Osilator Terowongan Diode
Rangkaian osilator yang dibangun dengan menggunakan dioda terowongan disebut sebagai osilator dioda Tunnel. Jika konsentrasi pengotor dari sambungan PN normal sangat meningkat, iniTunnel diodeterbentuk. Itu juga dikenal sebagaiEsaki diode, menurut penemunya.
Tunnel Diode
Ketika konsentrasi pengotor di dioda meningkat, lebar daerah penipisan berkurang, memperluas beberapa gaya ekstra ke pembawa muatan untuk melintasi persimpangan. Ketika konsentrasi ini semakin meningkat, karena lebar daerah penipisan yang lebih sedikit dan energi pembawa muatan yang meningkat, mereka menembus melalui penghalang potensial, alih-alih memanjatnya. Penetrasi ini dapat diartikan sebagaiTunneling dan karenanya namanya, Tunnel diode.
Gambar berikut menunjukkan tampilan dioda terowongan praktis.
Simbol dioda terowongan ditunjukkan di bawah ini.
Untuk detail lebih lanjut tentang dioda terowongan, lihat tutorial Elektronika Dasar kami .
Osilator Terowongan Diode
Dioda terowongan membantu menghasilkan sinyal frekuensi sangat tinggi hampir 10GHz. Rangkaian dioda terowongan praktis dapat terdiri dari sakelar S, resistor R, dan sumber suplai V, yang dihubungkan ke rangkaian tangki melalui dioda terowongan D.
Kerja
Nilai resistor yang dipilih harus sedemikian rupa sehingga bias dioda terowongan di tengah-tengah daerah resistansi negatif. Gambar di bawah ini menunjukkan rangkaian osilator dioda terowongan praktis.
Di sirkuit ini, resistor R 1 mengatur bias yang tepat untuk dioda dan resistor R 2 mengatur level arus yang tepat untuk rangkaian tangki. Kombinasi paralel resistor R p induktor L dan kapasitor C membentuk rangkaian tangki, yang beresonansi pada frekuensi yang dipilih.
Ketika sakelar S ditutup, arus rangkaian naik segera menuju nilai konstan, yang nilainya ditentukan oleh nilai resistor R dan resistansi dioda. Namun, karena penurunan tegangan melintasi dioda terowongan V D melebihi tegangan titik puncak Vp , dioda terowongan didorong ke daerah resistansi negatif.
Di wilayah ini, arus mulai berkurang, hingga tegangan V D menjadi sama dengan tegangan titik-katup V v . Pada titik ini, peningkatan lebih lanjut pada voltase V D mendorong dioda ke wilayah resistansi positif. Akibatnya arus rangkaian cenderung meningkat. Peningkatan sirkuit ini akan meningkatkan penurunan tegangan pada resistor R yang akan mengurangi tegangan V D .
Kurva karakteristik VI
Grafik berikut menunjukkan karakteristik VI dari dioda terowongan -
Kurva AB menunjukkan daerah resistansi negatif saat resistansi berkurang saat tegangan meningkat. Jelas bahwa titik-Q ditetapkan di tengah kurva AB. Titik-Q dapat berpindah antara titik A dan B selama operasi rangkaian. Titik A disebutpeak point dan titik B disebut valley point.
Selama operasi, setelah mencapai titik B, peningkatan arus akan meningkatkan penurunan tegangan pada resistor R yang akan mengurangi tegangan V D . Ini membawa dioda kembali ke wilayah resistansi negatif.
Penurunan tegangan V D sama dengan tegangan V P dan ini menyelesaikan satu siklus operasi. Kelanjutan dari siklus ini menghasilkan osilasi terus menerus yang menghasilkan keluaran sinusoidal.
Keuntungan
Keuntungan dari osilator dioda terowongan adalah sebagai berikut -
- Ini memiliki kecepatan switching yang tinggi.
- Itu bisa menangani frekuensi tinggi.
Kekurangan
Kerugian dari osilator dioda terowongan adalah sebagai berikut -
- Mereka adalah perangkat berdaya rendah.
- Dioda terowongan agak mahal.
Aplikasi
Aplikasi osilator dioda terowongan adalah sebagai berikut -
- Ini digunakan dalam osilator relaksasi.
- Ini digunakan dalam osilator microwave.
- Ini juga digunakan sebagai perangkat switching berkecepatan sangat tinggi.
- Ini digunakan sebagai perangkat penyimpanan memori logika.
Setelah mencakup semua rangkaian osilator sinusoidal utama, perlu dicatat bahwa ada banyak osilator seperti yang disebutkan sampai sekarang. Osilator yang menghasilkan bentuk gelombang sinus adalah osilator sinusoidal seperti yang dibahas.
Osilator yang menghasilkan bentuk gelombang non-sinusoidal (persegi panjang, sapuan, segitiga, dll.) Adalah osilator non-sinusoidal yang telah kita bahas secara rinci dalam tutorial Sirkuit Pulsa .