Dioda

Pengertian Dioda

Dioda ialah komponen elektronika yg terdiri dr dua kutub & berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dr penggabungan dua semikonduktor yg masing-masing diberi doping (penambahan material) yg berbeda, & pemanis material konduktor untuk mengalirkan listrik.

Komponen Dioda

Struktur utama dioda ialah dua buah kutub elektroda berbahan konduktor yg masing-masing terhubung dgn semikonduktor silikon jenis p & silikon jenis n. Anoda yakni elektroda yg terhubung dgn silikon jenis p dimana elektron yg terkandung lebih sedikit, & katoda adalah elektroda yg terhubung dgn silikon jenis n dimana elektron yg terkandung lebih banyak. Pertemuan antara silikon n & silikon p akan membentuk sebuah perbatasan yg disebut P-N Junction.

Material semikonduktor yg digunakan umumnya berupa silikon atau germanium. Adapun semikonduktor jenis p diciptakan dgn menambahkan material yg memiliki elektron valensi kurang dr 4 (Contoh: Boron) & semikonduktor jenis n diciptakan dgn menyertakan material yg mempunyai elektro valensi lebih dr 4 (Contoh: Fosfor).

Cara Kerja Dioda

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dlm tiga keadaan, yakni kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan aktual (forward biased), & tegangan negatif (reverse biased).

Kondisi tanpa tegangan

Pada kondisi tak diberikan tegangan akan terbentuk sebuah perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dgn proses difusi, yakni bergeraknya muatan elektro dr segi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di segi p yg disebut dgn holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion konkret di sisi n, & holes yg terisi dgn elektron akan memunculkan ion negatif di segi p. Ion-ion tak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yg menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

Kondisi tegangan positif (Forward-bias)

Pada keadaan ini, potongan anoda disambungkan dgn terminal kasatmata sumber listrik & penggalan katoda disambungkan dgn terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan menjadikan ion-ion yg menjadi penghalang pedoman listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan terpesona ke segi anoda yg faktual, & ion-ion konkret akan kepincut ke segi katoda yg negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dlm dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir mirip pada rangkaian tertutup.

Kondisi tegangan negatif (Reverse-bias)

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dgn terminal negatif sumber listrik & belahan katoda disambungkan dgn terminal faktual. Adanya tegangan eksternal akan menimbulkan ion-ion yg menjadi penghalang pemikiran listrik menjadi kepincut ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan menciptakan ion-ion negatif kesengsem ke segi katoda (n-type) yg diberi tegangan nyata, & ion-ion konkret kepincut ke segi anoda (p-type) yg diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dgn medan listrik statis yg menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan kian tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tak mampu mengalir lewat dioda & rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

Jenis-jenis Dioda & Fungsi Dioda

Dioda dibedakan menjadi beberapa macam berdasarkan karakteristik & fungsinya. Jenis-jenis dioda & aplikasinya yakni selaku berikut.

• PN Junction Diode: Dioda tolok ukur yg terdiri dr susunan PN & memiliki cara kerja mirip yg dijelaskan sebelumnya. Dioda jenis ini yaitu diode yg umum digunakan di pasaran (disebut pula diode generik), dipakai khususnya sebagai penyearah arus.
• Light Emitting Diode (LED): Saat dialiri arus forward-bias, LED akan mengeluarkan cahaya. LED saat ini biasa dipakai sebagai alat penerangan & beberapa macam digunakan untuk mengambil alih lampu fluorescent.
• Laser Diode: Dioda jenis laser pula menciptakan cahaya, tetapi cahaya yg dihasilkan yakni cahaya koheren. Aplikasi diode laser ialah perangkat pembaca CD & DVD & laser pointer.
• Photodiode: Photodiode dapat menghasilkan energi listrik apabila daerah PN junction disinari. Umumnya photodiode dioperasikan dlm reverse-bias, sehingga arus yg kecil akhir cahaya dapat pribadi terdeteksi. Photodiode digunakan untuk mendeteksi cahaya (photodetector).
• Gunn Diode: Gunn Diode yaitu jenis diode yg tak mempunyai PN Junction, melainkan cuma terdiri dr dua elektroda. Dioda jenis ini mampu digunakan untuk menghasilkan sinyal gelombang mikro.
• BARITT Diode: BARITT (Barrier Injection Transit Time) Diode yaitu jenis diode yg bekerja dgn prinsip emisi termionik. Dioda ini digunakan untuk memproduksi sinyal gelombang mikro dgn level derau yg rendah.
• Tunnel Diode: Tunnel Diode yaitu dioda yg melakukan pekerjaan mempergunakan salah satu fenomena mekanika kuantum yakni tunneling. Tunnel junction digunakan selaku salah satu komponen pada osilator, penguat, atau pencampur sinyal, terutama karena kecepatannya bereaksi kepada pergantian tegangan.
• Backward Diode: Backward diode memiliki karakteristik serupa dgn tunnel, perbedannya terletak pada adanya segi yg diberi doping lebih rendah dibanding sisi yg berlawanan. Perbedaan profil doping ini membuat backward diode memiliki karakteristik tegangan-arus yg serupa pada kondisi reverse & forward.
• PIN Diode: Pada dioda PIN, terdapat area semikonduktor intrinsic (tanpa doping) yg diletakkan antara P & N junction. Efek dr penambahan area intrinsic tersebut yaitu melebarnya area deplesi yg membatasi pergerakan elektron, & hal ini tepat dipakai untuk aplikasi pensinyalan (switching).
• Schottky Diode: Pada Schottky diode diberikan perhiasan metal pada cuplikan permukaan kepingan tengah semikonduktor. Karakteristik yg menjadi kelebihan dioda ini adalah tegangan aktivasi yg rendah & waktu pemulihan yg singkat. Dioda ini sungguh umum digunakan untuk rangkaian elektronik berfrekuensi tinggi, seperti perangkat-perangkat radio & gerbang akal.
• Step Recovery Diode: Bagian semikonduktor pada dioda ini mempunyai level doping yg dengan-cara gradual menurun dgn titik paling rendah di junction. Modifikasi ini mampu mengurangi waktu switching karena muatan yg ada pada tempat junction lebih minim. Aplaikasi dr semikonduktor ini ialah pada alat-alat elektronik frekuensi radio.
• Varactor Diode: Diaplikasikan pada mode reverse biasa dgn lapisan penghalang yg dapat berubah-ubah sesuai tegangan diberikan. Hal ini membuat dioda ini seakan-akan merupakan sebuah kapasitor.
• Zener diode: Memiliki karakteristik khusus yg mengingkan imbas breakdown dikala reverse bias Dioda ini mampu menciptakan tegangan yg tetap & umum digunakan selaku penghasil tegangan tumpuan di rangkaian elektronik.

Kontributor: Adi Nugroho, S.T.

Alumni Teknik Elektro UI

Materi Wargamasyarakat.org lainnya:

1. Tata Surya
2. Hukum Ohm
3. Termodinamika