Dioda Schottky adalah jenis dioda semikonduktor yang sangat populer, ditemukan oleh Walter H. Schottky pada tahun 1926.
Dioda Schottky banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti mixer dalam aplikasi frekuensi radio, dan sebagai penyearah dalam aplikasi daya.
Penurunan daya pada dioda Schottky lebih rendah dibandingkan dengan dioda sambungan PN. Jadi, apa sebenarnya yang dimaksud dengan dioda Schottky? Berikut adalah penjelasan lengkapnya yang dapat Anda simak pada materi dioda Schottky di bawah ini.
Pengertian Dioda Schottky
Dioda Schottky adalah dioda semikonduktor khusus yang memiliki karakteristik unik yang membedakannya dari dioda konvensional. Salah satu perbedaan utamanya adalah bahan yang digunakan untuk membuat sambungan dioda. Dioda Schottky menggunakan sambungan antara logam dan semikonduktor, sedangkan dioda biasa menggunakan sambungan antara dua semikonduktor tipe berlawanan (p-n junction).
Keunggulan utama dioda Schottky adalah penurunan tegangan maju yang rendah. Hal ini disebabkan oleh perbedaan dalam mekanisme pembawa muatan di antara dua jenis dioda ini. Dioda Schottky memiliki elektron yang bergerak melintasi sambungan logam-semikonduktor, sementara dioda biasa memiliki pembawa muatan berlapis yang melintasi sambungan p-n junction.
Selain itu, dioda Schottky juga memiliki waktu switching yang cepat, membuatnya ideal untuk aplikasi di mana kecepatan adalah faktor penting. Namun, kelemahannya adalah tegangan breakdown yang lebih rendah daripada dioda biasa, yang membuatnya kurang cocok untuk aplikasi di mana tegangan tinggi diperlukan.
Dalam dioda PN-junction konvensional, seperti namanya, sambungan terbentuk antara semikonduktor tipe P dan tipe N. Namun, dalam dioda Schottky, logam seperti platinum atau aluminium digunakan sebagai pengganti semikonduktor tipe P.
Hal ini memberikan karakteristik unik pada dioda Schottky dan menjadikannya pilihan yang baik untuk berbagai aplikasi elektronik yang membutuhkan penurunan tegangan maju yang rendah dan switching yang cepat.
Simbol Dioda Schottky
Simbol dioda Schottky pada dasarnya sama dengan simbol dioda biasa, namun dapat dibedakan dengan menambahkan dua kaki tambahan pada palang di simbol tersebut.
Seperti dioda biasa, dioda Schottky juga memiliki dua terminal, yaitu anoda dan katoda.
Ketika terminal anoda dihubungkan ke terminal positif dan katoda dihubungkan ke terminal negatif dari sumber tegangan, dioda tersebut berada dalam kondisi bias maju. Sebaliknya, ketika anoda dihubungkan ke terminal negatif dan katoda dihubungkan ke terminal positif, dioda berada dalam kondisi bias mundur.
Struktur Dioda Schottky
Dioda konvensional yang menggunakan sambungan positif-negatif (PN Junction) terdiri dari semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n untuk membentuk sambungan PN.
Di sisi lain, dioda Schottky mengganti semikonduktor tipe-p dengan bahan logam seperti aluminium atau platinum. Ini menghasilkan sambungan logam-semikonduktor tipe-n (Metal-Semikonduktor tipe-n).
Persimpangan antara logam dan semikonduktor dapat membentuk lapisan penghalang atau lapisan penipisan yang dikenal sebagai penghalang Schottky (Schottky barrier).
Prinsip Kerja Dioda Schottky
Ketika dioda Schottky berada dalam keadaan tidak memiliki tegangan yang diterapkan (unbiased), terjadi perbedaan tingkat energi elektron antara sisi semikonduktor tipe-n dan logam yang signifikan. Pada sisi semikonduktor, energi elektron jauh lebih rendah daripada di sisi logam.
Karena perbedaan ini, elektron tidak dapat dengan mudah mengalir melalui penghalang Schottky, yang terbentuk di persimpangan logam-semikonduktor. Ketika tegangan maju diterapkan pada dioda Schottky, energi elektron pada sisi semikonduktor tipe-n meningkat, memungkinkan mereka melewati penghalang sambungan dan memasuki wilayah logam.
Proses ini melibatkan elektron yang memasuki wilayah logam dengan energi yang tinggi, yang disebut elektron pembawa panas. Oleh karena itu, dioda Schottky sering disebut sebagai dioda pembawa panas (Hot Carrier Diode).
