dapat lebih tepat dalam menggunakan banyak macam diode. 1.2. Rumusan Masalah Terlepas dari latar belakang masalah diatas dapat diambil beberapa rumusan masalah yang menyangkut paduan dan proses anodisasi pada aluminium diantaranya: Bagaimana komponen-komponen tersebut berkerja Bagaimana grafik kerja pada saat alat tersebut di jalankan Penjelasan mengenai sikap diode-dioda 1.3. Tujuan Penulisan Adapun yang menjadi tujuan dalam penulisan laporan ini adalah : Untuk mengetahui fungsi dari tiap-tiap komponen dan kemampuannya Untuk mengetahui atau mengenal komponen-komponen yang digunakan Agar mahasiswa yang melakukan praktek dapat menggunakannya Untuk mengetahui proses yang terjadi pada alat tersebut BAB II PEMBAHASAAN 2.1 Pengenalan Dioda Schottky, dioda tunnel, varactor, dioda foto dan sel surya merupakan komponen elektronika yang memiliki pertemuan p-n tunggal seperti semikonduktor atau dioda zener namun memiliki perbedaan mode operasi, karakteristik terminal dan area penggunaannya. Disini akan dijelaskan mengenai Dioda Schottky, dioda tunnel, varactor, dioda foto dan sel surya. Selain itu, akan diuji mengenai komponen dua-terminal lainnya yang memiliki konstruksi yang berbeda seperti sel fotokonduktif, LCD (liquid-crystal display), dan thermistor. 2.2 Schottky Barrier (Hot Carrier) Dioda Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi peningkatan minat dalam perangkat duaterminal. Yang dimaksud yaitu Schottky Barrier (penghalang Schottky), surface-barrier, atau hot-carrier dioda. Penghalang Schottky, dinamai dari penemunya Walter H. Schottky, adalah sebuah penghalang potensial yang terbentuk pada pertemuan logam-semikonduktor yang mempunyai karakteristik penyearahan, cocok untuk penggunaan sebagai dioda. Perbedaan paling nyata antara penghalang Schottky dengan pertemuan p-n adalah tegangan pertemuannya yang biasanya lebih rendah dan pengurangan lebar pemiskinan pada logam. Tidak semua pertemuan logam-semikonduktor membentuk penghalang Schottky. Semua pertemuan logam-semikonduktor yang tidak menyearahkan arus dinamakan sambungan ohmik. Karakteristik penyearahan bergantung pada fungsi kerja logam, renggang jalur pada semikonduktor intrinsik, jenis dan konsentrasi pengotor pada semikonduktor dan faktorfaktor lainnya. Desain dari peranti semikonduktor membutuhkan keakraban dengan efek Schottky untuk meyakinkan bahwa penghalang Schottky tidak terbentuk dengan tak disengaja ketika diinginkan sambungan ohmik. Dioda Schottky adalah tipe khusus dari dioda dengan tegangan yang rendah. Ketika arus mengalir melalui dioda akan ditahan oleh hambatan internal, yang menyebabkan tegangannya menjadi kecil di terminal dioda. Dioda normal antara 0.7-1.7 volt, sementara dioda Schottky tegangan kira-kira antara 0.15-0.45 volt. Dioda Schottky menggunakan simpangan logam-semikonduktor sebagai sawar schottky (dari sebuah simpangan semikonduktor-semikonduktor seperti dalam dioda konvensional). Sawar schottky ini dihasilkan dengan waktu kontak yang sangat cepat dan tegangan yang rendah. Perbedaan yang paling penting antara p-n dan dioda Schottky adalah dari membalikkannya waktu pemulihan, ketika beralih dari keadaan tidak menghantarkan ke keadaan menghantarkan dan sebaliknya. Dimana dalam dioda p-n waktu pemulihan balik dapat dalam orde ratusan nano-detik dan kurang dari 100 nano-detik untuk dioda cepat. Penghalang Schottky dengan tegangan pertemuannya yang lebih rendah sering digunakan saat diinginkan peranti yang membutuhkan dioda ideal. Ini juga digunakan pada dioda dan transistor biasa, dimana tegangan pertemuannya yang lebih rendah digunakan untuk perlindungan sirkuit. Karena salah satu bahan dari dioda Schottky adalah logam, peranti dengan resistansi yang lebih rendah dapat diproduksi. Sebagai tambahan, kenyataan bahwa hanya satu tipe pengotoran sangat mempermudah pembuatan. Dan karena lebar pemiskina yang rendah, dioda Schottky dapat mencapai kecepatan pensakelaran yang jauh lebih tinggi daripada dioda pertemuan p-n, membuatnya lebih diutamakan untuk menyearahkan isyarat frekuensi tinggi. Walaupun demikian, pada kenyataannya peranti Schottky hanya sedikit digunakan dibandingkan teknologi semikonduktor lainnya. Komponen yang menggunakan pertemuan menyearahkan logam-semikonduktor itu sendiri dinamakan sebagai dioda Schottky. Sebuah transistor pertemuan dwikutub dengan penghalang Schottky diantara basis dan kolektor disebut dengan transistor Schottky. Karena tegangan pertemuan penghalang Schottky sangat rendah, transistor dicegah untuk jenuh terlalu dalam, sehingga memperbaiki kecepatan transistor jika digunakan sebagai sakelar. Ini adalah dasar dari TTL Schottky. Sebuah MESFET, atau FET logam-semikonduktor, adalah peranti dengan operasi yang mirip JFET, tetapi menggunakan sebuah penghalang Schottky yang dipanjar mundur untuk membentuk daerah pemiskinan. Varian dari peranti ini yaitu HEMT, atau transistor pergerakan elektron tinggi, yang juhan menggunakan pertemuan campur untuk mendapatkan konduktansi tinggi. Penghalang Schottky sering digunakan juga dalam teknik karakterisasi listrik semikonduktor. Bahkan, dalam semikonduktor, daerah pemiskinan yang dibentuk oleh elektron logam, yang dapat "mendorong" lebih jauh elektron dari semikonduktor. Dalam penipisan daerah, dopant akan terionisasi sehingga menimbulkan sebuah "ruang muatan" yang pada gilirannya akan meningkatkan kapasitansi dari simpangan. Antarmuka antara logam-semikonduktor dan batas yang berlawanan dari daerah kosong bertindak seperti dua bidang kondensator, dengan daerah kosong bertindak sebagai dielektrik. Penghalang Schottky dengan bahan dari karbon nanotube dengan menggunakan kontak nonideal antara permukaan logam dan carbon nanotube (CNT) untuk membentuk sebuah sawar Schottky yang dapat digunakan untuk membuat dioda Schottky atau transistor, dan lain sebagainya. Karbon nanotube atau CNT dapat menjadi alternatif yang praktis untuk membuat perangkat karena ukurannya yang kecil, sifat mekanik yang unik dan kemampuan elektronik. Gambar. 