Dioda Detektor

Fungsi utama dioda detektor adalah untuk memisahkan sinyal frekuensi rendah dari sinyal frekuensi tinggi. Dioda ini dibangun dengan struktur titik kontak, yang berarti memiliki kapasitansi sambungan kecil dan dapat beroperasi pada frekuensi tinggi. Biasanya, dioda ini terbuat dari bahan germanium. Pada prinsipnya, proses memisahkan sinyal modulasi dari sinyal masukan disebut deteksi. Dengan arus penyearah 100 mA sebagai batasnya, dioda dengan arus keluaran kurang dari 100 mA disebut dioda detektor. Dioda tipe titik kontak germanium dapat beroperasi pada frekuensi hingga 400 MHz, dengan penurunan tegangan maju yang rendah, kapasitansi sambungan kecil, efisiensi deteksi yang tinggi, dan karakteristik frekuensi yang baik, seperti tipe 2AP. Selain deteksi, dioda ini juga dapat digunakan dalam rangkaian untuk fungsi pembatas, kliping, modulasi, pencampuran, pensaklaran, dan fungsi lainnya. Terdapat juga kombinasi khusus dua dioda dengan karakteristik yang konsisten untuk deteksi FM.

Rectifier Diode

Pada prinsipnya, proses untuk mendapatkan keluaran arus searah (DC) dari masukan arus bolak-balik (AC) disebut rektifikasi. Dengan arus rektifikasi 100 mA sebagai batasnya, dioda dengan arus keluaran lebih besar dari 100 mA disebut dioda penyearah. Dioda ini memiliki struktur planar, sehingga menghasilkan kapasitansi sambungan yang lebih besar dan umumnya digunakan di bawah 3 kHz. Tegangan balik maksimum berkisar antara 25 volt hingga 3000 volt, terbagi dalam 22 tingkatan dari A hingga X. Dioda-dioda ini diklasifikasikan sebagai berikut: ① Dioda penyearah semikonduktor silikon (tipe 2CZ), ② Penyearah jembatan silikon (tipe QL), dan ③ Tumpukan silikon tegangan tinggi yang digunakan pada perangkat televisi dengan frekuensi kerja mendekati 100 kHz (tipe 2CLG).

Dioda Kliping

Ketika dioda diberi bias maju dan menghantarkan arus, penurunan tegangan majunya pada dasarnya tetap konstan (0.7 V untuk dioda silikon dan 0.3 V untuk dioda germanium). Karakteristik ini digunakan dalam rangkaian sebagai elemen kliping untuk membatasi amplitudo sinyal dalam rentang tertentu. Sebagian besar dioda dapat digunakan untuk kliping. Terdapat juga dioda kliping khusus, seperti yang digunakan untuk melindungi instrumen dan dioda Zener frekuensi tinggi. Untuk meningkatkan kemampuan membatasi lonjakan amplitudo yang tajam, dioda silikon umumnya digunakan. Komponen yang tersedia juga terdiri dari beberapa dioda penyearah yang dihubungkan secara seri untuk membentuk satu unit berdasarkan tegangan kliping yang dibutuhkan.

Dioda Modulasi

Ini biasanya merujuk pada dioda yang khusus digunakan untuk modulasi cincin, yaitu kombinasi empat dioda dengan karakteristik maju yang konsisten. Meskipun dioda varaktor lain juga memiliki aplikasi modulasi, dioda tersebut biasanya digunakan langsung untuk modulasi frekuensi.

Dioda Pencampur

Bila menggunakan metode pencampuran dioda, pada rentang frekuensi 500 Hz hingga 10,000 Hz, dioda Schottky dan dioda kontak titik umumnya digunakan.

Dioda Penguat

Penguatan menggunakan dioda umumnya melibatkan perangkat resistansi negatif seperti dioda terowongan dan dioda efek massal, serta penguatan parametrik menggunakan dioda varaktor. Oleh karena itu, dioda penguat biasanya merujuk pada dioda terowongan, dioda efek massal, dan dioda varaktor.

