Dioda Varactor (Varicap): Pengertian, Simbol, Fungsi dan Prinsip Kerja

Pengetian Dioda Varactor dan Prinsip Kerja Dioda Varactor - Secara umum, rangkaian elektronik dapat dibangun dengan berbagai komponen listrik dan elektronik seperti Resistor, Kapasitor, Dioda, Transistor, Rangkaian terpadu, Transformator, Thyristor, dll. Mari kita bahas tentang dioda yang merupakan perangkat listrik dua terminal.

Karakteristik V-I dari dioda adalah non-linier dan memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah. Dalam mode bias maju, dioda memungkinkan aliran arus dan menawarkan resistansi yang sangat rendah. Demikian juga, dalam mode bias balik, dioda memblokir aliran arus dan menawarkan resistansi yang sangat tinggi.

Ada berbagai jenis dioda yang tersedia di pasaran berdasarkan prinsip kerja dan karakteristik seperti Dioda Tunnel, Dioda Zener, Dioda arus konstan, Dioda Varactor, Photodioda, Dioda Laser, dll. Di sini, artikel ini membahas tentang tinjauan umum dioda varactor, yang mencakup prinsip kerja, konstruksi, aplikasi, dan karakteristik.

Pengertian Dioda Varactor

Dioda varactor merupakan dioda yang mempunyai sifat kapasitas berubah-ubah sesuai dengan tegangan yang diberikannya. Sesuai dengan sifatnya, dioda varactor biasa disebut dengan dioda kapasitas variabel atau Varicap Diode (Variable Capacitance Diode).

Dioda Varactor umumnya digunakan pada rangkaian yang berkaitan dengan frekuensi seperti pada rangkaian VCO (Voltage Controlled Oscillator), RF Filter (Tapis Frekuensi Radio), VFO (Variable Frequency Oscillator), (PLL Oscillator (Phase-Locked Loop Oscillator), tunner televisi dan tunner radio.

Rangkaian-rangkaian elektronika ini dapat ditemukan pada perangkat-perangkat elektronika seperti radio, ponsel, radio pemancar, radio penerima dan televisi. Dioda varactor pertama kali dikembangkan oleh Pacific Semiconductor yakni sebuah anak perusahaan dari Ramo Wooldrdge Corporation yang memperoleh hak paten Dioda Varactor pada tahu 1961.

Dioda Varactor

Bentuk, Simbol dan Grafik Karakteristik Dioda Varactor

Seperti fungsi dan karakteristiknya, simbol Dioda Varactor atau Dioda Varicap ini dilambangkan dengan sebuah Dioda yang ujungnya ditambahkan simbol Kapasitor. Dibawah ini adalah gambar bentuk, simbol dan grafik karakteristik Dioda Varactor (Varicap).

Bentuk, Simbol dan Grafik Karaketeristik Dioda Varactor

Fungsi dan Penggunaan Dioda Varactor

Dioda varactor banyak digunakan di berbagai perangkat elektronika yang menggunakan sistem komunikasi frekuensi tinggi seperti televisi dan radio. Terutama pada rangkaian tunner, dioda ini dimanfaatkan pada rangkaian RF dan Osilator.

Dalam penggunaannya, maka frekuensi kerja dari penguat RF dan osilator bisa dikendalikan dengan tegangan. Sistem ini dinamakan dengan VCO (Voltage Controlled Oscilator) yang dimana pada sistem ini kita bisa mengubah channel pada pesawat televisi hanya dengan menekan tombol remote control.

Berikut contoh rangkaian osilator menggunakan dioda varactor yang bisa kalian lihat gambarnya di bawah ini:

Rangkaian Oscillator Menggunakan Dioda Varactor

Prinsip Kerja Dioda Varactor

Untuk mengetahui prinsip kerja dioda Varactor, kita harus mengetahui fungsi kapasitor dan kapasitansi. Mari kita perhatikan kapasitor yang terdiri dari dua plat yang diasingkan oleh isolator seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Kita tahu bahwa,  kapasitansi kapasitor  berbanding lurus dengan wilayah terminal, karena wilayah terminal meningkatkan kapasitansi kapasitor. Ketika dioda berada dalam mode bias terbalik, di mana dua daerah tipe-P dan tipe-N dapat berjalam dan dengan demikian dapat diperlakukan sebagai dua terminal.

Daerah penipisan antara daerah tipe-P & tipe-N dapat dianggap sebagai isolasi dielektrik. Oleh karena itu, ini mirip dengan kapasitor yang ditunjukkan di atas.

