11
2.3 Fotodioda
Pengertian merupakan piranti semikonduktor dengan struktur p-n atau p-i-n untuk mendeteksi cahaya. Fotodioda biasanya digunakan untuk mendeteksi cahaya.
Fotodioda adalah piranti semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan biasanya terdapat lapisan intrinsik antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki lapisan
intrinsik disebut p-i-n atau PIN fotodioda. Cahaya diserap di daerah penggambungan atau daerah intrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan
tersebut menghasilkan arus yang berasal dari cahaya. Fotodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda:
1. Mode fotovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada fotodioda menghasilkan tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari
tenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil. 2. mode fotokonduktivitas : disini, fotodioda diaplikasikan sebagai tegangan
revers tegangan balik dari sebuah dioda yaitu tegangan pada arah tersebut pada dioda tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya dan pengukuran
menghasilkan arus foto. hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan mendekati nol. Ketergantungan arus foto pada kekuatan cahaya dapat sangat
linier . Karakteristik bahan fotodioda:
1. silikon Si : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus antara 400 nm sampai 1000 nm terbaik antara 800 sampai 900 nm.
2. Germanium Ge: arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik antara 600 nm sampai 1800 nm terbaik 1400 sampai 1500 nm.
12
3. Indium Gallium Arsenida InGaAs: mahal, arus kecil saat gelap, kecepatan tinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm terbaik antara 1300
sampai 1600nm.
Gambar 2.4. Fotodioda
2.4. Sinar Infra Merah
Infra merah infra red ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih dari pada cahaya tampak yaitu diantara 700 nm. Sinar infra merah merupakan
cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang
diatas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radisi panas yang ditimbulkannya
masih terasa dideteksi. Sifat-sifat cahaya infra merah :
1. Tidak tampak manusia 2. Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang
3. Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas.
13
Komunikasi Infra merah dilakukan dengan menggunakan dioda infra merah sebagai pemancar dan modul penerima infra merah sebagai penerimanya. Untuk jarak yang
cukup jauh, kurang lebih tiga sampai lima meter, pancaran data infra merah harus dimodulasikan terlebih dahulu untuk menghindari kerusakan data akibat noise
Saat ini telah dikenal berbagai macam gelombang elektromagnetik dengan rentang panjang gelombang tertentu. Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan
spectrum dari berbagai panjang gelombang. Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang, sinar inframerah dibagi dalam 3 daerah, yaitu:
1. Daerah inframerah dekat dengan panjang gelombang 0,75 micrometer – 2,5 micrometer.
2. Daerah inframerah pertengahan dengan panjang gelombang 2,5 micrometer – 50 micrometer.
3. Daerah inframerah jauh dengan panjang gelombang 50 micrometer – 1000 micrometer.
Spektrum sinar matahari terdiri dari sinar tampak dan sinar tidak tampak. Dimana sinar tampak meliputi: merah, orange, kuning, hijau, biru, dan ungu. Sinar
yang tidak tampak antara lain: sinar ultraviolet, sinar – X, sinar gamma, sinar kosmik, microwave, gelombang listrik dan sinar inframerah. Gelombang elektromagnetik
diantara sinar tampak dan sinar microwave dinamakan sinar inframerah, dengan karakteristik adalah tidak kasat mata atau tidak terlihat, bersifat linier atau menyebar,
refraktif atau dapat dipantulkan dan dapat diserap oleh beberapa obyek. Dibawah ini terdapat gambar berdasarkan pembagian panjang gelombang,
yaitu:
14
Tabel 1.1 Karakteristik Spektrum Elektromagnetik
Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah
15
pada daerah infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 μm – 50 μm atau pada bilangan gelombang 4.000 – 200 cm.
Gelombang elektromagnetik diantara sinar tampak dan sinar microwave dinamakan sinar inframerah, dengan karakteristik adalah tidak kasat mata atau tidak
terlihat, bersifat linier atau menyebar, refraktif atau dapat dipantulkan dan dapat diserap oleh beberapa obyek.
Daerah N pada saat LED dibias maju . Selama perubahan energi ini, proton akan dibangkitkan, sebagian akan diserap oleh bahan semikonduktor dan sebagian lagi
akan dipancarkan sebagai energi cahaya. Infra merah yang digunakan sebagai transmisi data dalam artikel ini hanya
memanfaatkan pancaran cahaya infra merah. Jika LED infra merah memancarkan cahaya berarti datanya dianggap 1, sedangkan jika LED infra merah tidak
memancarkan cahaya berarti datanya adalah 0.
2.5 Resistor