Memahami Pengertian, Prinsip Kerja, dan Karakteristik
Dioda
Muhammad Anwar
Rahmanto
Jurusan Teknik Elektro Polines
Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIA
Intisari
Dioda berasal dari dua kata, “di” artinya dua dan “oda” dimaksudkan
elektroda. Dengan demikian dioda dapat berarti dua elektroda, yang mana
elektroda tersebut adalah anoda dan katoda. Dioda adalah komponen semikonduktor
yang berfungsi sebagai penyearah untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC)
menjadi tegangan searah (DC).
Keywords— Pengertian Dioda, Prinsip Kerja Dioda, Cara Kerja
Dioda, Karakteristik Dioda
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dioda pada
umumnya merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyearah
(rectifier) untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah
(DC). Dioda menjadi sangat penting karena hampir semua peralatan elektronika
memerlukan sumber arus searah (DC). Kata dioda berasal dari pendekatan kata
yaitu dua elektroda yang mana (di berarti dua) mempunyai dua buah elektroda
yaitu anoda dan katoda. Anoda digunakan untuk polaritas positif dan katoda
untuk polaritas negatif.
B. Tujuan
Tujuan dari
penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui pengertian, prinsip kerja dan
karakteristik dioda secara umum.
II. ISI
A.
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 adalah
piranti elektronik yang hanya dapat melewatkan arus/tegangan dalam satu arah
saja, dimana dioda merupakan jenis vacuum tube yang memiliki dua buah elektroda
(terminal). Karena itu, dioda dapat dimanfaatkan sebagai penyearah arus
listrik, yaitu piranti elektronik yang mengubah arus atau tegangan bolak-balik
(AC) menjadi arus atau tegangan searah (DC). Dioda jenis vacuum tube pertama
kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir J.A. Fleming
(1849-1945) pada tahun 1904.
Dioda terbentuk
dari bahan semikonduktor tipe P dan N yang digabungkan. Dengan demikian dioda
sering disebut PN junction. Dioda adalah gabungan bahan semikonduktor tipe N
yang merupakan bahan dengan kelebihan elektron dan tipe P adalah kekurangan
satu elektron sehingga membentuk Hole. Hole dalam hal ini berfungsi sebagai pembawa
muatan. Apabila kutub P pada dioda (anoda) dihubungkan dengan kutub positif
sumber maka akan terjadi pengaliran arus listrik dimana elektron bebas pada
sisi N (katoda) akan berpindah mengisi hole sehingga terjadi pengaliran arus.
Sebaliknya apabila sisi P dihubungkan dengan negatif baterai/sumber, maka
elektron akan berpindah ke arah terminal positif sumber. Didalam dioda tidak
akan terjadi perpindahan elektron.
Gbr. 1 Simbol Dioda
Gbr. 2 Kontruksi Dioda
Gbr. 3 Fisik Dioda
Sisi Positif (P)
disebut Anoda dan sisi Negatif (N) disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak
panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya
ini mengingatkan kita pada arus konvensional dimana arus mudah mengalir dari
sisi P ke sisi N.
B. 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).
Untuk dapat
memahami bagaimana cara kerja dioda kita dapat meninjau 3 situasi sebagai
berikut ini yaitu :
1) Dioda
Diberi Tegangan Nol
Gbr. 4 Dioda Diberi Tegangan Nol
Ketika
dioda diberi tegangan nol maka tidak ada medan
2) Dioda
Diberi Tegangan Negatif (Reverse Bias)
Gbr. 5 Dioda Diberi Tegangan Negatif
Ketika dioda diberi tegangan negatif maka
potensial negatif yang ada pada plate akan menolak elektron yang sudah
membentuk muatan ruang sehingga elektron tersebut tidak akan dapat menjangkau
plate sebaliknya akan terdorong kembali ke katoda, sehingga tidak akan ada arus
yang mengalir.
3) Dioda Diberi Tegangan Positif (Forward Bias)
Gbr. 6 Dioda Diberi Tegangan Positif
Ketika dioda
diberi tegangan positif maka potensial positif yang ada pada plate akan menarik
elektron yang baru saja terlepas dari katoda oleh karena emisi thermionic, pada
situasi inilah arus listrik baru akan terjadi. Seberapa besar arus listrik yang
akan mengalir tergantung daripada besarnya tegangan positif yang dikenakan pada
plate. Semakin besar tegangan plate akan semakin besar pula arus listrik yang
akan mengalir.
Oleh karena sifat dioda yang seperti ini
yaitu hanya dapat mengalirkan arus listrik pada situasi tegangan tertentu saja,
maka dioda dapat digunakan sebagai penyearah arus listrik (rectifier). Pada
kenyataannya memang dioda banyak digunakan sebagai penyearah tegangan AC
menjadi tegangan DC.
C. Karakteristik Dioda
Dioda sebagai
salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika,
karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada
Dioda terbagi
atas beberapa jenis antara lain :
· Dioda germanium
· Dioda silikon
· Dioda selenium
· Dioda zener
· Dioda cahaya (LED)
Dioda termasuk
komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari
penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik.
Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah
saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu
sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe
N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju
sisi N.
Karakteristik
dasar dioda dikenal dengan karakteristik V-I. Karakterisik ini penting untuk
dipahami agar tidak terjadi kesalahan dalam aplikasi dioda. Dalam karakteristik
ini dapat diketahui keadaan-keadaan yang terjadi pada dioda ketika mendapat
tegangan bias maju dan tegangan bias mundur.
Gbr. 7 Karakteristik dioda ( karakteristik V-I )
Jika kedua
terminal dioda disambungkan ke sumber tegangan dimana tegangan anoda lebih
positif dibandingkan dengan tegangan katoda, maka dioda dikatakan dalam keadaan
bias maju. Sebaliknya, bila tegangan anoda lebih negatif dari katoda, dioda
dikatakan dalam keadaan bias mundur.
III. PENUTUP
Dalam penerapan
dan pengaplikasiannya, dioda merupakan salah satu komponen yang sangat penting
di dalam sebuah peralatan elektronika, terutama yang menggunakan tegangan
searah sebagai catu dayanya, karena hampir semua peralatan elektronika
menggunakan tegangan searah yang mana untuk menyearahkan tegangan tersebut
memerlukan dioda.
REFERENSI
[1.]
http://ariefwahyupurwito.files.wordpress.com/2008/09/dioda11.pdf
[2.]
http://cnt121.files.wordpress.com/2007/11/dioda.pdf
[3.]
http://www.trensains.com/rectifier.htm
[4.]
http://125.163.203.113/buku/TEKNIK%20PEMANFAATAN%20TENAGA%20LISTRIK%202/BAB%204.2.pdf
[5.]
http://tugashendra.blogspot.com
[6.]
http://cnt121.wordpress.com/2007/11/04/dioda
Tidak ada komentar:
Posting Komentar