2.1 Dioda Hot Carrier Pasif Konstruksinya sangat berbeda dari persimpangan p-n konvensional di sebuah metalsemiconductor sambungan dibuat seperti ditunjukkan pada Gambar. 20.1. Semikonduktornya biasanya merupakan tipe-n silikon (walaupun silikon tipe-p kadangkadang digunakan), selain itu logam yang berbeda, seperti molibdenum, platinum, chrome, atau tungsten, digunakan. Teknik konstruksi yang berbeda akan menghasilkan karakteristik yang berbeda untuk perangkat, seperti rentang frekuensi meningkat, bias ke depan lebih rendah, dan sebagainya. Prioritas tidak mengizinkan pemeriksaan dari masing-masing teknik di sini, tetapi informasi biasanya akan disediakan oleh pabrik. Secara umum, bagaimanapun, hasil konstruksi dioda Schottky di daerah persimpangan lebih seragam dan tingkat tinggi kekasaran. Dalam kedua bahan, elektron adalah pembawa utama. Dalam logam, tingkat minoritas operator (lubang) tidak signifikan. Ketika bahan bergabung, maka elektron dalam silikon n-type material semikonduktor segera mengalir ke dalam logam yang berdampingan, mendirikan aliran berat pembawa mayoritas. Karena pembawa disuntikkan memiliki sangat tingkat energi kinetik tinggi dibandingkan dengan elektron dari logam, mereka umumnya disebut "pembawa panas." Di persimpangan pn konvensional, ada injeksi minoritas pembawa ke wilayah sebelah. Berikut elektron yang disuntikkan ke daerah pluralitas elektron yang sama. dioda Schottky karena itu unik dalam konduksi yang sepenuhnya oleh operator mayoritas. Aliran berat elektron menjadi logam menciptakan sebuah daerah dekat permukaan persimpangan habis carriers dalam bahan silikon- banyak seperti daerah deplesi dalam dioda pn. Tambahan operator di logam mendirikan sebuah "tembok negatif" dalam logam pada batas antara duabahan. Hasil akhirnya adalah sebuah "permukaan penghalang" antara kedua bahan, mencegah lebih jauh saat ini. Artinya, setiap elektron (negatif dibebankan) dalam material silikon menghadapi wilayah carrier-bebas dan "dinding negatif" pada permukaan logam. Penerapan bias maju seperti yang ditunjukkan di kuadran pertama Gambar. 20.2 akan mengurangi kekuatan penghalang negatif melalui daya tarik yang diterapkan positif potensi elektron dari daerah ini. Hasilnya adalah kembali ke aliran berat elektron melintasi batas, besarnya yang dikontrol oleh tingkat potensi bias diterapkan. Hambatan di persimpangan untuk dioda Schottky kurang dibandingkan dengan perangkat persimpangan pn baik di daerah maju dan reverse-bias. Kenaikan eksponensial arus dengan bias maju digambarkan oleh Persamaan. (1.4) tetapibdengan ɳ tergantung pada teknik konstruksi. Dalam bias-reverse wilayah, Adalah saat ini adalah karena terutama untuk mereka yang elektron dalam logam melewati ke semikonduktor material. Salah satu bidang penelitian berkelanjutan pada dioda Schottky pusat untuk mengurangi kebocoran arus tinggi yang hasilnya dengan suhu lebih dari 100 ° C. Melalui desain, perbaikan unit sekarang menjadi tersedia yang memiliki suhu berkisar dari 65 sampai 150 ° C. Pada suhu kamar, Apakah biasanya di microampere yang jangkauan untuk low-power unit dan jangkauan milliampere untuk perangkat daya tinggi, walaupun biasanya lebih besar dari yang ditemui menggunakan pn konvensional perangkat dengan batas arus yang sama. Selain itu, PIV dioda Schottky biasanya secara signifikan lebih rendah dari unit pn sebanding. Biasanya, untuk 50-A unit, PIV dari dioda Schottky akan menjadi sekitar 50 V dibandingkan dengan 150 V untuk berbagai p-n junction. kemajuan terbaru, bagaimanapun, telah mengakibatkan Schottky dioda dengan PIVs lebih besar dari 100 V pada tingkat saat ini. Hal ini jelas dari karakteristik Gambar. 20.2 bahwa dioda Schottky lebih dekat ke set ideal karakteristik dari titik kontak dan memiliki tingkat VT kurang dari semikonduktor silikon khas p-n junction. Tingkat VT untuk "pembawa panas-" dioda dikendalikan ke besar ukuran dengan logam digunakan. Terdapat diperlukan trade-off antara suhu jangkauan dan tingkat VT. Peningkatan dalam satu tampaknya sesuai dengan yang dihasilkan peningkatan lainnya. Selain itu, menurunkan berbagai tingkat saat ini diijinkan, semakin rendah nilai VT. Untuk beberapa unit tingkat rendah, nilai dari VT dapat diasumsikan menjadi dasarnya nol secara perkiraan. Untuk kisaran menengah dan tinggi, bagaimanapun, nilai 0,2 V akan muncul menjadi suatu nilai representative yang baik. Peringkat arus maksimum perangkat saat ini terbatas pada sekitar 75 A, meskipun 100-A unit tampaknya di cakrawala. Salah satu area utama aplikasi dari dioda ini adalah switching pasokan listrik yang beroperasi di rentang frekuensi 20 kHz atau lebih. Sebuah unit khas pada 25 ° C mungkin peringkat 50 A pada tegangan majubdari 0,6 V dengan waktu pemulihan 10 ns untuk digunakan dalam salah satu persediaan. Sebuah sambungan p-n perangkat dengan batas arus yang sama 50 A mungkin memiliki drop tegangan maju dari 1,1 V dan waktu pemulihan 30 sampai 50 ns. Perbedaan tegangan meneruskan tidak muncul signifikan, tapi pertimbangkan perbedaan daya disipasi: carrier Phot (0,6 V) (50 A) 30 W dibandingkan dengan Pp-n? (1.1 V) (50 A)? 55 W, yang merupakan terukur perbedaan ketika kriteria efisiensi harus dipenuhi. Akan ada, tentu saja, menjadi disipasi lebih tinggi di wilayah reverse-bias untuk dioda Schottky karena lebih tinggi kebocoran arus, tapi total daya yang hilang di daerah maju dan reverse-bias adalah masih meningkat secara signifikan dibandingkan dengan perangkat pn. Ingat dari diskusi kita waktu pemulihan reverse untuk dioda semikonduktor bahwa pembawa minoritas disuntikkan dicatat tingkat tinggi trr (pemulihan reverse waktu). Tidak adanya pembawa minoritas pada setiap tingkat yang cukup dalam Schottky dioda hasil dalam waktu pemulihan kebalikan dari tingkat signifikan lebih rendah, seperti ditunjukkan di atas. Ini adalah alasan utama dioda Schottky sangat efektif mendekati frekuensi 20 GHz, di mana perangkat harus beralih menyatakan pada yang sangat tinggi Tingkat. Untuk frekuensi tinggi dioda titik-kontak, dengan persimpangan yang sangat kecil daerah, masih bekerja. Rangkaian setara untuk perangkat (dengan nilai-nilai khas) dan umum digunakan simbol muncul pada Gambar. 