Dioda Varactor atau Dioda Varicap Prinsip Kerja dan Aplikasi

Volume wilayah penipisan dioda bervariasi dengan perubahan dalam bias terbalik. Jika tegangan balik dioda meningkat, maka ukuran daerah penipisan meningkat. Demikian juga, jika tegangan balik dioda Varactor menurun, maka ukuran daerah penipisan menurun. Oleh karena itu, dengan mengubah bias balik dari dioda kapasitansi dapat diubah.

Karakteristik Dioda Varactor

Karakteristik Dioda Varactor yaitu sebagai berikut:

  • Dioda ini secara signifikan menghasilkan lebih sedikit noise dibandingkan dioda lainnya.
  • Biaya dioda ini tersedia dengan harga lebih rendah dan lebih dapat diandalkan.
  • Dioda ini berukuran sangat kecil dan sangat ringan.
  • Tidak ada gunanya ketika dioperasikan dalam bias maju.
  • Dalam mode bias balik, dioda Varactor meningkatkan kapasitansi seperti yang ditunjukkan pada grafik di bawah ini.
Dioda Varactor atau Dioda Varicap Prinsip Kerja dan Aplikasi

Aplikasi Dioda Varactor

Aplikasi dioda Varactor terutama melibatkan dalam arena desain RF Namun, dalam artikel ini, kita membahas tentang beberapa aplikasi dioda Varactor, untuk menggambarkan bagaimana dioda ini dapat digunakan secara praktis.

Kapasitor dalam rangkaian praktis dapat diubah dengan dioda Varactor, tetapi perlu untuk memastikan tegangan tune yaitu, tegangan yang diperlukan untuk mengatur kapasitansi dioda. Dan untuk memastikan bahwa dioda ini tidak dipengaruhi oleh tegangan bias dalam rangkaian. Dengan menggunakan teknik kontrol tegangan dalam rangkaian dioda, perubahan kapasitansi dapat ditawarkan.

1. Voltage Controlled Oscillator (VCO)

Pertimbangkan rangkaian VCO yang dirancang dengan menggunakan dioda Varactor 'D1' seperti yang dilambangkan dalam gambar.  Osilator  dapat diizinkan dengan mengubah 'D1' dioda.

Kapasitor C1 digunakan untuk menghentikan bias balik untuk dioda varactor, juga mengabaikan dioda yang mengalami korsleting melalui induktor. Dioda dapat disesuaikan dengan menerapkan bias melalui resistor R1 (isolator seri resistor).

Dioda Varactor atau Dioda Varicap Prinsip Kerja dan Aplikasi

2. Filter RF

Dioda varactor dapat digunakan dalam filter RF untuk menyesuaikan. Di rangkaian ujung depan terima, filter pelacakan mungkin sangat penting. Dioda ini memungkinkan filter mengikuti frekuensi sinyal masuk yang masuk yang dapat dibatasi menggunakan tegangan kontrol.

Biasanya, ini ditawarkan oleh kontrol mikroprosesor melalui DAC. Beberapa aplikasi utama dioda Varactor dapat dicantumkan di bawah ini:

  • Dioda ini dapat digunakan sebagai modulator frekuensi dan pemindah fasa RF.
  • Dioda ini dapat digunakan sebagai pengganda frekuensi pada penerima gelombang mikro.
  • Dioda ini digunakan untuk mengubah kapasitansi di Rangkaian LC tangki.

Spesifikasi Dioda Varactor

Seperti dioda normal pada umumnya, varactor juga memiliki spesifikasi dan karakteristik. Data-data yang ada pada spesifikasi ini biasanya dimanfaatkan untuk menentukan komponen pendukung dan tegangan kerja rangkaian. Contoh spesifikasi Dioda Varactor yang sering ditemukan adalah:

  • Nilai Kapasitansi (Contoh : 10 pF, 22 pF)
  • Minimum Voltage Breakdown (Contoh : 12V, 30V)
  • Power Dissipation (Contoh : 300mW, 500mW)
  • Maximum Peak Current (Contoh : 300mA, 500mA)

Demikianlah pembahasan mengenai dioda varactor, mulai dari pengertian, simbol, bentuk, grafik, karakteristik, prinsip kerja, fungsi dan spesifikasinya. Semoga tulisan di atas dapat bermanfaat bagi kita semua.

Next Post Previous Post