terster

jkwhjkh,hwehjkhsadnsbfdsmfaeghgewhjgrhbsandbnsfvbsdffdghfgshagfshjhdsbdbfhsj

• Home
• Presentasi
  • BAB 1
  • BAB 2
  • BAB3
• Menu
• Menu + Sub
  • Sub 1
  • Sub 2
  • Sub 3
  • Sub 4
  • Sub 5
  • Sub 6
• Menu
• Blogger Tutorial

BAB 1 SEMIKONDUKTOR

• Beranda
• Presentasi
  • BAB 1
  • BAB 2
  • BAB 3

Semikonduktor adalah bahan pembuat komponen dasar elektronika(dioda, transistor, JFET, MOSFER,IC). Contoh bahan tersebut adalah silikon dan germanium. Silikon dan germanium dipilih kerena stabil pada suhu tinggi.
1.1 Teori Atom
1911. Rutherford, menyebutkan:
         -sebahagian massa atom dan muatan positif berkumpul pada inti.
         -nukleus dengan elektron bergerak di sekitarnya.
         -elektron(-), proton(+), neutron(netral).
1913. Niels Bohr, menyebutkan:
         -elektron atom tersusun atas sub kulit (orbit)
         -semakintinggi orbit maka semakin tinggi energi
         -orbit mulai dari K sampai Q

Gambar 1. Orbit-Orbit Elektron

Gambar 2. Orbit Elektron K s/d Q

1.2 Struktur Atom Bahan Semikonduktor
Pada suhu 0 derajat C isolator mempunyai elektron valensi yang terikat pada tempatnya (elektron terluar). Bahan dan elektron valensinya
    -boron= 3
    -forfor=5
    -galium=3
    -arsenikum=5
    Bahan yang mempunyai elektron valensi 3 adalah tipe p , sedangkan yang mempunyai elektron valensi 5 merupakan tipe n. p kekurangan elektron, n kelebihan elektron. Bahan semikonduktor mempunyai elektron valensi 4.
silikon+fosfor= tipe n (-) =>> kelebihan elektron
4 e val +5 e val
silikon +boron= tipe p (+) =>> muatan listrik positif

1.3 Struktur Atom Silikon dan Germanium
       sifatnya:
        - Stabil pada suhu tinggi
        - Silikon (0,6 volt) banyak digunakan gari germanium (0,3 volt)
        - e silikon 14 , germainum 32 , e val nya 4

Gamabar 3. Struktur Atom Silikon

Gambar 4.Struktur Atom Silikon dan Elektron Valensi

Gambar 5. Struktur Irisan Kristal Silikon

   +14 pada inti(netral) merupakan muatan positif yang mengimbangi muatan negatif (elektron) kulit terluar berusaha memenuhi elektron 8. Atom mencoba menjadi gas mulia (neon kypton) kumpulan atom silikon menarik 4 atom dari tetangga , sehingga membentuk kristal . kristal merupakan susunan yang membentuk pola teratur yang membetuk pola ikatan teratur (kovalen) dan menjadi benda padat . Semakin tinggi suhu semakin banyak kovalen yang dipecah . Apabila dipecah semakin banyak elektron valensi . Energi pemecah tersebut disebut energi gap (Eg).

Gambar 6. Hubungan Kulit Elektron dan Kulit Orbit

 Hubungan elektron dengan kulit orbit
Hukum dasar hubungan elektron dengan kulit orbit :
1. Elektron tidak dapat berada di antara 2 kulit orbit.
2. Elektron-elektron pada suatu kulit mempunyai rentang tenaga
3. Elektron-elektron perlu cukup tenaga untuk melompat ke kulit orbit lain.
Ikatan kovalen =>> pecah =>> lepas elektron =>>terbentuk elektron bebas =>> meninggalkan tempatnya=>>tempatyang ditinggalkan menjadi ruang kosong(hole).

Gambar 7.Elektron Lepas Akibat Pecahnya Ikatan Kovalen

pada suhu 0k tidak ada elektron yang lepas.apabila suhu dinaikkan dan Eg menjadi cukup , hal tersebut dapat membuat elektron berpindah dari valensi ke bidang konstruksi.

Gambar 8. Bidang Tenaga Kristal Pasa Suhu 0k

Gambar 9. Bidang Tenaga Kristal Pasa Suhu Agak Tinggi

    Aliran elektron pada gambar, kebalikannya akan membuat arah aliran hole.

Gambar 10. Mekanisme Konduksi Logam

1.4 Semikonduktor Jenis N
Diperoleh dari doping e val 5
terjadinya e bebas pada semikonduktor tipe n. Semikonduktor tipe n terbentuk elektron disertai dengan ion arus tenaga elektron atom donor (D) positif yang tidak dapat bergerak.

Gambar 11. Terjadi Elektron Bebas Pada Semikonduktor Tipe N

Gambar 12.Arus Tenaga Elektron Valensi Atom Donor

1.5 Semikonduktor jenis P
diperoleh doping e val 3. Terbentuk hole disertai ion negatif yang tidak dapat bergerak. Konduktifitas bahan semiknduktor terletak di antara konduktor dan isolator.

