1.
Tujuan [Kembali]
· Mengetahui
rangkaian photodiode
· Memahami cara
kerja rangkaian photodiode
2.
Komponen [Kembali]
·
Resistor
Resistor
berfungsi sebagai penghambat arus listrik yang mengalir suatu rangkaian.
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan
gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang
pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang
kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang
ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang
keempat atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n) dan dikalikan ke ketiga
warna gelang tadi.
5. Gelang kelima ini merupakan nilai toleransi
dari resistor.
·
Photodioda
Photodiode
adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan diode
biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik.
Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini mulai dari cahaya infra merah,
cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X.
·
Baterai
Baterai
berfungsi sebagai sumber tegangan DC.
3.
Dasar Teori [Kembali]
Photodiode
atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Dioda Foto adalah komponen Elektronika
yang dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Dioda Foto merupakan komponen
aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan tergolong dalam keluarga Dioda.
Seperti Dioda pada umumnya, Photodiode atau Dioda Foto ini memiliki dua kaki
terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda, namun Dioda Foto
memiliki Lensa dan Filter Optik yang terpasang dipermukaannya sebagai
pendeteksi cahaya.
Cahaya
yang dapat dideteksi oleh Dioda Foto diantaranya seperti Cahaya Matahari,
Cahaya Tampak, Sinar Inframerah, Sinar Ultra-violet hingga sinar X. Oleh karena
itu, Photodiode atau Dioda Foto yang dapat mendeteksi berbagai Cahaya ini telah
banyak diaplikasikan ke berbagai perangkat Elektronika dan listrik seperti
Penghitung Kendaraan, Sensor Cahaya Kamera, Alat-alat medis, Scanner Barcode
dan peralatan keamanan.
Contoh
rangkaian sederhana photodiode:
Bahan-bahan Semikonduktor untuk Photodiode (Dioda Foto)
Panjang gelombang sangat pentng karena akan menandakan material
apa yang akan digunakan pada alat optoelektronik. Relatif spectrum respon untuk
Ge, Si, dan selenium yaitu pada gambar 20.20. Cahaya tampak juga termasuk ke
dalam indikasi panjang gelombang yang berhubungan dengan variasi warna.
Bahan
Semikonduktor yang biasanya digunakan sebagai bahan dasar Photodiode adalah
Silikon (Si), Germanium (Ge), Indium gallium arsenide phosphide (InGaAsP),
Indium gallium arsenide (InGaAs).
· Silikon
(Si) : Arus Gelap rendah, berkecepatan tinggi, kepekaan (sensitivitas) baik di
jarak sekitar 400nm hingga 1000nm (terbaik di jarak 800nm – 900nm)
· Germanium
(Ge) : Arus Gelap lebih tinggi, berkecepatan rendah, kepekaan (sensitivitas)
baik di jarak sekitar 900nm – 1600nm (terbaik di jarak 1400nm – 1500nm)
· Indium
gallium arsenide phosphide (InGaAsP) : Mahal, arus gelap rendah, berkecepatan
tinggi, kepekaan (sensitivitas) baik di jarak sekitar 1000nm – 1350nm (terbaik
di jarak 1100nm – 1300nm)
· Indium
gallium arsenide (InGaAs) : Mahal, arus gelap rendah, berkecepatan tinggi,
kepekaan (sensitivitas) baik di jarak sekitar 900nm – 1700nm (terbaik di jarak
1300nm – 1600nm)
4. Prinsip Kerja [Kembali]
Photodiode
terdiri dari satu lapisan tipis semikonduktor tipe-N yang memiliki kebanyakan
elektron dan satu lapisan tebal semikonduktor tipe-P yang memiliki kebanyakan
hole. Lapisan semikonduktor tipe-N adalah Katoda sedangkan lapisan
semikonduktor tipe-P adalah Anoda.
Saat
Photodiode terkena cahaya, Foton yang merupakan partikel terkecil cahaya
akan menembus lapisan semikonduktor tipe-N dan memasuki lapisan
semikonduktor tipe-P. Foton-foton tersebut kemudian akan bertabrakan dengan
elektron-elektron yang terikat sehingga elektron tersebut terpisah dari intinya
dan menyebabkan terjadinya hole. Elektron terpisah akibat tabrakan dan berada
dekat persimpangan PN (PN junction) akan menyeberangi persimpangan tersebut ke
wilayah semikonduktor tipe-N. Hasilnya, Elektron akan bertambah di sisi
semikonduktor N sedangkan sisi semikonduktor P akan kelebihan Hole. Pemisahan
muatan positif dan negatif ini menyebabkan perbedaan potensial pada
persimpangan PN. Ketika kita hubungkan sebuah beban ataupun kabel ke Katoda
(sisi semikonduktor N) dan Anoda (sisi semikonduktor P), Elektron akan mengalir
melalui beban atau kabel tersebut dari Katoda ke Anoda atau biasanya kita sebut
sebagai aliran arus listrik.
Gambar
20.25 dan 20.26 adalah beberapa contoh penerapan dari fotodioda. Pada gambar
20.25 yaitu fotodioda sebagai system alarm dimana reserve current akan terus
mengalir selama sumber cahaya (the light beam) tidak rusak atau tertutup. Jika
terganggu arus turun ke arus dark level dan alarm berbunyi. Fotodioda dapat
juga digunakan untuk menghitung suatu benda yang melewatinya, saat benda lewat
maka arus turun ke dark level dan terhitung naik satu per satu.
5. Gambar Rangkaian [Kembali]
6. Video Simulasi [Kembali]
7. Link Download [Kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar