Pengertian Dioda Schottky, Prinsip Kerja dan Aplikasinya

Pengertian Dioda Schottky dan Prinsip Kerja 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.

Apa itu Dioda Schottky?

Dioda Schottky juga dikenal sebagai dioda pembawa panas; itu adalah dioda semikonduktor dengan aksi switching yang sangat cepat, tetapi penurunan tegangan maju rendah. Ketika arus mengalir melalui dioda, ada penurunan tegangan kecil di terminal dioda.

Baca juga : Pengertian Dioda Laser, Fungsi dan Jenis Dioda Laser

Dalam dioda normal, penurunan tegangan antara 0.6 hingga 1.7 volt, sementara di dioda Schottky penurunan tegangan biasanya berkisar antara 0.15 dan 0.45 volt. Penurunan tegangan yang lebih rendah ini memberikan kecepatan switching yang lebih tinggi dan efisiensi sistem yang lebih baik.

Dalam dioda Schottky, persimpangan semikonduktor-logam terbentuk antara semikonduktor dan logam, sehingga menciptakan penghalang Schottky. Semikonduktor tipe-N bertindak sebagai katoda dan sisi logam bertindak sebagai anoda dioda.

Konstruksi Dioda Schottky

Ini adalah persimpangan unilateral. Sambungan semikonduktor logam dibentuk di satu ujung dan kontak semikonduktor logam lainnya terbentuk di ujung lainnya. Ini adalah kontak dua arah Ohmic yang ideal tanpa potensi yang ada antara logam dan semikonduktor dan tidak meluruskan. Potensi built in melintasi barrier Schottky rangkaian terbuka mencirikan dioda schottky.

Dioda schottky adalah fungsi dari penurunan suhu. Ini menurun dan meningkatkan konsentrasi doping suhu di semikonduktor tipe N. Untuk tujuan pembuatan, logam dioda Schottky seperti molybdenum, platinum, chromium, tungsten Aluminium, emas, dll., Digunakan dan semikonduktor yang digunakan adalah tipe N.

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.

Baca juga : Jenis-jenis Dioda Beserta Simbol Dioda

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 V-I Dioda Schottky

Karakteristik V-I dari dioda Schottky ada di bawah ini

• Penurunan tegangan maju dioda Schottky sangat rendah dibandingkan dengan dioda PN-junction normal.
• Penurunan tegangan maju berkisar dari 0.3 volt hingga 0.5 volt.
• Penurunan tegangan maju dioda Schottky terbuat dari silikon.
• Penurunan tegangan maju meningkat pada saat yang sama meningkatkan konsentrasi doping semikonduktor tipe N.
• Karakteristik V-I dari dioda penghalang Schottky sangat curam dibandingkan dengan karakteristik V-I dioda PN-junction normal karena konsentrasi tinggi dari pembawa arus.

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.

Baca juga : Pengertian Photodiode dan Prinsip Kerja Photodiode

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

• Efisiensi lebih tinggi
• Penurunan tegangan maju rendah
• Kapasitansi rendah
• Paket pemasangan permukaan profil rendah, ultra-kecil
• Cincin pelindung terintegrasi untuk perlindungan stres

Dengan demikian, ini semua tentang Dioda Schottky Pengertian dan prinsip kerja serta aplikasinya. Kami harap Anda mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang konsep ini.