2.3. Sejumlah produsen lebih suka menggunakan standar simbol dioda untuk perangkat karena fungsinya pada dasarnya sama. induktansi ini LP dan kapasitansi CP adalah nilai-nilai paket, dan RB adalah resistansi seri, yang mencakup perlawanan kontak dan massal. Para rd resistansi dan kapasitansi CJ adalah nilai-nilai didefinisikan oleh persamaan diperkenalkan pada bagian sebelumnya. Untuk banyak aplikasi, yang sangat baik rangkaian ekivalen perkiraan hanya mencakup dioda ideal secara paralel dengan kapasitansi persimpangan seperti ditunjukkan pada Gambar. 2.4. Sejumlah rectifier hot-carrier yang diproduksi oleh Motorola Produk Semiconductor, Inc, muncul pada Gambar. 20.5 dengan spesifikasi dan identifikasi.Note terminal yang ke depan VF drop tegangan maksimum tidak melebihi 0,65 V untuk semua perangkat, saat ini pada dasarnya VT untuk dioda silikon. Tiga set kurva untuk seri 50822300 Hewlett-Packard dari tujuan umum dioda Schottky barrier disediakan pada Gambar. 2.6. Catatan di 100a T ° C pada Gb. 2.6a bahwa VF hanya 0,1 V pada arus 0,01 mA. Perhatikan juga bahwa arus reverse terbatas untuk nanoamperes pada Gambar. 2.6b dan kapasitansi untuk 1 pF pada Gambar. 2.6c untuk memastikan tingkat switching yang tinggi. Gambar 2.3 Schottky (hot-carrier) dioda: (a) rangkaian ekivalen; (B) simbol. Gambar 2.4 Perkiraan rangkaian ekivalen untuk Dioda Schottky ... perangkat penghalang Schottky, ideal untuk digunakan pada tegangan rendah, catudaya frekuensi tinggi dan sebagai free-wheeling dioda. Unit ini, mengutamakan tegangan maju dan waktu switching kira-kira kurang dari 10ns. VRRM masing masing puncak tegangan mundur IFSM arus maju, puncak gelombang IFM arus maju, maksimum Gambar 2.5Perangakat Penghalang Scottky Motorola ( Sumber Motorola Semiconductor Products) (c) Gambar 2.6 Karakteristik kurva untuk Hewlett- 5082-2300 Packard serangkaian tujuan umum Dioda Schottky barrier. (Courtesy Hewlett-Packard Corporation.) 2.3 VARACTOR (VARICAP) dioda Varactor [juga disebut varicap, VVC (kapasitansi tegangan-variabel), atau tuning] dioda adalah semikonduktor, tergantung tegangan, kapasitor variabel. Modus operasi mereka tergantung pada kapasitansi yang ada di persimpangan pn ketika unsur ini reversebiased. Dalam kondisi reverse-bias, diputuskan bahwa ada wilayah ditemukan muatan pada kedua sisi persimpangan yang bersama-sama daerah membentuk deplesi daerah dan menentukan penipisan tersebut Wd lebar. Kapasitansi transisi (CT) ditetapkan oleh dakwaan terungkap terisolasi ditentukan oleh Yang mana ɛ adalah permitivitas bahan semikonduktor, A daerah pn persimpangan, dan Wd lebar deplesi. Sebagai meningkatkan potensi reverse-bias, lebar daerah deplesi meningkat, yang pada gilirannya mengurangi kapasitansi transisi. Ciri-ciri khas komersial dioda varicap tersedia muncul di Gambar. 2.7. Perhatikan penurunan tajam awal di CT dengan peningkatan bias terbalik. Kisaran normal VR untuk dioda VVC terbatas untuk sekitar 20 V. Dalam hal reverse bias diterapkan, kapasitansi transisi diberikan kira-kira oleh Dimana:K= konstan ditentukan oleh bahan semikonduktor dan teknik konstruksi Vt= lutut potensi sebagaimana disebutkan dalam Pasal 1,6 Vr= besarnya potensi reverse-bias diterapkan n= 0.5 untuk sambungan paduan dan 0/3 untuk penyebaran sambungan Gambar 2.7 Varicap karakteristik: C (pF) versus VR. Dalam hal kapasitansi pada kondisi C-bias nol (0), kapasitansi sebagai fungsi VR diberikan oleh Simbol yang paling umum digunakan untuk dioda varicap dan pendekatan pertama untuk rangkaian yang setara dalam wilayah reverse-bias ditunjukkan pada Gambar. 20.8. Gambar 2.8 Varicap dioda: (a) rangkaian ekivalen di wilayah reverse-bias; (B) simbol. Sejak kita berada di wilayah reverse-bias, perlawanan dalam rangkaian ekivalen sangat besar di magnitudeâ € "biasanya 1 M atau largerâ €" sementara RS, perlawanan geometrik dioda, adalah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 20,8, sangat kecil. Besarnya CT akan bervariasi dari sekitar 2-100 pF tergantung pada varicap dipertimbangkan. Untuk memastikan RR yaitu sebagai besar (Untuk kebocoran minimum) mungkin, silikon biasanya digunakan dalam dioda varicap. Fakta bahwa perangkat akan dipekerjakan pada frekuensi sangat tinggi mengharuskan kita termasuk LS induktansi meskipun diukur dalam nanohenries. Ingat bahwa XL 2 fL dan frekuensi 10 GHz dengan LS 1 NH akan mengakibatkan XLS 2 fL (6,28) (1010 Hz) (10 9 F) 62,8. Ada jelas, karena itu, frekuensi limit yang terkait dengan penggunaan setiap dioda varicap. Dengan asumsi rentang frekuensi yang tepat dan nilai rendah RS dan XLS dibandingkan elemen seri lainnya, maka rangkaian ekivalen untuk varicap Gambar. 2.8a dapat digantikan oleh variabel kapasitor saja. Lembar melengkapi data dan karakteristik kurva muncul di Gambar. 2,9 dan 2,10, masing-masing. Rasio C3/C25 pada Gambar. 2.9 adalah rasio tingkat kapasitansi pada potensi reverse-bias dari 3 dan 25 V. Ini menyediakan cepat perkiraan berapa kapasitansi akan berubah dengan potensi reverse-bias. Sosok jasa adalah kuantitas pertimbangan dalam penerapan perangkat dan ukuran dari rasio energi yang disimpan oleh perangkat kapasitif per siklus untuk energi merisau (atau hilang) per siklus. Karena kehilangan energi jarang dianggap sebagai atribut yang positif, semakin tinggi nilai relatif lebih baik. Frekuensi resonansi perangkat ditentukan oleh untuk 1 / 2 LC dan mempengaruhi berbagai aplikasi perangkat. Gambar 2.9 karakteristik listrik untuk sebuah dioda / varactor VHF FM Fairchild. (Courtesy Fairchild Camera dan Instrument Corporation.) Gambar 2,10 Karakteristik kurva untuk dioda / varactor VHF FM Fairchild. (Courtesy Fairchild Camera dan Instrument Corporation.) Dalam Gambar. 2.10, jumlah kebanyakan jelas. Namun, suhu kapasitansi koefisien didefinisikan oleh Dimana C adalah perubahan kapasitansi akibat perubahan suhu T0-T1 dan C0 adalah kapasitansi pada T0 untuk potensi reverse-bias tertentu. Sebagai contoh, Gambar. 