Dioda

Dioda

Dalam elektronika, Dioda adalah piranti semikonduktor dengan bahan tipe-n yang menyediakan elektron-elektron bebas dan bahan tipe-p yang disatukan (P-N junction). Dioda merupakan suatu piranti dua elektroda dengan arah arus yang tertentu, dapat juga dikatakan dioda bekerja sebagai penghantar bila tegangan listrik diberikan dalam arah tertentu tetapi dioda akan bekerja sebagai isolator bila tegangan yang diberikan dalam arah berlawanan dari pergerakan elektron pembentuknya. Kristal pn sebagai penyusun dioda akan bekerja jika arus didalamnya hanya dapat mengalir dalam satu arah dan tidak sebaliknya. Hubungan ini disebut dengan rangkaian prategangan maju (forward bias). Pada dioda, kita mengenal potensial barrier yaitu beda potensial pada persambungan. Beda potensial ini menjadi cukup besar untuk menghalangi proses penyebaran difusi selanjutnya dari elektron-elektron bebas. Pada suhu ruangan potensial barrier bekerja sekitar 0,7 Volt untuk Silikon dan 0,3 Volt untuk Germanium.

Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan.

Prinsip kerja

Dioda ditemukan oleh J.A Fleming pada tahun 1904, seorang ilmuwan dari inggris (1849-1945). Mungkin bagi anda seorang yang hobby dengan elektronika atau seorang sarjana elektro, mungkin anda sudah sangat familiar dengan komponen elektronika yang namanya dioda. Bahkan untuk memahami cara kerjanya mungkin sangat mudah sekali bagi anda. Dioda adalah salah satu komponen yang sangat sering digunakan seperti halnya resistor dan kapasitor. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup. Atau untuk bisa lebih mengetahui teori dasar dari dioda, berikut saya kan membahasnya.

I. Simbol Umum Dioda

Gambar simbol dioda

Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negative = N).

II. Struktur Dioda Untuk Pertama Kalinya

Gambar Struktur dioda

Di atas merupakan gambar dari struktur dioda untuk pertama kalinya. Plate dirancang mengelilingi katoda, didalam katoda ditanam sebuah heater, dimana pada saat katoda dipanaskan maka, electron yang ada pada katoda akan bergerak menuju plate.

III. Bias Maju Dioda

Gambar dioda bias maju

Gambar di atas merupakan gambar karakteristik dioda pada saat diberi bias maju. Lapisan yang melintang antara sisi P dan sisi N diatas disebut sebagai lapisan deplesi (depletion layer), pada lapisan ini terjadi proses keseimbangan hole dan electron. Secara sederhana cara kerja dioda pada saat diberi bias maju adalah sebagai berikut, pada saat dioda diberi bias maju, maka electron akan bergerak dari terminal negative batere menuju terminal positif batere (berkebalikan dengan arah arus listrik). Elektron yang mencapai bagian katoda (sisi N dioda) akan membuat electron yang ada pada katoda akan bergerak menuju anoda dan membuat depletion layer akan terisi penuh oleh electron, sehingga pada kondisi ini dioda bekerja bagai kawat yang tersambung.

IV. Bias Mundur Dioda

Gambar dioda bias mundur

Berkebalikan dengan bias maju, pada bias mundur electron akan bergerak dari terminal negative batere menuju anoda dari dioda (sisi P). Pada kondisi ini potensial positif yang terhubung dengan katoda akan membuat electron pada katoda tertarik menjauhi depletion layer, sehingga akan terjadi pengosongan pada depletion layer dan membuat kedua sisi terpisah. Pada bias mundur ini dioda bekerja bagaikan kawat yang terputus dan membuat tegangan yang jatuh pada dioda akan sama dengan tegangan supply.

Berikut adalah beberapa macam dioda yang sering ditemukan :

1. Dioda Bridge (4 buah dioda penyearah)
2. Dioda Zener (Sebagai penstabil tegangan)
3. LED (Light Emiting Dioda)
4. 7 - Segment
5. dll

Pada umunya dioda dibuat dari bahan semikonduktor sbb :

1. Silicon, tegangan yang jatuh pada saat bias maju adalah 0,7 volt.
2. Germanium, tegangan yang jatuh pada saat bias maju adalah 0,3 volt