Penjelasan Dioda, Fungsi, Prinsip Kerja, Dan Jenis-Jenis Dioda

Apa Itu Dioda? Dioda merupakan komponen elektronika yang biasanya dipakai untuk melengkapi suatu rangkaian alat elektronika dan banyak dipasaran. Dioda sangat penting untuk bekerjanya suatu rangkaian. Terdapat banyak jenis dioda di jual dipasaran, salah satunya yang sering kita lihat adalah dioda biasa yang berbentuk slinder warna hitam dan terdapat gelang perak di salah satu sisi badannya. Untuk mengetahui apa itu dioda, dan begitu pula jenis-jenisnya. Berikut ini adalah penjelasan dioda beserta jenisnya : 

1. Pengertian Dioda

Dioda merupakan komponen semikonduktor yang paling sederhana. Kata dioda berasal dari pendekatan kata yaitu dua elektroda yang mana (di berarti dua) mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda. Dioda termasuk kedalam ketegori komponen elektronika aktif. Dioda terbentuk dari bahan semikonduktor tipe P dan N yang digabungkan. Dengan demikian dioda sering disebut PN junction. Dioda memiliki sifat dapat menghantarkan arus pada tegangan maju, serta menghambat arus pada tegangan balik (penyearah). Dioda memiliki dua kaki, yakni kaki anoda dan kaki katoda. 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.

Dioda disempurnakan oleh William Henry Eccles pada tahun 1919 dan mulai memperkenalkan istilah diode yang artinya dua jalur tersebut, walaupun sebelumnya sudah ada dioda kristal (semikonduktor) yang dikembangkan oleh peneliti asal Jerman yaitu Karl Ferdinan Braun pada tahun 1874, dan dioda termionik pada tahun 1873 yang dikembangkan lagi prinsip kerjanya oleh Frederic Gutherie.

Adapun simbol dioda yaitu terdapat sebuah panah yang dilengkapi garis melintang di ujung panah tersebut. Maksud dari panah disini adalah bahwa dia adalah pin/kaki positif (+) sedangkan garis melintang diibaratkan pin/kaki Negatif (-). Berikut ini adalah simbolnya :

2. Fungsi Dioda

Secara umum memang fungsi dioda adalah untuk menyearahkan suatu arus listrik dalam sebuah rangkaian. Namun ada beberapa fungsi lain yang juga terdapat pada dioda jenis tertentu yang tak semua orang tahu. Oleh karena itu berikut ini saya akan berikan fungsi-fungsi lain dari dioda :

• Dioda berfungsi sebagai penyearah arus listrik (untuk dioda bridge)
• Dioda berfungsi sebagai penstabil tegangan (untuk dioda zener)
• Dioda berfungsi sebagai pengaman atau sekering
• Dioda berfungsi sebagai rangkaian clipper untuk memangkas level sinyal yang keluar batas
• Dioda berfungsi sebagai rangkaian clamper untuk menambah komponen DC pada sinyal AC
• Dioda berfungsi sebagai pengganda tegangan
• Dioda berfungsi sebagai indikator (untuk LED)
• Dioda berfungsi sebagai sensor panas
• Dioda berfungsi sebagai sensor cahaya (untuk dioda photo)
• Dioda berfungsi sebagai rangkaian VCO (untuk dioda varactor)

3. Prinsip Kerja Dioda

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu.

Dioda semikonduktor hanya dapat melewatkan arus pada satu arah saja, yaitu pada saat dioda memperoleh catu arah/bias maju (forward bias). Karena di dalam dioda terdapat junction (pertemuan) dimana daerah semikonduktor type-p dan semi konduktor type-n bertemu. Pada kondisi ini dioda dikatakan bahwa dioda dalam keadaan konduksi atau menghantar dan mempunyai tahanan dalam dioda relative kecil. Sedangkan bila dioda diberi catu arah/bias mundur (Reverse bias) maka dioda tidak bekerja dan pada kondisi ini dioda mempunyai tahanan dalam yang tinggi sehingga arus sulit mengalir.

Apabila dioda silicon dialiri arus AC, maka yang mangalir hanya satu arah saja sehingga arus output dioda berupa arus DC. Dari kondisi tersebut maka dioda hanya digunakan pada beberapa pemakaian saja antara lain sebagai penyearah setengah gelombang (Half Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier).

4. Jenis-Jenis Dioda

Dioda yang sering kita lihat adalah dioda biasa yang berbentuk slinder warna hitam dan terdapat gelang perak di salah satu sisi badannya. Disamping itu banyak jenis-jenis dari dioda yang terdapat dipasaran yang tidak kamu ketahui. Berikut ini akan saya berikan define dari jenis-jenis dioda : 

A. Dioda Penyearah / Rectifire (Dioda Biasa)

Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6 V sedangkan dioda germanium 0.3 V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025 V setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal.