2.9 menunjukkan bahwa C0 29 pF dengan VR 3 V dan T0 25 ° C. Perubahan kapasitansi C, maka dapat ditentukan dengan Persamaan. (2.4) hanya dengan menggantikan baru temperatur T1 dan TCC sebagaimana ditentukan dari grafik (0,013). Pada VR baru, nilai TCC akan berubah sesuai. Kembali ke Gambar. 2,9, perhatikan bahwa maksimum frekuensi muncul adalah 600 MHz. Pada frekuensi ini, XL =2phi fL = (6.28)(600 _X106 Hz)(2.5 X 10_9 F) = 9.42 ohm biasanya jumlah besar cukup kecil untuk diabaikan. Beberapa frekuensi tinggi (seperti yang didefinisikan oleh tingkat kapasitansi kecil) bidang aplikasi termasuk modulator FM, perangkat otomatis-frekuensi-kontrol, adjustable bandpass filter, dan amplifier parametrik. Dalam Gambar. 20.11, diode varactor ini digunakan dalam jaringan tuning. Artinya, resonan frekuensi kombinasi LC paralel ditentukan oleh fp 1 / 2 L 2C T (High-sistem Q) dengan tingkat CT CT CC ditentukan oleh reversebias diterapkan potensi VDD. Kopling kapasitor CC hadir untuk memberikan isolasi antara efek korslet L2 dan bias diterapkan. Frekuensi yang dipilih dari tuned jaringan tersebut kemudian diteruskan ke penguat masukan tinggi untuk amplifikasi lebih lanjut. Gambar 2.11 Tuning jaringan menggunakan sebuah dioda varactor. 2.4 POWER Dioda Ada beberapa dioda yang dirancang khusus untuk menangani kekuatan-tinggi dan hightemperature tuntutan beberapa aplikasi. Penggunaan yang paling sering dioda daya terjadi dalam proses pembetulan, di mana sinyal ac (memiliki nol nilai rata-rata) dikonversi ke orang-orang yang memiliki tingkat rata-rata atau dc. Seperti tercantum dalam Bab 2, ketika digunakan dalam kapasitas ini, dioda biasanya disebut sebagai rectifier. Sebagian besar dioda kekuasaan dibangun menggunakan silikon karena nya lebih tinggi saat ini, suhu, dan peringkat PIV. Tuntutan lancar yang lebih tinggi mengharuskan daerah persimpangan lebih besar, untuk memastikan bahwa ada resistensi yang rendah maju dioda. Jika perlawanan forward tersebut terlalu besar, kerugian I2R akan berlebihan. Arus kemampuan dioda daya dapat ditingkatkan dengan menempatkan dua atau lebih secara paralel, dan peringkat PIV dapat ditingkatkan dengan menumpuk dioda secara seri. Berbagai jenis dioda kekuasaan dan Rating saat ini mereka telah disediakan pada Gambar. 2.12a. Tinggi suhu yang dihasilkan dari berat saat ini membutuhkan, dalam banyak kasus, bahwa heat sink digunakan untuk menarik panas dari elemen. Beberapa dari berbagai jenis heat sink tersedia ditunjukkan pada Gambar. 20.12b. Jika heat sink tidak dipekerjakan, dioda stud dirancang untuk dipasang langsung ke chassis, yang pada gilirannya akan bertindak sebagai heat sink. Gambar 2.12 Power dioda dan heat sink. (Rectifier Courtesy Internasional Corporation.) 2.5 Dioda TUNNEL (Dioda Terowongan) Diode terowongan pertama kali diperkenalkan oleh Leo Esaki pada tahun 1958. Its karakteristik, ditunjukkan pada Gambar. 20,13, berbeda dari dioda dibahas sejauh apapun dalam hal ini memiliki sebuah negativeresistance wilayah. Di wilayah ini, peningkatan hasil tegangan terminal dalam pengurangan pada dioda saat ini. Diode terowongan ini dibuat dengan doping bahan semikonduktor yang akan membentuk sambungan pn pada tingkat seratus sampai beberapa ribu kali lipat dari yang khas semikonduktor dioda. Hal ini akan mengakibatkan daerah deplesi sangat berkurang, dari urutan besarnya 10-6 cm, atau biasanya sekitar 1/100 lebar daerah ini untuk dioda semikonduktor khas. Ini adalah kawasan ini deplesi tipis yang banyak operator dapat “tunnel” melalui, daripada berusaha untuk mengatasi, pada potensial forward-bias rendah yang akun untuk puncak dalam kurva pada Gambar. 20.13. Untuk tujuan perbandingan, khas 2.13 Karakteristik Diode Tunnel karakteristik dioda semikonduktor telah ditumpangkan pada karakteristik-dioda terowongan Gambar. 2.13. Hasil ini daerah deplesi berkurang pembawa "meninju melalui" pada kecepatan yang jauh melebihi yang tersedia dengan dioda konvensional. Diode terowongan sehingga dapat digunakan dalam aplikasi kecepatan tinggi seperti di komputer, di mana switching kali dalam urutan nanodetik atau picoseconds yang diinginkan. Anda akan ingat dari Bagian 1,14 bahwa peningkatan tingkat doping akan turun yang Zener potensial. Perhatikan efek tingkat doping sangat tinggi pada kawasan ini pada Gambar. 2.13. Bahan semikonduktor yang paling sering digunakan dalam pembuatan terowongan dioda adalah germanium dan galium arsenide. Rasio IP / IV sangat penting bagi aplikasi komputer. Untuk germanium, biasanya 10:1 Sedangkan untuk arsenide galium, itu lebih dekat dengan 20: 1. Puncak saat ini, IP, sebuah dioda terowongan dapat bervariasi dari beberapa microamperes beberapa ratus ampere. Tegangan puncak, bagaimanapun, adalah terbatas pada sekitar 600 mV. Untuk alasan ini, sebuah vom sederhana dengan potensi baterai internal dc sebesar 1,5 V bisa sangat merusak dioda terowongan jika diterapkan dengan benar. Diode terowongan rangkaian ekivalen di wilayah negatif-resistensi disediakan pada Gambar. 2.14, dengan simbol yang paling sering digunakan untuk dioda terowongan. Nilai untuk setiap parameter adalah untuk terowongan diode 1N2939 yang spesifikasinya muncul pada Tabel 2.1. LS induktor terutama karena terminal lead. RS resistor karena memimpin, ohmik hubungi di persimpangan timbalsemikonduktor, dan semikonduktor bahan sendiri. Kapasitansi C adalah kapasitansi difusi persimpangan, dan R adalah resistansi negatif dari daerah. Gambar 2.14 Dioda Tunnel (a) persamaan rangkaian (b) simbol 2.6 FOTO DIODA Kepentingan dalam perangkat sensitif cahaya telah meningkat pada hampir eksponensial Tingkat dalam beberapa tahun terakhir. Bidang dihasilkan Optoelektronik akan menerima yang besar menangani kepentingan penelitian sebagai upaya yang dilakukan untuk meningkatkan tingkat efisiensi.Melalui media iklan, orang awam telah menjadi sangat sadar bahwa sumber cahaya menawarkan unik sumber energi. Energi, ditransmisikan sebagai paket diskret yang disebut foton, memiliki tingkat langsung berhubungan dengan frekuensi gelombang cahaya perjalanan yang ditentukan oleh persamaan berikut: W=hf joule di mana h disebut Planck’s konstan dan sama dengan 6,624X10-34 joule-detik. Ini dengan jelas menyatakan bahwa sejak h adalah sebuah konstanta, energi yang terkait dengan cahaya insiden gelombang secara langsung berhubungan dengan frekuensi gelombang perjalanan. Frekuensi adalah, pada gilirannya, berhubungan langsung dengan panjang gelombang (jarak antara yang berurutan puncak) dari gelombang bepergian dengan persamaan berikut: RUMUS Mana = panjang gelombang, meter V=kecepatan cahaya, 3X108 m/s f =frekuensi gelombang perjalanan, hertz Panjang gelombang biasanya diukur dalam satuan angstrom ( ) atau mikrometer( m) mana 1 = 1X10-10 m dan 1 m _ 10-6 m Panjang gelombang ini penting karena akan menentukan material yang akan digunakan dalam perangkat optoelektronik. Respon spektral relatif untuk Ge, Si, dan selenium adalah diberikan pada Gambar. 