Elektronikindo.com – Pengertian, Fungsi, dan Cara Kerja Dioda Tunnel. Dioda Tunnel adalah jenis dioda semikonduktor khusus yang menunjukkan fenomena kuantum yang dikenal sebagai “tunneling” (tunel).
Dioda ini memiliki karakteristik yang unik dan berbeda dari dioda biasa, yang membuatnya cocok untuk aplikasi khusus dalam elektronika dan telekomunikasi. Dalam artikel ini, kita akan membahas pengertian, fungsi, dan cara kerja dioda tunnel.
Pengertian Dioda Tunnel
Dioda Tunnel, juga dikenal sebagai Esaki dioda atau dioda negatif-resistansi, adalah dioda semikonduktor dengan karakteristik khusus di mana arus dapat mengalir melalui struktur semikonduktor bahkan ketika tegangan yang diterapkan menentang arah arus maju biasa pada dioda konvensional.
Dioda ini ditemukan oleh fisikawan Jepang bernama Leo Esaki pada tahun 1957, dan akibat penemuan ini, ia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada tahun 1973.
Fungsi Dioda Tunnel
Dioda Tunnel memiliki beberapa fungsi penting dalam aplikasi elektronika modern, termasuk:
1. Oscillator Terahertz
Dioda Tunnel digunakan dalam pembuatan osilator terahertz, yang menghasilkan gelombang elektromagnetik di wilayah frekuensi terahertz (1 hingga 10 triliun hertz). Osilator terahertz digunakan dalam aplikasi komunikasi nirkabel canggih, pengujian material, dan penelitian ilmiah.
2. Pendeteksi Gelombang Terahertz
Dioda Tunnel juga digunakan sebagai detektor gelombang terahertz. Ketika dioda menerima radiasi terahertz, elektron-elektronnya mengalami efek tunneling, menghasilkan sinyal yang dapat dideteksi dan dianalisis.
3. Rangkaian Logika Cepat
Dioda Tunnel digunakan dalam rangkaian logika kuantum yang dapat bekerja pada kecepatan sangat tinggi. Karakteristik negatif-resistansinya memungkinkan dioda tunnel menggantikan transistor dalam beberapa aplikasi logika dan penghitung.
Cara Kerja Dioda Tunnel
Cara kerja dioda tunnel berbeda dari dioda biasa, seperti dioda p-n. Dioda Tunnel memiliki dua daerah pemadatan semikonduktor yang sangat tipis dengan tingkat doping tinggi (semikonduktor n-doping dan semikonduktor p-doping) yang dipisahkan oleh daerah hambur semikonduktor yang sangat tipis dengan tingkat doping rendah.
Ketika tegangan diterapkan pada dioda tunnel dalam arah maju biasa (positif), seperti dioda biasa, maka daerah hambur semikonduktor menjadi hambatan. Namun, ketika tegangan diterapkan dalam arah mundur (negatif), yaitu pada daerah pemadatan dengan tingkat doping yang lebih tinggi, fenomena kuantum yang disebut “tunneling” terjadi.
Tunneling terjadi ketika elektron di daerah pemadatan melompat melalui daerah hambur dengan tingkat energi yang lebih tinggi dan tiba di daerah pemadatan lainnya dengan tingkat energi yang lebih rendah tanpa melewati daerah hambur. Ini menyebabkan arus listrik mengalir melalui dioda bahkan ketika tegangan diterapkan berlawanan dengan arah biasa.
Dioda tunnel memiliki karakteristik negatif-resistansi, yang berarti bahwa resistansinya berkurang saat tegangan meningkat dalam arah mundur. Hal ini menyebabkan kenaikan besar dalam arus melalui dioda ketika tegangan yang diterapkan mencapai ambang tegangan tertentu.
Kesimpulan
Dioda Tunnel adalah jenis dioda semikonduktor khusus yang menunjukkan fenomena tunneling, yang memungkinkan arus mengalir bahkan ketika tegangan diterapkan dalam arah berlawanan dengan dioda biasa.
Dioda ini memiliki berbagai aplikasi, termasuk dalam pembuatan osilator terahertz, detektor gelombang terahertz, rangkaian logika kuantum, dan aplikasi khusus lainnya.
Dengan karakteristik uniknya, dioda tunnel menjadi komponen penting dalam teknologi canggih dalam bidang komunikasi, elektronika, dan ilmu pengetahuan.
