Dioda adalah: Pengertian, Fungsi, jenis, Simbol dan Cara Kerja

Pengertian Dioda, Fungsi, jenis, Simbol dan Cara Kerja Diode - Dioda (Diode) adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dioda juga merupakan komponen yang paling sederhana pada kelompok semikonduktor. Fungsi dari diode untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Karena fungsinya itu, dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam rangkaian elektronika.

Diode memiliki 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan juga memiliki prinsip kerja yang berdasarkan pada teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

Pengertian Dioda

Dioda adalah komponen yang berfungsi untuk menyearahkan sekaligus sebagai penghambat arus listrik, disusun dari berbagai macam bahan yang memiliki sifat semikonduktor. Umumnya bahan yang digunakan dalam proses pembuatannya yakni seperti germanium, silikon dan lain sebagainya.

Pada dioda, terdapat dua buah kutub yang saling berlawanan. Dimana salah satu kutub tersebut bermuatan positif (anoda), kemudian sisi lainnya merupakan kutub bermuatan negatif (katoda).

Karena hal itulah, sehingga dioda dapat digunakan untuk 2 fungsi sekaligus. Misalnya pada satu sisi dapat digunakan sebagai dioda penyearah arus, kemudian sisi lainnya akan digunakan sebagai penghambat arus listrik

Simbol Dioda

Gambar di atas menunjukan bahwa Dioda merupakan komponen elektronika aktif yang terdiri dari 2 tipe bahan yaitu bahan tipe-p dan tipe-n.

Komponen Penyusun Dioda

Dioda tersusun dari dua komponen pembentuk, yakni Anoda dan Katoda. Komponen katoda yang berfungsi sebagai kutub positif, kemudian anoda sebagai kutub negatif. Simak penjelasan lengkapnya di bawah ini.

1. Anoda

Anoda merupakan komponen yang dibuat dari elektroda yang bermuatan positif. Pada dioda, bagian katoda memiliki kandungan elektron yang terbilang lebih sedikit. Kandunga elektron yang sedikit ini ternyata juga dipengaruhi oleh beberapa faktor. Diantaranya yaitu karena anoda memiliki elektrolit yang bermuatan positif.

2. Katoda

Selain anoda, terdapat juga komponen yang bernama katoda. Katoda merupakan kutub yang terbuat dari elektroda dengan muatan negatif. Karena memiliki kandungan elektroda yang bermuatan negatif, maka katoda memiliki kandungan elektron yang lebih banyak dibandingkan dengan anoda.

Kedua komponen ini nantinya akan bekerja dengan prinsip kerja P-N semikonduktor. Jadi ketika kedua komponen ini bertemu, maka akan membentuk sebuah perbatasan, dimana perbatasan yang tercipta dari keduanya itulah yang nantinya akan disebut sebagai P-N Junction.

Fungsi Diode

Berikut adalah beberapa fungsi dari dioda :

Untuk penyearah
Untuk indikator
Untuk menstabilkan tegangan pada voltage regulator
Sebagai sekering atau pengaman
Untuk alat sensor panas, misalnya dalam amplifier
Untuk rangkaian clamper dapat memberikan tambahan partikel DC untuk sinyal AC
Untuk alat menggandakan tegangan
Untuk alat sensor cahaya, biasanya menggunakan dioda photo

Jenis Dioda

Berikut adalah jenis-jenis diode :

1. Dioda Biasa

Jenis dioda biasa merupakan yang paling umum dan sering ditemukan pada berbagai perangkat elektronik. Dioda biasa juga sering disebut dengan istilah diode generik. Dioda biasa umumnya memiliki dua terminal, yakni P dan N. Nah, untuk fungsi dioda biasa yaitu sebagai penyearah arus listrik. Penggunaannya juga cukup banyak ditemukan. Misalnya saja pada rangkaian rectifier, saklar dan lainnya.

2. Light Emitting Diode (LED)

LED (Light Emitting Diode) adalah dioda yang terdiri dari sambungan antara bahan semikonduktor. Dimana bahan semikonduktor ini nantinya akan dipasang secara forward bias sehingga alat tersebut dapat menghasilkan cahaya.

Jika memperhatikan simbol LED, kamu akan mendapati simbol dua panah. Simbol tersebut merupakan tanda menyatakan bahwa komponen tersebut dapat mengemisikan cahaya. Ketika LED dipasang dengan sistem forward bias, maka dioda akan menghasilkan cahaya. Namun, jika dipasang secara reverse bias, maka benda tersebut tidak akan menghasilkan cahaya.

Pada umumnya, LED (Light Emitting Diode) digunakan pada berbagai perangkat elektronik. Contohnya saja seperti untuk keperluan penerangan, digunakan sebagai pengganti lampu fluorescent dan lainnya.

3. Dioda Bridge

Dioda bridge sebenarnya memiliki fungsi yang tidak jauh beda dengan diode jenis generik. Namun dari segi penggunaannya dapat dikatakan jauh lebih mudah dan simpel. Apabila difungsikan sebagai penyearah gelombang, tipe generik membutuhkan 4 buah komponen dioda sekaligus, maka ketika menggunakan dioda bridge kamu hanya membutuhkan satu komponen saja. Hal ini karena pada dioda bridge terdapat 4 buah dioda yang sudah tersusun secara rapi dan siap digunakan.