2.20. Spektrum cahaya tampak juga telah disertakan dengan indikasi dari panjang gelombang yang terkait dengan berbagai warna. Jumlah elektron bebas yang dihasilkan dalam setiap materi sebanding dengan intensitas dari insiden ringan. Intensitas cahaya adalah ukuran dari jumlah bercahaya fluks yang jatuh di daerah permukaan tertentu. Luminous flux biasanya diukur dalam lumen (Lm) atau watt. Dua unit terkait dengan 1 lm= 1,496 X 10-10 m dan m = 10-6m Intensitas cahaya biasnya diukur dalam lm/ft2, footcandles (fc),atau W/m2, dimana 1 lm/ft2= 1 fc = 1,609 X 10-9 dan W/m2 Photodiode adalah semikonduktor persimpangan p-n perangkat yang wilayah operasi terbatas pada daerah reverse-bias. Pengaturan dasar biasing, konstruksi, dan simbol untuk perangkat muncul pada Gambar. 2,21. Ingat dari Bab 1 bahwa arus saturasi balik biasanya terbatas pada microamperes sedikit. Hal ini jelas ditunjukkan pada Gambar. 2.22 untuk intensitas yang berbeda tingkat. Gelap saat ini adalah bahwa saat ini yang akan ada tanpa penerangan diterapkan. Perhatikan bahwa saat ini hanya akan kembali ke nol dengan bias diterapkan positif sebesar untuk VT. Selain itu, Gambar. 2,21 menunjukkan penggunaan lensa untuk berkonsentrasi cahaya pada daerah persimpangan. Dioda komersial tersedia muncul di Gambar. 2.23 Gambar 2.20 respon spektral relatif untuk Si, Ge, dan selenium dibandingkan dengan mata manusia Gambar 2.21: (a) penyimpangan dasar pengaturan dan konstruksi; (b). simbol Gambar 2.22 fotodiodekarakteristik. Gambar 2.23 foto dioda (Courtesy EG & G VACTEC, Inc) Jarak hampir sama antara kurva atas penilaian yang sama di bercahaya fluks mengungkapkan bahwa fluksi dan bercahaya reverse hampir berhubungan linier. Dalam Dengan kata lain, peningkatan intensitas cahaya akan menghasilkan peningkatan yang sama secara terbaliksaat ini. Sebidang kedua untuk menunjukkan hubungan linier muncul pada Gambar. 2.24 untuk tetap tegangan Vλ dengan 20 V. Atas dasar relatif, kita dapat mengasumsikan bahwa sebaliknya saat ini pada dasarnya adalah nol dalam ketiadaan cahaya insiden. Sejak masa naik dan turun (Perubahan-of-state parameter) sangat kecil untuk perangkat ini (dalam kisaran nanodetik), perangkat dapat digunakan untuk menghitung kecepatan tinggi atau berpindah aplikasi. Kembali untuk Gambar. 2.20 kami mencatat bahwa Ge mencakup spektrum yang lebih luas dari panjang gelombang dari Si. Hal ini akan membuat cocok untuk cahaya insiden di wilayah inframerah yang diberikan oleh laser dan IR (inframerah) sumber cahaya, akan segera dijelaskan. Tentu saja, Ge memiliki lebih tinggi saat di gelapkan dari silikon, tetapi juga memiliki tingkat yang lebih tinggi untuk saat ini. peningkatan saat ini dihasilkan oleh cahaya insiden pada fotodioda adalah tidak sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai kontrol langsung, namun bisa diperkuat untuk tujuan ini. Gambar 2.24 Iλ (µα)melawan fc(at Vλ=20 V) untuk sensor photodiode Gambar. 20.22. Dalam Gambar. 2,25, fotodioda ini digunakan dalam sistem alarm. Sebaliknya saat ini Iλ akan terus mengalir selama sinar tidak pecah. Jika terputus, Iλ jatuh ke tingkat saat gelap dan membunyikan alarm. Dalam Gambar. 2,26, sebuah fotodioda digunakan untuk menghitung item pada sebuah ban berjalan. Seperti setiap item melewati sinar rusak, I λ jatuh ke tingkat saat gelap dan konter ini bertambah satu. Gambar 2,25 Menggunakan fotodioda dalam alarm sistem. Gambar 2,26 Menggunakan fotodioda di sebuah counteroperasi. 2.7 SEL FOTOKONDUKTIF Sel fotokonduktif adalah semikonduktor dua terminal perangkat yang terminal perlawanan akan bervariasi (linear) dengan intensitas cahaya. Untuk alasan yang jelas, sering disebut perangkat fotoresistive. Sebuah sel fotokonduktif khas dan simbol grafis paling banyak digunakan untuk perangkat muncul di gambar di bawah ini Gambar 2,27 fotokonduktifsel: (a) penampilan; (b). Simbol Bahan fotokonduktif paling sering digunakan termasuk sulfida kadmium (CdS) dan selenide kadmium (CdSe). Respon spektral puncak CdS terjadi pada sekitar 5100 Å dan 6150 Å CdSe di (catatan Gambar 2,20.). Respon waktu unit CdS adalah sekitar 100 ms, dan 10 ms untuk sel CdSe. Sel fotokonduktif tidak memiliki sambungan seperti sensor fotodioda. Lapisan tipis bahan tersambung antara terminal hanya terkena energi cahaya insiden Sebagai iluminasi pada peningkatan perangkat dalam intensitas, keadaan energi yang lebih besar jumlah elektron dalam struktur juga akan meningkat karena peningkatan ketersediaan dari paket foton energi. Hasilnya adalah meningkatnya jumlah relatif bebas elektron dalam struktur dan penurunan perlawanan terminal. The sensitivitas kurva untuk perangkat fotokonduktif khas muncul pada Gambar. 2,28. Perhatikan garis yang melintang (ketika diplot menggunakan skala log-log) dari kurva yang dihasilkan dan besar perubahan resistansi (100 kΩ → 100Ω) untuk perubahan ditunjukkan dalam iluminasi Gambar 2,28 fotokonduktif sel-terminal karakteristik (GE tipe B425). Satu agak sederhana, tapi menarik, aplikasi perangkat muncul pada Gambar. 