DIODA

Dioda adalah komponen elektronika yang hanya memperbolehkan arus listrik mengalir dalam satu arah sehingga dioda biasa disebut juga sebagai “Penyearah” (Rectifier). Dioda terbuat dari bahan semikonduktor jenis silicon dan germanium. Simbol dioda dalam rangkaian elektronika diperlihatkan pada gambar berikut.

Dioda terbuat dari penggabungan dua tipe semikonduktor yaitu tipe P (Positive) dan tipe N (Negative), kaki dioda yang terhubung pada semikonduktor tipe P dinamakan “Anode” sedangkan yang terhubung pada semikonduktor tipe N disebut ”Katode”.

Pada bentuk aslinya pada dioda terdapat tanda cincin yang melingkar pada salah satu sisinya, ini digunakan untuk menandakan bahwa pada sisi yang terdapat cincin tersebut merupakan kaki Katode.

Jika diberi tegangan maju (forward bias), dimana tegangan sisi P lebih besar dari sisi N, elektron dengan mudah dapat mengalir dari sisi N mengisi kekosongan elektron (hole) di sisi P. Sebaliknya jika diberi tegangan balik (reverse bias), dapat dipahami tidak ada elektron yang dapat mengalir dari sisi N mengisi hole di sisi P,  karena tegangan potensial .

Tegangan yang melewati dioda dalam keadaan forward-bias akan turun sebesar 0,7V pada Silicon, 0,3V pada Germanium. di sisi N lebih tinggi.

Perlakuan Dioda

dioda dengan bias maju (forward bias)

dioda dengan bias negatif/mundur(reverse bias)

Bias Maju

Bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.  

Bias Mundur

Polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan  bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.Sehingga tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron

Sambungan p-n dihubungkan dengan baterai/tegangan

-n

+

+ +

--

p +-

aliran lubang aliran elektron

Kutub + pada tipe-p dan kutub – pada tipe-n

V

I

Semakin besar tegangan semakin besar arus yang dihasilkan. Tegangan seperti ini dinamakan tegangan maju/bias maju ( forward bias)

-n

+

+ +

--p +-

aliran lubang aliran elektron

Kutub + pada tipe-n dan kutub – pada tipe-p

V maju

IMedan listrik akan mencegah mengalirnya arus pada rangkaian. Walaupun tegangan terus diperbesar namun arus tetap sangat kecil. Tegangan ini dinamakan tegangan mundur/bias mundur (backward bias)

Jika tegangan mundur terus diperbesar maka suatu saat arus mundurnya bertambah secara tajam. Keadaan ini dikatakan sambungan p-n bocor. Potensial pada keadaan ini dinamakan potensial rusak (breakdown voltage)

Elektron-elektron pada tipe-n dipaksa meninggalkan tipe-n tanpa melewati tipe-p, sehingga daerah deplesi makin besar Medan listrik makin besar

V rusak

Sambungan p-n jika diberi :- Tegangan maju : akan ada arus mengalir pada rangkaian - Tegangan mundur : arus yang mengalir sangat kecil (hampir nol)

Dengan sifat-sifat tersebut, sambungan p-n digunakan sebagai : dioda (alat untuk membuat arus mengalir pada satu arah saja).

Pada contoh gambar sebelah kiri dioda dalam keadaan forward-bias sehingga menyebabkan lampu menyala ini dikarenakan arus listrik dapat mengalir tanpa hambatan apa pun pada dioda.

Pada contoh gambar sebelah kanan sumber tegangan dibalik polaritas-nya sehingga arus listrik akan mengalir melalui katoda dioda, tetapi hal ini menyebabkan dioda dalam keadaan reverse-bias sehingga arus listrik tidak dapat mengalir melewati dioda dan menyebabkan lampu padam.

Oleh karena itu dioda banyak digunakan sebagai pengaman pada rangkaian elektronika sebagai pencegah terbalik-nya pemasangan polaritas dari sumber tegangan.

JENIS-JENIS DIODA Diode ZenerKetika tegangan reserve-bias maksimum diberikan kepada dioda, maka arus listrik akan mengalir seperti layaknya pada keadaan forward-bias. Arus listrik ini tidak akan merusak dioda jika tidak melebihi dari apa yang telah ditentukan. Ketika tegangan reserve-bias ini dapat dikendalikan pada level tertentu maka dioda ini disebut sebagai Dioda Zener.

JENIS-JENIS DIODA Diode Zener

JENIS-JENIS DIODA Diode Zener

Dioda zener memiliki nilai tegangan yang telah ditentukan dalam pembuatan-nya, nilai tegangan ini mempunyai rentang dari beberapa volt hingga ratusan volt dan toleransi dioda zener berkisar antara 5% - 10%. Pada aplikasinya di dalam rangkaian elektronika, dioda zener berfungsi sebagai pengatur tegangan (regulator) dengan berperan sebagai beban.

JENIS-JENIS DIODA Diode ZenerDioda zener akan mengalirkan banyak arus listrik jika tegangan terlalu tinggi, dan mengurangi arus listrik jika tegangan terlalu rendah, sehingga menyebabkan tegangan stabil. Seperti pada contoh gambar diatas tegangan dari sumber tegangan adalah 12V tetapi tegangan yang terukur pada Rload adalah 9V sama dengan nilai tegangan dioda zener.

JENIS-JENIS DIODA LED (Light Emitting Diodes)LED merupakan jenis dioda yang jika diberikan tegangan forward-bias akan menimbulkan cahaya dengan warna-warna tertentu seperti merah, hijau, dan kuning.

Simbol LED hampir sama dengan simbol dioda hanya saja pada simbol LED ditambahkan dua garis panah ke arah luar seperti ter-ilustrasi pada gambar diatas. LED dalam rangkaian elektronika biasa digunakan sebagai lampu indikator.

JENIS-JENIS DIODA LED (Light Emitting Diodes)

JENIS-JENIS DIODA LED (Light Emitting Diodes)LED sering dipakai sebagai indikator yang masing-masing warna bisa memiliki arti yang berbeda. Menyala, padam dan berkedip juga bisa berarti lain. LED dalam bentuk susunan (array) bisa menjadi display yang besar. Dikenal juga LED dalam bentuk 7 segment atau ada juga yang 14 segment. Biasanya digunakan untuk menampilkan angka numerik dan alphabet.

Aplikasi Led Matrik

JENIS-JENIS DIODA PhotodiodaPhotodioda adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, dimana jika photodioda terkena cahaya maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka photodioda akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir.

Simbol dan bentuk photodioda hampir sama dengan LED, tetapi pada simbol photodioda arah dua panahnya menghadap ke dalam. Photodioda banyak digunakan sebagai sensor cahaya dalam dunia elektronika, karena sifatnya yang peka terhadap cahaya.