Pengertian Dioda Schottky dan Prinsip Kerja Dioda Schottky - Salah satu dioda yang mempunyai peranan yang penting dalam beberapa rangkaian elektronika, yaitu dioda schottky. Dioda schottky juga sering disebut sebagai dioda pembawa panas/dioda elektron ini mempunyai beberapa kelebihan jika dibandingkan dengan jenis dioda biasa pada umumnya.
Nah, pada artikel ini kami akan membahas tentang pengertian dioda schottky, struktur, prinsip kerja, kegunaan, karakteristik, kelebihan, fitur dan aplikasinya. Untuk itu simaklah penjelasannya di bawah ini.
Pengertian Dioda Schottky
Dioda Schottky adalah jenis Dioda dengan tegangan jatuh (drop voltage) yang rendah jika dibandingkan dengan dioda normal lainnya. Perbedaan yang paling mendasar antara Dioda Schottky dengan Dioda Normal adalah penggunaan Logam-semikonduktor (Metal-Semiconductor Junction) untuk persimpangan Dioda Schottky sedangkan Dioda Normal pada umumnya menggunakan Persimpangan Semikonduktor-semikonduktor (Semiconductor-semiconduction Junction).
Dioda Schottky atau Schottky Diode ini biasanya digunakan pada rangkaian switching berkecepatan tinggi, rangkaian Frekuensi Radio (RF), Mixer dan rangkaian Penyearah Pencatu Daya. Nama Schottky ini diambil dari nama penemu efek Schottky yaitu Walter H. Schottky yang berasal Jerman.
Efek Schottky adalah efek penghalang potensial yang terbentuk pada pertemuan logam-semikonduktor yang mempunyai karakteristik penyearahan. Efek tersebut cocok untuk penggunaannya pada dioda. Oleh karena itu, Dioda Schottky (Schottky Diode) disebut juga dengan Dioda Penghalang atau Barrier Diode.
Kegunaan Dioda Schottky
Berikut beberapa kegunaan dari dioda schottky:
- Dioda schottky berperan sebagai penyearah pada sirkuit aplikasi daya tinggi.
- Dioda schottky dimanfaatkan dalam beberapa aplikasi seperti daya, RF, mendeteksi sinyal dan sirkuit logika.
- Dioda schottky memiliki peranan yang penting dalam sirkuit Gaas.
- Dioda schottky ini digunakan dalam sistem PV (potovoltaik) yang berdiri sendiri untuk menghentikan penggunaan baterai untuk panel surya pada malam hari dan pada sistem koneksi jaringan.
- Dioda schottky digunakan dalam beberapa aplikasi penjepit tegangan dan pencegahan saturasi transistor karena kepadatan arus yang tinggi pada dioda schottky.
Struktur Dioda Schottky
Pada sebuah dioda normal yang menggunakan persimpangan Positif-Negatif (PN Junction), semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n digunakan untuk membentuk persimpangan p-n.
Sedangkan pada dioda schottky, semikonduktor tipe-p digantingkan dengan bahan jenis logam seperti alumunium atau platinum, sehingga membentuk sambungan persimpangan logam-semikonduktor tipe-n (Metal-Semikonduktor tipe-n).
Sambungan antara logam dan semikonduktor ini dapat menghasilkan lapisan penghalang atau lapisan deplesi yang dikenal dengan istilah schottky barrier (penghalang schottky).
Prinsip Kerja Dioda Schottky
Pada saat Dioda Schottky (Diode Schottky) tidak diberikan tegangan atau dalam kondisi unbiased (kondisi tanpa tegangan), tingkat energi elektron yang berada di sisi semikonduktor tipe-n sangat rendah jika dibandingkan dengan tingkat energi di sisi logam. Dengan demikian, elektron tidak dapat mengalir melalui penghalang persimpangan yang disebut dengan penghalang schottky ini.
Namun apabila Dioda Schottky diberikan tegangan bias maju (forward bias), elektron di sisi semikonduktor tipe-n akan mendapat energi yang cukup untuk melewati penghalang persimpangan dan masuk ke wilayah logam.
Elektron ini masuk ke dalam wilayah logam dengan energi yang sangat besar sehingga disebut juga elektron pembawa panas (hot carrier). Oleh karena itu, Schottky Diode ini sering juga disebut dengan Dioda Pembawa Panas atau Hot Carrier Diode.
Arus listrik akan mengalir melalui Schottky Diode secara bias maju (forward bias) apabila terdapat tegangan maju yang cukup diberikan ke Schottky Diode. Karena aliran arus listrik ini, akan terjadi kehilangan tegangan kecil pada saat melintasi terminal dioda Schottky, kehilangan tegangan inilah yang disebut dengan “drop voltage”.
Kehilangan Tegangan atau Drop Voltage pada Dioda Silikon (dioda normal) biasanya adalah sekitar 0,6V hingga 0,7V, sementara drop voltage pada Dioda Schottky hanya sekitar 0,2V hingga 0,3V.
Dengan kata lain, tegangan yang terbuang untuk mengaktifkan Dioda Silikon adalah sekitar 0,6V hingga 0,7V sedangkan tegangan yang terbuang hanya sekitar 0,2V hingga 0,3V. Artinya, Schottky Diode mengkonsumsi tegangan yang lebih kecil dari Dioda Normal pada umumnya.