2,29. Tujuan dari sistem ini adalah untuk menjaga Vo pada tingkat yang tetap walaupun Vi dapat berfluktuasi dari nilai pengenal tersebut. Sebagaimana ditunjukkan dalam gambar, sel fotokonduktif, bohlam, dan penghambat semua merupakan bagian dari sistem teganganregulator. Jika Vi harus penurunan besarnya untuk sejumlah alasan, kecerahan bohlam juga akan menurun. penurunan pencahayaan akan mengakibatkan peningkatan ketahanan (Rλ). Dari fotokonduktif sel untuk mempertahankan Vo pada tingkat laju yang ditentukan oleh pembagi tegangan aturan, yaitu, Vo=RλVi/Rλ+R1 Gambar 2,29 Tegangan regulator menggunakan sel fotokonduktif. 2.8 IR emitter Infrared memancarkan dioda yang ketetapan perangkat arsenide galium yang memancarkan sinar fluks bercahaya ketika forward-bias. Pembangunan dasar perangkat ditampilkan di Gambar. 2,31. Bila sambungan sudah maju-bias, elektron dari daerah-n akan bergabung kembali dengan lubang kelebihan bahan-p dalam rekombinasi yang dirancang khusus wilayah terjepit di antara bahan p-dan n-type. Selama rekombinasi ini proses, energi terpancar dari perangkat dalam bentuk foton. Yang dihasilkan foton akan baik diserap kembali dalam struktur atau meninggalkan permukaan perangkat sebagai energi berseri-seri, seperti ditunjukkan pada Gambar. 2,31. Fluks radiasi di mW melawan maju dc saat ini untuk perangkat yang khas muncul pada Gambar. 2,32. Perhatikan hubungan yang hampir linear antara keduanya. Pola menarik untuk perangkat tersebut diberikan pada Gambar. 2,33. Perhatikan pola yang sangat sempit untuk perangkat dengan dari dalam sistem collimating . Salah satu perangkat tersebut muncul pada Gambar. 2,34, dengan internalnya konstruksi dan simbol grafis. Beberapa bidang aplikasi untuk perangkat tersebut termasuk kartu dan pembaca kertas-tape, encoders poros, sistem transmisi data, dan intrusi alarm. Gambar 2,31 struktur Umum dari semikonduktor memancarkan IR- dioda. (Courtesy Solid State RCADivisi.) Gambar fluks 2,32 bercahaya Khas maju melawan dc saat ini untuk memancarkan IR diode(Courtesy RCA Solid Divisi negara.) Gambar 2,33 pola intensitas Khas bercahaya RCA IR memancarkan dioda. (Courtesy RCA Solid State Divisi.) Gambar 2,34 RCA IR-memancarkan dioda:(a) konstruksi; (b) foto; (C) simbol. (Courtesy RCA Solid Divisi negara.) 2.9 LAYAR KRISTAL CAIR (LCD) Layar kristal cair (LCD) memiliki keuntungan yang berbeda memiliki daya yang rendah persyaratan dari LED. Hal ini biasanya di urutan mikrowatts untuk tampilan, dibandingkan dengan urutan yang sama dari miliwatt untuk LED. Memang, bagaimanapun, memerlukan eksternal atau internal cahaya sumber dan terbatas pada kisaran suhu sekitar 0 ° hingga 60 ° C. Seumur hidup merupakan bidang perhatian karena LCD kimia dapat menurunkan. Jenis menerima bunga utama hari ini adalah bidang-efek dan unit dinamishamburan. Masing-masing akan dibahas secara rinci dalam bagian ini. Sebuah kristal cair merupakan bahan (biasanya organik untuk LCD) yang akan mengalir seperti cair tetapi struktur molekul yang memiliki beberapa sifat biasanya terkait dengan padatan. Untuk unithamburan cahaya, bunga terbesar adalah dalam kristal cair nematic, memiliki struktur kristal ditunjukkan pada Gambar. 2.35. Molekul individu telah penampilan seperti tangkai yang ditunjukkan pada gambar. Permukaan oksida indium melakukan adalah transparan, dan di bawah kondisi yang ditunjukkan pada gambar, lampu insiden hanya akan melewati dan struktur kristal cair akan tampak jelas. Jika tegangan (untuk unit komersial ambang batas biasanya antara 6 dan 20 V) diterapkan di seluruh permukaan melakukan, seperti ditunjukkan pada Gambar. 2.36, susunan molekul terganggu, dengan hasil bahwa daerah akan dibentuk dengan indeks bias berbeda. Lampu insiden Oleh karena itu tercermin dalam arah yang berbeda pada antarmuka antar wilayah yang berbeda indeks bias (disebut sebagai dinamis hamburan-pertama kali dipelajari oleh RCA pada tahun 1968) dengan hasil yang terang telah tersebar penampilan buram-kaca. Catatan pada Gambar. 20,36, bagaimanapun, bahwa terlihat buram terjadi Gambar 20.35 Nematic kristal cair tanpa bias diterapkan. Gambar 20.36 Nematic kristal dengan bias diterapkan. Gambar 20,37 LCD delapan segmen digit tampilan. hanya di mana permukaan yang melakukan yang berlawanan satu sama lain dan daerah yang tersisa tetap tembus. Sebuah angka pada layar LCD mungkin memiliki penampilan segmen ditunjukkan pada Gambar. 20,37. Daerah hitam sebenarnya permukaan yang jelas melakukan dihubungkan ke terminal bawah untuk kontrol eksternal. Dua topeng serupa ditempatkan pada sisi berlawanan dari disegel tebal lapisan bahan kristal cair. Jika nomor 2 yang diperlukan, terminal 8, 7, 3, 4, dan 5 akan menjadi energi, dan hanya daerah-daerah akan menjadi buram sementara daerah lain akan tetap jelas. Sebagaimana ditunjukkan sebelumnya, LCD tidak menghasilkan cahaya sendiri tetapi tergantung pada sumber eksternal atau internal. Dalam kondisi gelap, itu akan diperlukan untuk unit untuk memiliki sumber cahaya internal sendiri baik di belakang atau ke sisi LCD. Selama hari, atau di daerah terang, reflektor dapat diletakkan di belakang LCD untuk mencerminkan cahaya kembali melalui tampilan untuk intensitas maksimum. Untuk optimal operasi, menonton saat ini produsen menggunakan kombinasi (sumber cahaya sendiri) dan reflektif transmissive mode disebut transflective. Bidang-efek atau LCD melingkar nematic memiliki penampilan segmen yang sama dan lapisan tipis kristal cair dikemas, tetapi modus operasinya sangat berbeda. Serupa dengan LCD dinamis-hamburan, LCD lapangan efek dapat dioperasikan di reflektif atau transmissive modus dengan sumber internal. Tampilan transmissive muncul pada Gambar. 20,38. Sumber cahaya internal di sebelah kanan, dan penonton pada kiri. Angka ini paling tampak berbeda dari Gambar. 