Mengalihkan Diode

Dioda memiliki resistansi yang sangat rendah ketika diberi bias maju dan berada dalam kondisi konduksi, mirip dengan sakelar tertutup; ketika diberi bias mundur, dioda memiliki resistansi yang sangat tinggi dan berada dalam kondisi cut-off, mirip dengan sakelar terbuka. Karakteristik switching dioda dapat digunakan untuk membentuk berbagai rangkaian logika. Terdapat dioda switching yang digunakan untuk operasi logika dengan arus kecil (sekitar 10 mA) dan yang digunakan untuk eksitasi inti dengan arus ratusan miliampere. Dioda switching arus kecil biasanya berupa dioda kontak titik dan tipe kunci, sementara dioda difusi silikon, mesa, dan planar juga tersedia untuk digunakan di lingkungan bersuhu tinggi. Keuntungan utama dioda switching adalah kecepatan switchingnya yang cepat. Dioda Schottky memiliki waktu switching yang sangat singkat dan merupakan dioda switching yang ideal. Dioda kontak titik tipe 2AK digunakan untuk rangkaian switching kecepatan sedang, sedangkan dioda planar tipe 2CK digunakan untuk rangkaian switching kecepatan tinggi. Dioda ini juga digunakan dalam rangkaian switching, limiting, clamping, atau deteksi. Dioda switching arus tinggi silikon Schottky (SBD) memiliki penurunan tegangan maju yang rendah, kecepatan tinggi, dan efisiensi tinggi.

Dioda Varactor

Dioda varaktor adalah dioda berdaya rendah yang digunakan untuk kendali frekuensi otomatis (AFC) dan penalaan. Dioda ini juga dikenal dengan berbagai nama di kalangan produsen Jepang. Dengan menerapkan tegangan balik, kapasitansi sambungan dioda berubah. Oleh karena itu, dioda ini digunakan dalam aplikasi seperti kendali frekuensi otomatis, osilasi pemindaian, modulasi frekuensi, dan penalaan. Biasanya, dioda ini terbuat dari silikon melalui proses difusi, tetapi jenis khusus lainnya seperti difusi paduan, sambungan epitaksial, dan dioda difusi ganda juga digunakan karena dioda ini menunjukkan perubahan kapasitansi yang sangat besar terhadap tegangan. Kapasitansi sambungan bervariasi terhadap tegangan balik (VR), menggantikan kapasitor variabel dan digunakan dalam rangkaian penalaan, rangkaian osilator, dan loop fase-terkunci. Dioda ini umumnya digunakan pada head frekuensi tinggi televisi untuk konversi kanal dan rangkaian penalaan, dan sebagian besar terbuat dari silikon.

Dioda Pengganda Frekuensi

Untuk perkalian frekuensi menggunakan dioda, terdapat dua jenis: perkalian frekuensi menggunakan dioda varaktor dan perkalian frekuensi menggunakan dioda pemulihan bertahap (atau mendadak). Dioda varaktor yang digunakan untuk perkalian frekuensi disebut dioda reaktansi variabel. Meskipun prinsip kerja dioda reaktansi variabel sama dengan dioda varaktor yang digunakan untuk kendali frekuensi otomatis, konstruksi dioda reaktansi dapat menangani daya yang lebih tinggi. Dioda pemulihan bertahap, juga dikenal sebagai dioda pemulihan bertahap, memiliki waktu pemulihan balik (trr) yang singkat ketika beralih dari konduksi ke kondisi cutoff. Oleh karena itu, keunggulan utamanya adalah waktu transfer yang jauh lebih singkat ketika beralih cepat ke kondisi cutoff. Jika gelombang sinusoidal diterapkan pada dioda pemulihan bertahap, karena waktu transfer yang singkat (tt), bentuk gelombang keluaran terpotong tajam, sehingga menghasilkan banyak harmonik frekuensi tinggi.

Dioda Zener

Dioda jenis ini dibuat menggunakan karakteristik breakdown terbalik dari sebuah dioda, yang mempertahankan tegangan yang hampir konstan di seluruh terminalnya untuk menstabilkan tegangan dalam suatu rangkaian. Ini adalah produk yang menggantikan dioda elektronik penstabil tegangan. Ini adalah dioda dengan kurva karakteristik breakdown terbalik yang curam. Ini digunakan sebagai tegangan kontrol dan tegangan referensi. Tegangan operasi dioda (juga dikenal sebagai tegangan Zener) berkisar dari sekitar 3 V hingga 150 V, dengan banyak tingkatan dibagi dengan 10%. Dalam hal daya, produk tersedia dari 200 mW hingga lebih dari 100 W. Beroperasi dalam keadaan breakdown terbalik, terbuat dari bahan silikon, dengan resistansi dinamis RZ yang sangat kecil, biasanya 2CW, 2CW56, dll.; dua dioda komplementer yang dihubungkan secara seri terbalik untuk mengurangi koefisien suhu adalah tipe 2DW.