Karakteristik utama Schottky Diode yang bisa dinyalakan (switch ON) dan dimatikan (switch OFF) lebih cepat serta tidak menghasilkan noise yang berlebihan (noise yang tidak diinginkan) dibandingkan dengan dioda normal yang menggunakan persimpangan PN ini menjadikannya cocok untuk diaplikasikan ke rangkaian yang memerlukan switching ON/OFF berkecepatan tinggi.
Karakteristik Dioda Schottky
Adapun beberapa karakteristik dioda schottky yang dapat kalian ketahui adalah sebagai berikut:
- Pada dioda ini, arus kejenuhan terbalik terjadi pada tegangan yang sangat rendah jika dibandingkan dengan dioda silikon.
- Jika tegangan bias maju lebih unggul dari 0,2 atau 0,3 volt, maka aliran arus mulai mengalir melalui dioda.
- Garis bertikal menandakan aliran arus pada dioda dan garis horizontal menandakan tegangan yang diterapkan di seluruh dioda.
- Penurunan tegangan maju dioda schottky berkisar antara 0,2 - 0,3 volt, sedangkan penurunan tegangan maju dioda persimpangan PN silikon berkisar antara 0,6 - 0,7 volt.
- Karateristik VI dari dioda schottky berkaitan dengan dioda persimpangan PN. Tetapi, penurunan tegangan maju dioda ini sangatlah kecil jika dibandingkan dengan dioda sambungan PN.
Arus Komponen di Dioda Schottky
Kondisi arus dioda Schottky adalah melalui pembawa mayoritas, yang merupakan elektron dalam semikonduktor tipe N. Rumus di dioda Schottky adalah
IT = IDifusi + ITunneling + IEmisi termionik
Di mana IDifusi adalah arus difusi karena gradien konsentrasi dan kepadatan arus difusi Jn = Dn*q*dn/dx untuk elektron, di mana Dn adalah konstanta difusi elektron, q adalah muatan elektronik = 1.6*1019 coulomb, dn / dx adalah gradien konsentrasi untuk elektron.
I Tunneling adalah arus tunneling karena tunneling kuantum mekanis melalui penghalang. Probabilitas tunneling meningkat dengan penurunan penghalang atau dibangun dalam potensi dan penurunan lebar lapisan deplesi. Arus ini berbanding lurus dengan probabilitas tunneling.
IEmisi termionik adalah arus akibat arus emisi termionik. Karena agitasi panas, beberapa pembawa memiliki energi yang sama atau lebih besar dari energi pita konduksi ke antarmuka logam-semikonduktor, dan aliran arus. Ini dikenal sebagai arus emisi termionik.
Karena arah arus yang mengalir melalui dioda penghalang Schottky adalah melalui pembawa muatan mayoritas. Oleh karena itu, sangat cocok untuk aplikasi switching kecepatan tinggi karena tegangan maju sangat rendah dan waktu pemulihan terbalik sangat singkat.
Aplikasi Dioda Schottky
Dioda Schottky digunakan untuk aplikasi penjepitan tegangan dan pencegahan saturasi transistor karena kepadatan arus yang tinggi di dioda Schottky. Ini juga menjadi penurunan tegangan maju rendah di dioda Schottky, terbuang dalam panas yang lebih sedikit, menjadikannya pilihan yang efisien untuk aplikasi yang sensitif dan sangat efisien.
Karena dioda Schottky digunakan dalam sistem fotovoltaik yang berdiri sendiri untuk mencegah baterai dari tujuan pemakaian untuk panel surya di malam hari serta dalam sistem yang terhubung ke jaringan, mengandung banyak string yang terhubung dalam koneksi paralel. Dioda Schottky juga digunakan sebagai penyearah dalam catu daya.
Kelebihan Dioda Schottky
Dioda Schottky digunakan dalam banyak aplikasi dibandingkan dengan jenis dioda lain yang tidak berkinerja baik.
- Tegangan hidup rendah: Tegangan hidup untuk dioda adalah antara 0.2 dan 0.3 volt. Untuk dioda silikon berlawanan dengan 0.6 hingga 0.7 volt dari dioda silikon standar.
- Waktu pemulihan cepat: Waktu pemulihan cepat berarti sejumlah kecil muatan tersimpan yang dapat digunakan untuk aplikasi switching kecepatan tinggi.
- Kapasitansi sambungan rendah: Ini menempati area yang sangat kecil, setelah hasil yang diperoleh dari kontak titik kawat silikon. Karena level kapasitansi sangat kecil.
Fitur Dioda Schottky
Fitur-fitur dioda Schottky terutama meliputi yang berikut ini
- Bekerja pada frekuensi yang cukup tinggi.
- Penurunan tegangan maju (drop voltage) yang rendah.
- Tingkat efisiensi dan kepadatan arus yang lebih tinggi.
- Mempunyai kapasitas yang rendah.
- Komponen dioda schottky akan menghasilkan lebih sedikit noise yang tidak dibutuhan.
- Dioda schottky mempunyai cincin yang terintegrasi dalam perlindungan stres.
- Ultra kecil dan pemasangan paket permukaan profil rendah.
Dengan demikian, ini semua tentang Dioda Schottky Pengertian dan prinsip kerja serta aplikasinya. Kami harap Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang konsep ini.