20,35 dalam bahwa ada sebuah tambahandari sebuah polarizer cahaya. Hanya komponen vertikal dari cahaya masuk di sebelah kanan dapat melewati polarizer vertikal-lampu di sebelah kanan. Dalam efek medan-LCD, baik permukaan melakukan jelas di sebelah kanan adalah kimia tergores atau film organik diterapkan untuk mengarahkan molekul-molekul dalam kristal cair pada bidang vertikal, paralel ke dinding sel. Perhatikan batang ke kanan dalam kristal cair. Sebaliknya melakukan permukaan juga diperlakukan untuk memastikan bahwa molekul 90 ° keluar dari fase dalam arah yang ditunjukkan (horisontal) tapi masih sejajar dengan dinding sel. Di antara dua dinding dari kristal cair ada drift umum dari satu polarisasi yang lain, seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Para polarizer cahaya kiri juga sedemikian rupa sehingga memungkinkan perjalanan hanya cahaya terpolarisasi vertikal insiden. Jika tidak ada tegangan yang diterapkan pada melakukan permukaan, cahaya terpolarisasi vertikal memasuki wilayah kristal cair dan mengikuti dengan 90 ° lentur dari struktur molekul. Its horizontal polarisasi di kiri polarizer cahaya vertikal tidak memungkinkan untuk lulus melalui, dan penampil melihat seragam pola gelap di seluruh tampilan. Ketika tegangan ambang diterapkan (Untuk unit komersial 2-8 V), molekul rodlike menyesuaikan diri dengan lapangan (tegak lurus terhadap dinding) dan cahaya melewati langsung melalui tanpa 90 ° pergeseran. Insiden cahaya vertikal bisa menekan langsung melalui kedua vertikal terpolarisasi layar, dan area cahaya dilihat oleh penampil. Melalui benar eksitasi dari segmen setiap digit, pola akan muncul sebagaimana ditunjukkan pada Gambar. 20,39. Reflek , tipe bidang , efek LCD ditunjukkan pada Gambar. 20,40. Dalam hal ini, secara horizontal cahaya terpolarisasi di paling kiri bertemu dengan polarisasi horizontal filter dan melewati melalui reflektor, di mana hal tersebut tercermin kembali ke dalam kristal cair, membungkuk kembali untuk polarisasi vertikal lainnya, dan kembali ke pengamat. Jika tidak ada diterapkan tegangan, ada tampilan seragam menyala. Aplikasi dari hasil tegangan di vertikal insiden lampu menemui terpolarisasi horizontal filter di kiri, yang tidak akan dapat melewati dan akan tercermin. Sebuah hasil daerah gelap pada kristal, dan pola seperti ditunjukkan pada Gambar. 20,41 muncul. Gambar 20,38 transmissi lapangan-efek LCD tanpa diterapkan bias. Gambar 20,39 Reflektif-jenis LCD. (Courtesy Solid State RCA Divisi.) Gambar 20,40 lapangan efek-Reflektif LCD dengan tidak bias diterapkan. Gambar 20,41 Jenis transmissive LCD. (Courtesy RCA Solid State Divisi.) Bidang-efek LCD biasanya digunakan ketika sumber energi merupakan faktor utama (Misalnya, dalam jam tangan, instrumentasi portabel, dll) karena mereka menyerap lebih sedikit kekuasaan daripada jenis cahaya hamburan kisaran mikro watt dibandingkan dengan milliwatt rendah jangkauan. Biaya ini biasanya lebih tinggi untuk unit bidang-efek, dan tinggi mereka terbatas pada sekitar 2 in sementara unit cahaya-hamburan tersedia sampai dengan 8 in tinggi. Sebuah pertimbangan lebih lanjut dalam pajangan yang menghidupkan dan mematikan waktu. LCD khas jauh lebih lambat kemudian LED. LCD biasanya memiliki waktu respon di kisaran 100 sampai 300 ms, sedangkan LED tersedia dengan waktu respon di bawah 100 ns. Namun, ada banyak aplikasi, seperti di jam tangan, di mana perbedaan antara 100 ns dan 100 ms ( dari kedua) adalah konsekuensi kecil. Untuk aplikasi tersebut, kebutuhan daya yang rendah dari LCD adalah karakteristik yang sangat menarik. seumur hidup ini unit LCD yang terus meningkat melebihi batas jam 10.000+. Karena warna yang dihasilkan oleh unit LCD tergantung pada sumber penerangan, ada lebih beragam pilihan berwarna. 2.10 Surya sel Dalam beberapa tahun terakhir, telah terjadi peningkatan minat pada sel surya sebagai alternatif sumber energi. Ketika kita menganggap bahwa rapat daya yang diterima dari matahari di permukaan laut adalah sekitar 100 mW/cm2 (1 kW/m2), tentu saja sumber energi yang membutuhkan penelitian lebih lanjut dan pengembangan untuk memaksimalkan efisiensi konversi dari surya untuk energi listrik. Pembangunan dasar dari sel surya sambungan pn silikon muncul pada Gambar. 2,42. Seperti ditunjukkan di tampilan atas, setiap usaha dilakukan untuk memastikan bahwa luas permukaan tegak lurus untuk matahari maksimum. Juga, perhatikan bahwa konduktor logam tersambung dengan bahan tipe-p dan ketebalan bahan tipe-p adalah seperti yang mereka memastikan bahwa jumlah maksimum foton energi cahaya akan mencapai junction. A foton energi cahaya di wilayah ini dapat bertabrakan dengan elektron valensi dan menyampaikan untuk itu energi yang cukup untuk meninggalkan atom induk. Hasilnya adalah generasi elektron bebas dan lubang. Fenomena ini akan terjadi di setiap sisi persimpangan. Dalam Jenis-p bahan, elektron baru yang dihasilkan adalah pembawa minoritas dan akan bergerak agak bebas melintasi persimpangan seperti dijelaskan untuk sambungan pn dasar tanpa diterapkan bias. Sebuah diskusi yang sama juga berlaku pada lubang yang dihasilkan dalam bahan tipe-n. Hasilnya adalah peningkatan aliran minoritas-carrier, yang berlawanan arah untuk ke depan konvensional saat sambungan pn. Peningkatan arus balik ditunjukkan pada Gambar. 2,43. Sejak V= 0 manapun pada sumbu vertikal dan merupakankondisi sirkit pendek, arus pada persimpangan ini disebut arus pendek dan diwakili oleh notasi ISC. Dalam kondisi sirkit terbuka (id= 0), tegangan fotovoltaik VOC akan menghasilkan. Ini adalah fungsi logaritmik dari pencahayaan, seperti ditunjukkan pada Gambar. 20,44. VOC adalah tegangan terminal baterai di bawah tanpa beban (Terbuka sirkuit) kondisi. Catatan, namun pada angka yang sama bahwa arus pendek merupakan fungsi linier dari iluminasi. Artinya, ia akan ganda untuk peningkatan yang sama dalam pencahayaan (fC1 dan 2fC1 dalam Gambar. 2,44) sedangkan perubahan VOC kurang untuk daerah ini. Peningkatan utama dalam VOC terjadi untuk meningkatkan tingkat bawah di pencahayaan. Akhirnya, peningkatan lebih lanjut dalam pencahayaan akan memiliki pengaruh yang sangat kecil pada VOC, meskipun ISC akan meningkat, menyebabkan daya kemampuan meningkat. Selenium dan silikon adalah bahan yang paling banyak digunakan untuk sel surya, meskipun gallium arsenide, arsenide indium, dan sulfida kadmium, antara lain, juga digunakan. Gambar 2,42 surya sel: (a)miring; (b) tampak atas. Gambar 2,43 arus dan tegangan rangkaian terbuka pendek melawan intensitas cahaya untuk sel surya. Gambar 2,44 ISC melawan VOC dan pencahayaan untuk matahari sel. Panjang gelombang cahaya kejadian akan mempengaruhi respon pn untuk foton insiden. Catatan pada Gambar. 