Karakteristik Dioda
Pengertian dioda adalah komponen elektronika dengan 2 terminal (anoda dan katoda) dan terbentuk dari dua jenis semikonduktor (silikon jenis N dan silikon jenis P) yang tersambung. Bahan ini mampu dialiri arus secara relatif mudah dalam satu arah. Dioda dibuat dalam berbagai bentuk dan ukuran serta amat berguna. Dari pengertian dioda, maka pada simbol dioda terdapat tanda menyerupai anak panah yang menunjukkan arah aliran arus listrik.
Dioda ini mempunyai banyak fungsi dalam dunia elektronika. Dari sekian banyak fungsi dioda, berikut ini adalah fungsi dioda yang perlu Anda ketahui, antara lain :
- Untuk penyearah arus
- Untuk penyetabil tegangan
- Untuk indikator
- Sebagai saklar
Berdasarkan fungsi dioda tersebut, dioda terdiri dari :
Dioda Kontak Titik (Point Contact Diode)
Dioda dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah. Dioda ini tidak mengalirkan arus yang besar dan banyak dipergunakan pada rangkaian radio dan televisi. Dioda kontak titik ini dibuat dari kawat wolfram dengan ujung yang runcing ditempelkan secara kuat pada lempengan germanium atau silikon serta ditutup dengan kotak dari kaca. Dioda ini hanya dapat mengalirkan arus listrik pada arah sebaliknya.
Dioda Hubungan
Dioda hubungan dapat mengalirkan arus listrik yang besar hanya satu arah dan tidak dapat mengalirkan arus sebaliknya. Dioda ini biasanya dipergunakan untuk perata arus Power Supply ( catu daya atau sumber tegangan ). Dioda ini berkapasitas besar yang dinyatakan dengan Amper dan mempunyai daya tahan terhadap tegangan yang dinyatakan dengan Volt. Jadi setiap silikon yang dibeli di toko elektronika, mempunyai kapasitas daya tahan terhadap arus dan tegangan yang berbeda. Sebagai contoh adalah silikon 1 N 4002, ada dua macam yakni berkapasitas 1A/50Vdan berkapasitas 1A/100V.
Dioda Zener
Dioda zener disebut juga dioda tegangan konstan karena alat ini dapat mengalirkan arus dengan tegangan yang tetap sesuai dengan kapasitas dari dioda zener tersebut. Dioda zener biasa disingkat ZD (zener diode), dioda ini kebanyakan mempunyai daya tahan � Watt. Dioda zener dapat dipergunakan untuk menstabilkan tegangan yang ada pada catu daya (Power Supply) atau sumber tegangan (DC Volt). Type dari dioda zener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Dioda banyak digunakan sebagai pembatas tegangan.
Dioda Pemancar Cahaya (LED)
Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8V dengan arus1,5 mA. LED digunakan sebagai alat peraga (display), digunakan sebagai indikator aktif atau tidaknya suatu rangkaian elektronik, sebagai lampu isyarat dan lampu hias.
Karakteristik Dioda
Untuk mengetahui karakteristik dioda dapat dilkukan dengan cara memasang dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Dari rangkaian percobaan dioda tersebut dapat di ukur tegangan dioda dengan variasi sumber tegangan yang diberikan. Rangkaian dasar untuk mengetahui karakteristik sebuah dioda dapat menggunakan rangkaian dibawah. Dari rangkaian pengujian tersebut dapat dibuat kurva karakteristik dioda yang merupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda, terhadap tegangan VD, beda tegangan antara titik a dan b.
Rangkaian Pengujian Karakteristik Dioda
Karakteristik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (Vab) dan arus yang melalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara, yaitu mengubah VDD. Bila arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab, kita peroleh karakteristik dioda. Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif) dioda dikatakan mendapat bias forward. Bila VD negatip disebut bias reserve atau bias mundur. Pada diatas VC disebut cut-in-voltage, IS arus saturasi dan VPIV adalah peak-inverse voltage.
Bila harga VDD diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai karakteristik dioda dan kita tahu harga VDD dan RL, maka harga arus ID dan VD dapat kita tentukan sebagai berikut. Dari gambar pengujian dioda diats dapat ditentukan beberapa persamaan sebagai berikut. Bila hubungan di atas dilukiskan pada karakteristik dioda kita akan mendapatkan garis lurus dengan kemiringan (1/RL). Garis ini disebut garis beban (load line) seperti gambar berikut.
Kurva Karakteristik Dioda Dan Garis Beban
Dari gambar karakteristik diatas dapat dilihat bahwa garis beban memotong sumbu V dioda pada harga VDD yaitu bila arus I=0, dan memotong sumbu I pada harga (VDD/RL). Titik potong antara karakteristik dengan garis beban memberikan harga tegangan dioda VD(q) dan arus dioda ID(q). Dengan mengubah harga VDD maka akan mendapatkan garis-garis beban sejajar seperti pada gambar diatas. Bila VDD<0 dan |VDD| < VPIV maka arus dioda yang mengalir adalah kecil sekali, yaitu arus saturasi IS. Arus ini mempunyai harga kira-kira 1 �A untuk dioda silikon.
Aplikasi Dioda
Ada beberapa jenis dari diode pertemuan yang hanya menekankan perbedaan pada aspek fisik baik ukuran geometrik, tingkat pengotoran, jenis elektrode ataupun jenis pertemuan, atau benar-benar peranti berbeda seperti diode Gunn, diode laser dan diode MOSFET.
Dioda biasa
Beroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih langka dari germanium. Sebelum pengembangan diode penyearah silikon modern, digunakan kuprous oksida (kuprox)dan selenium, pertemuan ini memberikan efisiensi yang rendah dan penurunan tegangan maju yang lebih tinggi (biasanya 1.4�1.7 V tiap pertemuan, dengan banyak lapisan pertemuan ditumpuk untuk mempertinggi ketahanan terhadap tegangan terbalik), dan memerlukan benaman bahan yang besar (kadang-kadang perpanjangan dari substrat logam dari dioda), jauh lebih besar dari diode silikon untuk rating arus yang sama.
Dioda bandangan
Dioda yang menghantar pada arah terbalik ketika tegangan panjar mundur melebihi tegangan dadal dari pertemuan P-N. Secara listrik mirip dan sulit dibedakan dengan diode Zener, dan kadang-kadang salah disebut sebagai diode Zener, padahal diode ini menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu efek bandangan. Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi pada pertemuan, menyebabkan arus besar mengalir melewatinya, mengingatkan pada terjadinya bandangan yang menjebol bendungan. Dioda bandangan didesain untuk dadal pada tegangan terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara diode bandangan (yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V) dan diode Zener adalah panjang kanal yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyai koefisien suhu yang berbeda, diode bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif.
Dioda Cat's whisker
Ini adalah salah satu jenis diode kontak titik. Dioda cat's whisker terdiri dari kawat logam tipis dan tajam yang ditekankan pada kristal semikonduktor, biasanya galena atau sepotong batu bara[5]. Kawatnya membentuk anode dan kristalnya membentuk katode. Dioda Cat's whisker juga disebut diode kristal dan digunakan pada penerima radio kristal.
Dioda arus tetap
Ini sebenarnya adalah sebuah JFET dengan kaki gerbangnya disambungkan langsung ke kaki sumber, dan berfungsi seperti pembatas arus dua saluran (analog dengan Zener yang membatasi tegangan). Peranti ini mengizinkan arus untuk mengalir hingga harga tertentu, dan lalu menahan arus untuk tidak bertambah lebih lanjut.
Esaki atau diode terobosan
Dioda ini mempunyai karakteristik resistansi negatif pada daerah operasinya yang disebabkan oleh quantum tunneling, karenanya memungkinkan penguatan isyarat dan sirkuit dwimantap sederhana. Dioda ini juga jenis yang paling tahan terhadap radiasi radioaktif.
Dioda Gunn
Dioda ini mirip dengan diode terowongan karena dibuat dari bahan seperti GaAs atau InP yang mempunyai daerah resistansi negatif. Dengan panjar yang semestinya, domain dipol terbentuk dan bergerak melalui dioda, memungkinkan osilator gelombang mikro frekuensi tinggi dibuat.
Demodulasi radio
Penggunaan pertama diode adalah demodulasi dari isyarat radio modulasi amplitudo (AM). Dioda menyearahkan isyarat AM frekuensi radio, meninggalkan isyarat audio. Isyarat audio diambil dengan menggunakan tapis elektronik sederhana dan dikuatkan.
Penyearah arus
Penyearah arus dibuat dari diode, dimana diode digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Contoh yang paling banyak ditemui adalah pada rangkaian adaptor. Pada adaptor, diode digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik menjadi arus searah. Sedangkan contoh yang lain adalah alternator otomotif, dimana diode mengubah AC menjadi DC dan memberikan performansi yang lebih baik dari cincin komutator dari dinamo DC.