Gambar 12. Terjadi Elektron Bebas Pada Semikonduktor tipe P

Gambar 13.Arus Tenaga Elektron Valensi Atom Aseptor

Jika ada sejumlah besar elektron pada salah satu tempat pada bahan sedangkan pada tempat lainnya terdapat sedikit elektron , maka elektron-elektron akan mengalir dari tempat padat ketempat yang sedikit sampai tercapai suatu kesetimbangan.

• Beranda
• Presentasi
  • BAB 1
  • BAB 2
  • BAB 3

Bahan Presentasi  Matakuliah Elektronika 2017

 Dosen: Darwison, MT

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Padang

2017

Referensi:
a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang
b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2, ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang
c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013
d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.
e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.
g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.

BAB 2 Dioda

• Beranda
• Presentasi
  • BAB 1
  • BAB 2
  • BAB 3

2.1 Dioda
     Dioda ditemukan secara tidak sengaja oleh Thomas Alfa Edison pada tahun 1883 pada saat pengujian bola lampunya. Dioda awalnya berupa piranti-piranti tagung hampa dengan filamen panas (disebut katoda) yang memancarkan elektron-elektron bebas dan suatu pelat positif (disebut anoda) yang mengumpulkan elektron-elektron tersebut.
Dioda modern memakai piranti semikonduktor dengan bahan tipe n yang menyediakan elektron-elektron bebas dan bahan tipe p yang mengumpulkannya.

       Bahan tipe n adalah terbentuknya elektron bebas tidak disertai terbentuknya hole tetapi terbentuk ion positif yang tidak dapat bergerak seperti gambar 15. Dimana, tanda - adalah elektron-elektron bebas sebagai pembawa-pembawa mayoritas (majority carriers), tanda – adalah hole-hole sebagai pembawa-pembawa minoritas (minority carriers) dan tanda plus dilingkari adalah ion-ion donor atau ion-ion positif. Dan sebaliknya bahan tipe p adalah terbentuknya hole disertai terbentuknya ion negatif yang tidak dapat bergerak seperti gambar 16. Dimana, tanda + adalah hole-hole (pembawa-pembawa mayoritas) dan tanda minus dilingkari adalah ion-ion akseptor atau ion-ion negatif.

gambar 1.1 semikonduktor tipe N

gambar 1.2 semikonduktor tipe P

1. Lapisan Pengosongan (depletion layer)
Batas antara bahan tipe p dan bahan tipe n disebut persambungan (junction)
2. Forward bias
Hubungan forward bias (bias maju) adalah bila kaki Anoda (bahan tipe p) dihubungkan ke sumber tegangan positif dan kaki Katoda (bahan tipe n) dihubungkan ke sumber tegangan negatif. Elektron-elektron bebas di bahan n bergerak menuju ke persambungan yang meninggalkan ion-ion positif di sebelah kanan kristal.
3. Reverse Bias
Reverse Bias adalah pemberian sumber tegangan yang terbalik dimana kaki Anoda (bahan tipe p) dihubungkan ke sumber tegangan negatif dan kaki Katoda (bahan tipe n) dihubungkan ke sumber tegangan positf.


2.2 Dioda Zener
Prinsip kerja Dioda Zener adalah sama dengan kondisi arus reverse dioda dimana pada saat Vd < Vdb dimana VBD disebut juga dengan VZ maka dioda zener akan aktif dan teganan tetap sebesar tegangan zener VZ walaupun VD diberikan < VZ seperti gambar


2.3 Gerbang OR dan AND
a. Gerbang OR
Sesuai dengan tabel kebenaran gerbang OR apabila kedua input berlogika ‘0’ maka output gerbang OR akan berlogika ‘0’ dan apabila salah satu atau kedua input berlogika ‘1’ maka output gerbang OR akan berlogika ‘1’
b. Gerbang AND
sama seperti analisa rangkaian gerbang OR dapat diterapkan di rangkaian gerbang AND seperti gambar 35 yaitu dengan memakai rumus KVL. Jika V1 =’1’ dan V2 = ‘0’ maka dioda D1 tidak aktif karena kaki Anoda bertegangan 10 Volt dan kaki katoda bertegangan 10 Volt juga.


2.4 Penyearah (rectification)
terbagi 2 :
a. Penyearah setengah gelombang (half-wave rectification)
    Pada saat tegangan input bertegangan setengah gelombang positif maka dioda aktif atau terjadi short circuit pada dioda jika dimisalkan dioda adalah dioda ideal seperti gambar 37. Tegangan setengah gelombang positif terbentuk di tahanan R seperti terlihat pada hasil simulasi gambar 38. Dan sebaliknya, pada saat tegangan input Vi bertegangan setengah gelombang negatif maka dioda tidak aktif (seperti rangkaian terbuka) sehingga tidak ada arus yang mengalir di tahanan R atau VO =VR = 0 Volt.
b. Penyearah gelombang penuh (full-wave rectification)

• Bridge network
• Centre Tapped Transformer
• Clippers adalah pemotong gelombang imput
• Clamper adalah rangkaian yang menarik keatas atau kebawah
• Dioda Zener
• Voltage Multiplier Circuit