2,45 seberapa dekat sel selenium kurva respons cocok dengan mata. Fakta ini memiliki aplikasi luas di peralatan fotografi seperti paparan meter dan diafragma eksposur otomatis. Silicon juga tumpang-tindih spektrum terlihat namun puncaknya pada 0,8µm (8000 Å) panjang gelombang, yang adalah di daerah inframerah. Secara umum, silikon memiliki efisiensi konversi yang lebih tinggi, lebih besar stabilitas, dan kurang tunduk pada kelelahan. Kedua bahan memiliki karakteristik suhu yang sangat baik. Artinya, mereka bisa menahan suhu yang tinggi atau rendah ekstrim tanpa menurunkan yang signifikan dalam efisiensi. Khas solar sel, dengan karakteristik listrik mereka, muncul dalam Gambar. 2,46. Gambar 2,46 solar sel Khas dan karakteristik listrik mereka.(Courtesy EG & G VACTEC, Inc) Sebuah inovasi yang sangat baru dalam penggunaan sel surya muncul pada Gambar. 2,47. Seri pengaturan sel surya memungkinkan tegangan luar yang dari elemen tunggal. The kinerja susunan empat-sel khas muncul pada gambar yang sama. Pada saat ini sekitar 2.6 mA, tegangan output adalah sekitar 1,6 V, sehingga daya output dari 4.16 mW. Schottky barrier diode termasuk untuk mencegah menguras baterai saat melalui konverter daya. Artinya, perlawanan dari dioda Schottky begitu tinggi untuk membebankan mengalir turun melalui (+ke-) konverter daya yang akan muncul sebagai sirkuit terbuka untuk baterai isi ulang dan tidak menarik arus dari itu. Gambar 2,47 Internasional Rectifier susunan empat-sel : (a) penampilan, (b) karakteristik. (Courtesy International Rectifier Corporation) Ini mungkin menarik untuk dicatat bahwa kunci memindahkan Rudal dan ruang Perusahaan bekerja pada sebuah hibah dari National Aeronautics and Space Administration untuk mengembangkan susunan sayap matahari besar-besaran untuk pesawat ruang angkasa. Sayap akan mengukur 13,5 ft hingga 105 ft ketika diperluas dan akan berisi 41 panel, masing-masing membawa 3060 silikon solar sel. Sayap dapat menghasilkan total 12,5 kW daya listrik. Efisiensi operasi dari sel surya ditentukan oleh tenaga listrik keluaran dibagi dengan daya yang diberikan oleh sumber cahaya. Artinya, µ= X 100%= X 100% Khas tingkat efisiensi berkisar dari 10% menjadi 40% tingkat yang harus memperbaiki menyolok jika bunga ini terus berlanjut. Satu set khas karakteristik keluaran untuk sel surya silikon efisiensi 10% dengan luas 1 cm2 muncul di Gambar. 2,48.Perhatikan lokus daya yang optimal dan meningkat hamper linier dalam arus keluaran dengan fluks bercahaya untuk tegangan tetap. 2.11 TERMISTOR Termistor adalah, seperti namanya, sebuah resistor sensitif temperatur, yaitu, terminal resistensi ini terkait dengan suhu tubuhnya. Ini bukan perangkat sambungan dan terbuat dari Ge, Si, atau campuran oksida kobalt, nikel, strontium, atau mangan. Senyawa yang digunakan akan menentukan apakah perangkat memiliki positif atau koefisien suhu negatif. Karakteristik dari thermistor perwakilan dengan suhu negatif koefisien disediakan pada Gambar. 2,49, dengan simbol yang umum digunakan untuk perangkat. Perhatikan khususnya bahwa pada suhu kamar (20° C) perlawanan termistor yang sekitar 5000ohm, sedangkan pada 100°C (212°F) perlawanan telah menurun100Ω. Sebuah rentang suhu 80 ° C Oleh karena itu berdampak terhadap perubahan 50: 1 dalam perlawanan. Hal ini biasanya 3% sampai 5% per derajat perubahan suhu. Ada dasarnya dua cara untuk mengubah suhu perangkat: internal dan eksternal. Perubahan sederhana dalam arus melalui perangkat akan menghasilkan perubahan internal suhu. Sebuah tegangan yang diberikan kecil akan mengakibatkan arus yang terlalu kecil untuk menaikkan suhu tubuh di atas bahwa dari sekitarnya. Di wilayah ini, seperti ditunjukkan pada Gambar. 2.50, thermistor akan bertindak seperti resistor dan memiliki koefisien temperatur positif. Namun, dengan meningkatnya arus, temperatur akan naik ke titik di mana koefisien suhu negatif akan muncul sebagaimana ditunjukkan pada Gambar. 2.50. Fakta bahwa laju aliran internal dapat memiliki efek seperti itu pada ketahanan perangkat memperkenalkan vista macam aplikasi di kontrol, teknik pengukuran, dan sebagainya. Sebuah perubahan eksternal akan memerlukan perubahan suhu medium sekitarnya atau merendam perangkat dalam larutan panas atau dingin. Gambar 2,49 termistor: (A) karakteristik khas set; (B) simbol. Sebuah foto dari sejumlah termistor komersial yang tersedia disediakan dalam Gambar. 2,51. Sebuah sirkuit temperatur-menunjukkan sederhana muncul pada Gambar. 2,52. Setiap peningkatan pada suhu medium sekitarnya akan mengakibatkan penurunan resistensi dari thermistor dan peningkatan arus IT. Peningkatan IT akan menghasilkan gerakan defleksimeningkat, yang bila dikalibrasi dengan benar akan akurat menunjukan suhu yang lebih tinggi Perlawanan variabel ditambahkan untuk kalibrasi tujuan. Gambar 2.51 Berbagai jenis thermistors: (1) manik-manik, (2) probe kaca; (3) iso-kurva dipertukarkan probe dan manik-manik; (4) piringan; (5) cincin pipih; (6) batang;(7)khusus dipasang manik-manik; (8) vakum dan probe gas-isi (9) khusus probe rakitan. (Courtesy Elektronik Fenwal, Incorporated.) Gambar 20,52 Suhu-yang menunjukkansirkuit. BAB III PENUTUUP 3.2 Simpulan dan Saran Simpulannya adalah semua komponen-komponen listrik memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Sehingga setiap komponenen memiliki peran mereka sendiri. Tiap-tiap koponen memiliki kemampuan yang berbeda-beda jika komponen di letakkan tidak sesuai pada kemampuannya, maka alat tersebut akan mengalami aus atau mengeluarkan asap. Maka perhatikan kegunaan, kemampuan, dan penempatan dalam menggunakan komponenkomponen tersebut. Saran kami adalah dalam mempergunakan komponen-komponen dalam kelistrikan, haruslah tau kegunaan atau fungsi dari alat tersebut dan menggerti kemampuan alat tersebut. Agar dalam melakukan percobaan tidak terjadi kegagalan dalam membuat suatu project Atau pun kosleting.