Arus dapat mengalir melalui dioda Schottky saat dalam keadaan bias maju, dengan sedikit penurunan tegangan di sepanjang jalur arus. Penurunan tegangan ini disebut drop voltage, yang merupakan parameter penting dalam karakteristik dioda.
Dioda Schottky memiliki penurunan tegangan yang lebih rendah daripada dioda konvensional, dengan nilai sekitar 0,2V hingga 0,3V, dibandingkan dengan 0,6V hingga 0,7V untuk dioda normal. Hal ini membuat dioda Schottky lebih efisien dalam penggunaan energi.
Selain itu, dioda Schottky memiliki keunggulan dalam switching on/off yang cepat dan menghasilkan sedikit noise, membuatnya ideal untuk aplikasi yang membutuhkan kecepatan tinggi dan kestabilan, seperti dalam rangkaian digital dan frekuensi tinggi.
Karakteristik Dioda Schottky
Dibawah ini adalah beberapa sifat atau karakteristik dari dioda Schottky:
- Dioda Schottky menghasilkan arus balik saturasi pada tegangan yang sangat rendah dibandingkan dengan dioda silikon.
- Arus akan mulai mengalir melalui dioda saat tegangan bias maju melebihi 0.2 atau 0.3 volt.
- Grafik VI (arus-tegangan) dari dioda Schottky menunjukkan bahwa garis vertikal mewakili arus yang mengalir melalui dioda, sedangkan garis horizontal mewakili tegangan yang diterapkan pada dioda.
- Penurunan tegangan maju dari dioda Schottky berkisar antara 0.2 hingga 0.3 volt, sedangkan dioda biasa yang menggunakan PN-junction memiliki penurunan tegangan maju berkisar antara 0.6 hingga 0.7 volt.
- Karakteristik VI dari dioda Schottky hampir sama dengan dioda PN-junction, tetapi penurunan tegangan dioda Schottky jauh lebih kecil daripada dioda PN-junction.
Aplikasi Dioda Schottky
Dioda Schottky memiliki banyak kegunaan dalam industri elektronik dan digunakan dalam berbagai aplikasi dioda penyearah karena karakteristiknya yang unik. Berikut adalah beberapa kegunaan dioda Schottky:
- Dioda Schottky memiliki peran penting dalam sirkuit GaAs.
- Dioda Schottky digunakan sebagai penyearah dalam aplikasi berdaya tinggi.
- Dioda Schottky digunakan dalam berbagai aplikasi seperti deteksi sinyal, daya, RF, dan rangkaian logika.
- Dioda Schottky digunakan dalam banyak aplikasi untuk penjepit tegangan dan pencegahan saturasi transistor karena kemampuannya dalam menangani arus yang tinggi.
- Dioda Schottky digunakan dalam sistem PV (fotovoltaik) mandiri dan digunakan untuk memutuskan sirkuit sel surya di malam hari atau dalam sistem yang terhubung ke jaringan.
Kelebihan dan Kekurangan Dioda Schottky
Setelah memahami pengertian dan fungsi dioda Schottky, penting untuk mengevaluasi kelebihan dan kekurangannya. Berikut adalah beberapa poin kunci mengenai kelebihan dan kekurangan dioda Schottky:
Kelebihan:
- Dioda Schottky memiliki kapasitansi yang rendah karena daerah deplesi dioda dapat diabaikan. Hal ini membuatnya cocok untuk aplikasi yang membutuhkan respons frekuensi tinggi.
- Dioda Schottky memiliki waktu pemulihan balik yang sangat cepat, artinya perubahan dari kondisi ON ke OFF terjadi dengan sangat cepat. Ini memungkinkan penggunaan dioda Schottky dalam aplikasi yang memerlukan switching cepat.
- Karena daerah deplesi dioda dapat diabaikan, dioda Schottky memiliki kepadatan arus yang tinggi. Hal ini menjadikannya pilihan yang baik untuk aplikasi daya tinggi.
- Tegangan yang diperlukan untuk menyalakan dioda Schottky relatif rendah, berkisar antara 0,2 hingga 0,3 volt. Ini sangat menguntungkan dalam mengurangi konsumsi daya dan meningkatkan efisiensi sistem.
Kekurangan:
- Salah satu kelemahan utama dioda Schottky adalah arus saturasi balik yang besar. Hal ini dapat menyebabkan kerugian daya yang signifikan dalam aplikasi tertentu, terutama dalam keadaan bias mundur.
Demikianlah informasi tentang pengertian dan cara kerja dioda Schottky dalam rangkaian elektronika yang dapat dijelaskan oleh tim Teknoindie.com. Semoga informasi ini dapat memberikan wawasan bagi semua pembaca.