Koefisien suhu α dari dioda Zener: α mewakili perubahan tegangan stabilisasi per perubahan suhu 1°C. Dioda dengan tegangan stabilisasi kurang dari 4 V memiliki koefisien suhu negatif (akibat kerusakan Zener), yang berarti tegangan stabilisasi menurun seiring kenaikan suhu (suhu menyebabkan elektron valensi berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi); dioda dengan tegangan stabilisasi lebih dari 7 V memiliki koefisien suhu positif (akibat kerusakan avalanche), yang berarti tegangan stabilisasi meningkat seiring kenaikan suhu (suhu meningkatkan amplitudo getaran atom, sehingga menghambat pergerakan pembawa muatan); dioda dengan tegangan stabilisasi antara 4 dan 7 V memiliki koefisien suhu yang sangat kecil, hampir nol (kerusakan Zener dan avalanche terjadi).

Dioda PIN

Ini adalah dioda kristal yang dibuat dengan semikonduktor intrinsik (atau semikonduktor dengan konsentrasi pengotor rendah) yang diapit di antara daerah P dan N. Huruf "I" pada PIN berarti "intrinsik". Ketika beroperasi pada frekuensi di atas 100 MHz, akibat efek penyimpanan pembawa minoritas dan efek waktu transit pada lapisan "intrinsik", dioda kehilangan aksi penyearahnya dan menjadi elemen impedansi, dengan nilai impedansinya berubah seiring dengan tegangan bias. Pada bias nol atau bias balik, impedansi daerah "intrinsik" sangat tinggi; pada bias maju, akibat injeksi pembawa ke daerah "intrinsik", daerah "intrinsik" menunjukkan keadaan impedansi rendah. Oleh karena itu, dioda PIN dapat digunakan sebagai elemen impedansi variabel. Dioda ini umumnya digunakan dalam switching frekuensi tinggi (switching gelombang mikro), pergeseran fasa, modulasi, pembatasan, dan rangkaian lainnya.

Dioda Avalanche

Ini adalah transistor yang dapat menghasilkan osilasi frekuensi tinggi di bawah pengaruh tegangan yang diberikan. Prinsip kerja pembangkitan osilasi frekuensi tinggi adalah sebagai berikut: menggunakan avalanche breakdown untuk menyuntikkan pembawa muatan ke dalam kristal. Karena waktu transit pembawa muatan melintasi wafer terbatas, arus tertinggal dari tegangan, sehingga menghasilkan waktu tunda. Jika waktu transit dikontrol dengan tepat,

Dioda terowongan

Dioda terowongan adalah dioda kristal yang komponen arus utamanya adalah arus terowongan. Bahan dasarnya adalah galium arsenida dan germanium. Daerah tipe-P dan tipe-N sangat terdoping (yaitu, dengan konsentrasi pengotor yang tinggi). Arus terowongan dihasilkan oleh efek mekanika kuantum dari semikonduktor degenerasi ini. Terjadinya efek terowongan membutuhkan tiga kondisi berikut: ① Level Fermi terletak di dalam pita konduksi dan pita valensi; ② Lapisan muatan ruang harus sangat sempit (kurang dari 0.01 mikrometer); terdapat kemungkinan tumpang tindih antara tingkat energi lubang di daerah tipe-P dan elektron di daerah tipe-N dari semikonduktor degenerasi. Dioda terowongan adalah perangkat aktif dua terminal. Parameter utamanya adalah rasio arus puncak-lembah (IP/PV), di mana subskrip "P" mewakili "puncak" dan subskrip "V" mewakili "lembah". Dioda terowongan dapat digunakan dalam penguat frekuensi tinggi dengan kebisingan rendah dan osilator frekuensi tinggi (dengan frekuensi operasi mencapai pita gelombang milimeter) dan dapat juga digunakan dalam rangkaian peralihan berkecepatan tinggi.

Dioda Pemulihan Langkah

Ini juga merupakan dioda dengan sambungan PN. Ciri strukturalnya adalah distribusi pengotor yang curam pada batas sambungan PN, membentuk "medan listrik mandiri". Karena sambungan PN menghantarkan arus dengan pembawa minoritas di bawah bias maju dan memiliki efek penyimpanan muatan di dekat sambungan PN, arus balik memerlukan "waktu penyimpanan" untuk mencapai nilai minimumnya (nilai arus saturasi balik). "Medan listrik mandiri" dari dioda pemulihan bertahap mempersingkat waktu penyimpanan, memungkinkan arus balik untuk terputus dengan cepat dan menghasilkan komponen harmonik yang kaya. Komponen harmonik ini dapat digunakan untuk merancang rangkaian pembangkit spektrum sisir. Dioda pemulihan bertahap digunakan dalam rangkaian pulsa dan harmonik orde tinggi.

Dioda Penghalang Schottky

Ini adalah dioda dengan "sambungan logam-semikonduktor" yang menunjukkan karakteristik Schottky. Dioda ini memiliki penurunan tegangan maju yang rendah. Lapisan logamnya dapat terbuat dari material seperti emas, molibdenum, nikel, dan titanium. Material semikonduktornya biasanya silikon atau galium arsenida, biasanya dalam bentuk semikonduktor tipe-N. Perangkat ini menghantarkan arus dengan pembawa muatan mayoritas, sehingga arus saturasi baliknya jauh lebih besar daripada arus sambungan PN, yang menghantarkan arus dengan pembawa muatan minoritas. Karena efek penyimpanan pembawa muatan minoritas pada dioda Schottky minimal, respons frekuensinya hanya dibatasi oleh konstanta waktu RC, menjadikannya perangkat ideal untuk aplikasi frekuensi tinggi dan peralihan cepat. Frekuensi operasinya dapat mencapai hingga 100 GHz. Selain itu, dioda Schottky MIS (logam-isolator-semikonduktor) dapat digunakan untuk membuat sel surya atau dioda pemancar cahaya. Ia juga dapat berfungsi sebagai dioda roda bebas, menyediakan fungsi roda bebas dalam beban induktif seperti induktor dalam catu daya mode sakelar dan relai.

Dioda Peredam

Dioda peredam umumnya digunakan dalam rangkaian tegangan frekuensi tinggi. Dioda ini memiliki tegangan kerja balik dan arus puncak yang tinggi, dengan penurunan tegangan maju yang rendah. Dioda penyearah tegangan tinggi dan frekuensi tinggi ini digunakan untuk peredaman dan peningkatan tegangan dalam rangkaian pemindaian horizontal televisi. Dioda peredam yang umum digunakan antara lain 2CN1, 2CN2, dan BSBS44.

Dioda Penekan Tegangan Transien

Dioda TVP memberikan proteksi tegangan lebih yang cepat untuk sirkuit. Dioda ini tersedia dalam tipe bipolar dan unipolar, diklasifikasikan berdasarkan daya puncak (500W - 5000W) dan tegangan (8.2V - 200V).

Dioda Basis Ganda (Transistor Kristal Tunggal)

Ini adalah perangkat resistansi negatif tiga terminal dengan dua basis dan satu emitor. Perangkat ini digunakan dalam rangkaian osilator relaksasi dan rangkaian pembacaan tegangan pewaktu. Perangkat ini memiliki keunggulan berupa kemudahan penyesuaian frekuensi dan stabilitas suhu yang baik.

Dioda Pemancar Cahaya (LED)

Terbuat dari bahan galium fosfida dan galium arsenida fosfida, LED ini berukuran kecil dan memancarkan cahaya saat diberi bias maju. LED ini beroperasi pada tegangan dan arus rendah, dengan emisi cahaya yang seragam, masa pakai yang lama, dan kemampuan memancarkan cahaya monokromatik merah, kuning, hijau, dan biru. Dengan kemajuan teknologi, LED putih dengan kecerahan tinggi telah dikembangkan, yang mendorong perkembangan industri pencahayaan LED. LED ini juga digunakan pada layar untuk VCD, DVD, kalkulator, dan perangkat lainnya.

Dioda Pengalih Daya Silikon

Dioda pengalih daya silikon memiliki kemampuan konduksi dan pemutusan berkecepatan tinggi. Dioda ini terutama digunakan dalam rangkaian pengalih daya tinggi atau penstabil tegangan, konverter DC, kontrol kecepatan motor berkecepatan tinggi, serta sebagai penyearah frekuensi tinggi dan penjepit roda bebas pada rangkaian penggerak. Dioda ini memiliki keunggulan karakteristik pemulihan yang lembut dan kapasitas beban lebih yang kuat, dan banyak digunakan dalam catu daya komputer, catu daya radar, dan aplikasi kontrol kecepatan motor step.