Prinsip Kerja Diode

Mungkin bagi para praktisi, mahasiswa dan para hobbis kata diode tidak asing lagi karena komponen pasif ini sering dan banyak digunakan pada aplikasi elektronika seperti power amplifier, rangkaian saklar, power supplai dan banyak lagi. Perlu kita ketahui bahwa diode pertama kali ditemukan oleh Thomas Alpha Edison pada 13 pebruari 1880 dan dipatenkan pada tahun 1883. Penemuan diode ini tidak berlanjut oleh sang maestro penemu lampu pijar tersebut sehingga pada tahun 1889 oleh karl ferdinand braun dan jagdish candra bose. Namun penemu diode yang digunakan sebagai penyearah adalah William Henry Eccles dengan memberi nama diode. Nama diode terdiri dari dua suku kata "di" yang berarti dua, sedangkan "ode" mempunyai arti jalur. Saya tidak akan panjang lebar membahas sejarah diode karena saya berkonsentrasi penggunaan dan perancangan diode pada rangkaian elektronika.

Diode adalah komponen elektronik yang terbuat dari bahan semikonduktor silikon atau germanium yang berfungsi mengalirkan arus searah (DC) saja. Terdiri dari dua unsur semikonduktor P & N dan dipisahkan oleh depletion layer yang terjadi keseimbangan nilai elektron pada kedua kutub. Seperti teori elektron menyebutkan bahwa arus listrik adalah pergerakan elektron dari kutub positif menuju ke kutub negatif. Perlu diingat bahwa diode hanya mengalirkan arus satu arah saja, sehingga jika diode tersebut dialiri tegangan yang lebih besar pada kutub P , maka elektron pada N akan mengalir menuju P (disebut forward bias). Namun sebaiknya jika kutub P diberi potensial lebih rendah dari N maka elektron tidak akan bergerak (reverse bias), nah pada kondisi inilah diode tidak mengalirkan arus listrik.

Gambar struktur diode

Gambar diode dengan reverse bias (bias mundur)

Gambar diode dengan forward bias (bias maju)

Begitulah diode hanya bisa mengalirkan arus searah saja. Diode bisa menjadi konduktor jika diberi tegangan diatas nilai tegangan minimum, tentu dengan bias maju (forward bias). Nilai minimum untuk membuat diode menghantar tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan, untuk germanium >0.2V sedangkan untuk silikon >0.7V. Begitupun sebaliknya jika diberi tegangan dengan bias mundur (reverse bias) dan perlu diketahui reverse bias ini mempunyai nilai maksimum yang disebut tegangan breakdown. Pada batas maksimum tegangan ini deplection layer sudah tidak bisa membendung elektron lagi. silahkan pahami kurva diode di bawah ini.

sebelum lebih jauh, alangkah baiknya istilah berikut dimengerti terlebih dahulu.

depletion layer: lapisan pemisah antara semikonduktor P & N

Anoda: kutub positif pada diode

Katoda: kutub negatif pada diode

Jenis Diode:

1. Diode Penyearah (rectifier)

Diode digunakan untuk menyearahkan tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC) dengan cara memotong sinyal sinus dari sebuah tegangan AC. Pada fungsi ini diode bisa menyearahkan tegangan AC setengah gelombang dan gelombang penuh.

2. Diode Zener

Diode ini berfungsi sebagai penurun tegangan yang biasa digunakan untuk membuat output tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan. Pemberian tegangan pada diode berbalik dengan diode biasa, hal ini dikarenakn tingkat tegangan breakdownnya berbeda. Untuk lebih jelasnya silahkan baca uraian prinsip kerja diode zener dan perancangannya.

3. LED

LED atau light emiting diode adalah sebuah komponen optik yang bisa mengeluarkan cahaya terbuat dari bahan solid state dan mempunyai struktur yang sama denga diode yaitu kathode dan anode. Fungsi utama yaitu sebagai indikator, transmisi sinyal menggunakan modulasi cahaya dan sebagai trigger untuk komponen optoisolasi. Penjelasan terperinci bisa dibaca disini.

4. Photo Diode

Secara umum foto diode ini adalah P-N juction, namun berbeda pada cara mengaktifkannya menggunakan bantuan cahaya. Jenis diode ini bekerrja pada daerah reverse saja. Fungsi yang diaplikasikan pada rangkaian elektronika untuk sensor pengaman (sekuriti), sensor pembaca garis pada robot line follower, alat lux meter dan lain sebagainya.

5. Diode Varaktor

Disebut juga varicap atau variable capacitor diode. Diode ini bekerja dengan reverse bias dengan mengatur tegangan yang diberikan, maka nilai kapasitansinya akan berubah. Semakin besar tegangan breakdown yang diberikan maka lebar depletion layer akan semakin lebar dan ini mengakibakan nilai kapasitansi akan mengecil (tegangan berbading terbalik dengan kapasitansi). Fungsi diode ini banyak ditemukan di aplikasi radio frekwensi sebagai tuning dengan menggunakan tegangan.

 

Adapun cara pengetesan diode menggunakan avometer dapat dibaca disini.

sumber : http://www.kampungide.com