Pengertian dan Penjelasan tentang Dioda Tunnel

Dioda tunnel merupakan jenis dioda semikonduktor yang secara efektif memiliki resistansi negatif karena efek mekanika kuantum yang disebut tunneling. Dioda tunnel bisa beroperasi dengan kecepatan tinggi dan berfungsi dengan baik ke dalam pita frekuensi radio gelombang mikro dengan memanfaatkan efek mekanika kuantum yang disebut dengan Tunneling. Dioda tunnel terbuat dari Germanium, Gallium Arsenide dan Bahan Silikon. Dioda tunnel banyak digunakan di berbagai perangkat seperti amplifier, osilator dan semua rangkaian switching. Pada tahun 1957, dioda tunnel ditemukan oleh fisikawan Jepang bernama Dr. Leo Esaki. Ciri dari diode tunnel yaitu memiliki dua persimpangan P-N yang akan didoping berat 1000 kali lebih tinggi daripada jenis dioda lainnya. 

 

Komponen Dioda Tunnel

Dioda memiliki struktur utama yaitu dua buah kutub elektroda berbahan konduktor yang masing-masing terhubung dengan semikonduktor silikon jenis p dan silikon jenis n. Anoda yaitu elektroda yang terhubung dengan silikon jenis p memiliki elektron yang lebih sedikit. Katoda yaitu elektroda yang terhubung dengan silikon jenis n memiliki elektron yang lebih banyak. Pertemuan antara silikon p dan silikon n akan membentuk suatu perbatasan yang disebut P-N Junction. Pada umumnya, material semikonduktor yang digunakan berupa silikon atau germanium. Semikonduktor jenis p diciptakan dengan menambahkan material yang memiliki elektron valensi kurang dari 4 seperti boron dan semikonduktor jenis n diciptakan dengan menambahkan material yang memiliki elektron valensi lebih dari 4 seperti fosfor.

 

Baca juga : Pengertian, Fungsi dan Cara Kerja Dioda Schottky

 

Karakteristik Dioda Tunnel

Berdasarkan gambar di atas, kita bisa melihat bahwa ketika tegangan bias maju (forward bias) kecil diberikan ke dioda tunnel, arus akan ikut meningkat. Saat tegangan bias maju bertambah, maka arus akan meningkat dan mencapai puncak (lp). Akan tetapi saat tegangan bertambah lagi sedikit, maka pada nilai tertentu arus akan berubah menurun hingga titik terendahnya yang disebut dengan arus lembah (lv). Jika tegangan yang diberikan bertambah lebih lanjut lagi, maka arus pada dioda tunnel akan mulai meningkat lagi. Puncak tegangan (Vp) merupakan tegangan bias maju yang dibutuhkan untuk menggerakkan diode tunnel ke puncak arus dan akan menurun menuju ke lembah arus. Sedangkan tengangan lembah (Vv) merupakan tegangan pada lembah itu sendiri. Wilayah arus mulai menurun dari lp ke lv ketika diberikan tegangan maju disebut dengan wilayah resistansi negatif (wilayah antara Vp dan Vv pada grafik di atas).

 

Penggunaan Dioda Tunnel

 

• Sebagai osilator yang berbeda seperti alat relaksasi, microwave dan lain sebagainya.

 

• Sebagai perangkat switching dengan kecepatan tinggi.

 

• Sebagai perangkat penyimpanan memori logika.

 

• Sebagai osilator gelombang mikro berfrekuensi tinggi.

 

• Sebagai osilator, amplifier dan sakelar.

 

• Sebagai komponen frekuensi tinggi.

 

• Dioda tunnel digunakan di FM receiver dan rangkaian osilator karena termasuk perangkat arus rendah.

 

Kelebihan Dioda Tunnel

 

• Memiliki kecepatan switching yang cukup tinggi.

 

• Bisa menangani frekuensi yang tinggi.

 

• Pembuatannya sederhana.

 

• Memiliki kebisingan yang rendah (low noise).

 

• Disipasi yang rendah.

 

• Pengoperasiannya dengan kecepatan tinggi.

 

• Menghasilkan fitur resistansi negatif yang bisa digunakan dalam osilator dan amplifier.

 

Kekurangan Dioda Tunnel

 

• Dioda tunnel termasuk perangkat berdaya rendah.

 

• Harga sedikit mahal.

 

• Tidak ada isolasi antara input dan output karena perangkat dua terminal.

 

• Range output daya dibatasi hanya beberapa miliwatt karena potensi DC yang diterapkan harus rendah jika dibandingkan dengan potensi celah pita dioda.