Adapun cara kerja dari dioda penyearah ini yaitu, Arus akan diteruskan jika arus listrik yang melewati searah dengan arah dioda yaitu dari potensial tinggi ke potensial rendah dan tegangan bernilai lebih besar dari tegangan minimum dioda. Namun jika dioda dipasang kebalikkannya dengan arus listrik maka dioda akan menjadi penghambat. Kapasitas dioda memiliki batas, sehingga jika tegangan di sambungkan pada "n" jauh lebih besar dari tegangan yang disambungkan pada "p" kemungkinan dioda akan breakdown karena tidak mampu menahan aliran listrik. Contoh pemakaian dioda searah adalah antara lain pada rangkaian penyearah arus listrik bolak-balik pada transformator, dan pencegah arus balik pada rangkaian elektronika.

B. Dioda Zener

Dioda Zener adalah jenis dioda junction P dan N yang bahannya terbuat dari silikon. Dioda jenis ini juga dikenal sebagai Voltage Regulation Diode yang beroperasi pada daerah reverse. Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar diperlukan sebuah buffer arus.

Dioda jenis ini merupakan dioda yang memiliki kegunaan sebagai penyelaras tegangan baik yang diterima maupun yang dikeluarkan, sesuai dengan kapasitas dari dioda tersebut, contohnya jika dioda tersebut memiliki kapasitas 5,1 V, maka jika tegangan yang diterima lebih besar dari kapasitasnya, maka tegangan yang dihasilkan akan tetap 5,1 tetapi jika tegangan yang diterima lebih kecil dari kapasitasnya yaitu 5,1, dioda ini tetap mengeluarkan tegangan sesuai dengan inputnya.

Pada data sheet terdapat diode zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya. Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika diode bekerja pada bias maju/positif. Maka zener biasanya berguna pada bias mundur/negative (reverse bias). 

C. LED (Light Emitting Diode)

LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan LED adalah bahan Galium Arsenida (GaAs) atau Galium Arsenida Phospida (GaAsP) atau juga Galium Phospida (GaP), bahan-bahan ini memancarkan cahaya dengan warna yang berbeda-beda. Bahan GaAs memancarkan cahaya infra-merah, Bahan GaAsP memancarkan cahaya merah atau kuning, sedangkan bahan GaP memancarkan cahaya merah atau hijau.

Cara kerjanya hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

D. Dioda Cahaya (Photo Diode)

Dioda jenis ini merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, yang bekerja pada pada daerah-daerah reverse tertentu sehingga arus cahaya tertentu saja yang dapat melewatinya, dioda ini biasa dibuat dengan menggunakan bahan dasar silikon dan geranium. Dioda cahaya saat ini banyak digunakan untuk alarm, pita data berlubang yang berguna sebagai sensor, dan alat pengukur cahaya (Lux Meter). Dalam kondisi cahaya gelap, arus yang mengalir pada dioda photo berbahan dasar germanium sekitar 10 ampere, sedangkan untuk dioda yang berbahan dasar silikon sebesar 1 ampere.

Penggunaan dioda cahaya diantaranya adalah sebagai sensor dalam pembacaan pita data berlubang (Punch Tape), dimana pita berlubang tersebut terletak diantara sumber cahaya dan dioda cahaya. Jika setiap lubang pita itu melewati antara tadi, maka cahaya yang memasuki lubang tersebut akan diterima oleh dioda cahaya dan diubah dalam bentuk signal listrik. Sedangkan penggunaan lainnya adalah dalam alat pengukur kuat cahaya (Lux-Meter), dimana dalam keadaan gelap resistansi dioda cahaya ini tinggi sedangkan jika disinari cahaya akan berubah rendah. Selain itu banyak juga dioda cahaya ini digunakan sebagai sensor sistem pengaman (security) misal dalam penggunaan alarm.

E. Dioda Varactor (Dioda Kapasitas)

Dioda jenis ini merupakan dioda yang unik, karena dioda ini memiliki kapasitas yang dapat berubah-ubah sesuai dengan besar kecilnya tegangan yang diberikan kepada dioda ini, contohnya jika tegangan yang diberikan besar, maka kapasitasnya akan menurun,berbanding terbalik jika diberikan tegangan yang rendah akan semakin besar kapasitasnya, pembiasan dioda ini secara reverse. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai pengaturan suara pada televisi, dan pesawat penerima radio.

Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada sistem transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda varactor dibias reverse.

F. Dioda SCR (SCHOTTKY)

Dioda SCR singkatan dari Silicon Control Rectifier. Adalah Dioda yang mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron. Sebagai pengendalinya adalah gate(G).SCR sering disebut Therystor. SCR sebetulnya dari bahan campuran P dan N. Isi SCR terdiri dari PNPN (Positif Negatif Positif Negatif) dan biasanya disebut PNPN Trioda.

Nah, Bagaimana? Sudah mengertikah kamu tentang dioda. Mungkin hanya segitu saja artikel tentang dioda yang bisa saya berikan, semoga bermanfaat dan bias membantu kamu. Sekian terimakasih.