Komponen bridge terdiri dari 4 buah terminal. Dimana 2 terminal berfungsi sebagai tempat masuknya arus AC, kemudian 2 terminal lainnya digunakan sebagai output DC. Selain itu, output DC yang terdapat pada tipe bridge juga sudah dilengkapi dengan polaritas positif dan juga negatif. Sehingga penggunaannya menjadi lebih mudah dan simpel.

4. Dioda Varactor

Umumnya, dioda varactor dipasang dengan menggunakan prinsip kerja reverse bias. Tipe yang satu ini memiliki kelebihan karena termasuk sebagai dioda yang memiliki variabel kapasitansi. Perhatikan pada simbolnya, lambang dioda varactor memiliki simbol yang terlihat seperti gabungan antara dioda dengan kapasitor. Fungsi dioda varactor yaitu penggunaannya sendiri dapat ditemukan pada berbagai perangkat elektronik, seperti ponsel, radio dan juga televisi.

5. Dioda Zener

Dioda zener memiliki fungsi sebagai penyetabil tegangan. Selain itu, dioda zener juga biasa digunakan sebagai pengaman dari rangkaian elektronika. Dioda zener merupakan dioda yang prinsip kerjanya dengan sistem reverse bias. Jadi, ketika sebuah perangkat mengalami tegangan breakdown atau melewati batas tegangan, maka dioda ini tetap dapat membuat arus stabil. Hal ini karena arus tersebut akan tetap mengalir pada arah yang saling berlawanan. Dengan demikian, tegangan dalam rangkaian nilainya sama dengan tegangan yang terdapat pada dioda.

6. Dioda Tunnel

Pada dioda tunnel, karakteristiknya adalah karenan mempunyai daerah delepsi yang sangat sempit. Hal ini terjadi karena sambungan P-N pada dioda dirancang dengan sistem sedemikian rupa. Fungsi dioda tunnel adalah memanfaatkan sistem tunneling atau mekanika kuantum. Kelebihannya yakni dapat cepat bereaksi saat terjadi perubahan tegangan. Penggunaan dioda tunnel sering ditemukan pada berbagai komponen elektronika. Contohnya seperti osilator, pencampur simyal, penguat dan lainnya.

7. Photo Diode

Photo diode merupakan komponen yang dibuat menggunakan sambungan P-N. Jika dilihat dari simbolnya, photo diode ini hampir mirip dengan tipe LED, namun memiliki simbol panah yang terbalik. Dari simbol tersebut dapat disimpulkan bahwa tipe yang satu ini dapat menghantarkan arus listrik jika terkena cahaya.

Photo dioda bekerja pada sistem reverse bias. Jadi saat dikenai cahaya, photo diode ini akan memiliki tegangan balik yang kecil dan arus listrik dapat melewatinya. Namun jika intensitas cahaya kurang, tegangan balik akan membesar dan arus listrik pun akan terhambat.

You may want to read this post :

Prinsip Kerja Dioda

Untuk memperjelas bagaimana prinsip kerja Diode dalam mengahantarkan arus listrik dan juga menghambat arus listrik, Di bawah ini terdapat rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan dioda dalam sebuah rangkaian elektronika.

Karakteristik Dioda

Karakteristik dioda adalah hubungan antara tegangan yang diberikan pada ujung-ujung terminal dioda dan arus listrik yang mengalir melaluinya. Karakteristik dioda ditunjukan pada gambar di atas, tiap-tiap skala untuk tegangan maju VF adalah 10 mA, untuk tegangan mundur VR adalah -10, sedangkan IF untuk arus maju adalah 10 mA dan untuk arus mundur iR adalah 1 A.

Untuk VF=0 sampai dengan 0,7 V pertambahan kuat arus maju iF sangat kecil, dapat dikatakan bahwa dalam tegangan maju ini dioda belum menghantarkan arus listrik. Jika VF sedikit melebihi 0,7 maka iF meningkat sangat tajam. Tegangan ini dikatakan bahwa dioda telah mengalirkan arus listrik dan tegangan o,7 V sehingga disebut dengan tegangan nyala (turn on voltage). Nilai arus mundur iR adalah sangat kecil jika dibandingkan dengan arus maju.

Sebelum dioda menghantarkan arus dalam arah reverse terjadi arus bocor reverse karena pembawa muatan minoritas berkisar dalam picoampere (1 pA - 10-12 A). Apabila tegangan dioda yang polaritasnya negatif dinaikkan terus, maka dapat menyebabkan kerusakan pada sambungan pn sehingga dinamai tegangan rusak atau tegangan tembus (breakdown voltage).

Cara Kerja Dioda

Cara kerja dioda ada tiga kondisi yakni kondisi tanpa tegangan (unbiased), kondisi tegangan positif (bias maju-forward biased) dan kondisi tegangan negatif (bias mundur-reverse biased).

1. Unbiased

Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yakni bergeraknya muatan electron dari sisi N ke sisi P. Elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi P yang disebut dengan holes.

Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi N dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi P. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

2. Reverse Bias (Bias Mundur)

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.

Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (tipe N) yang diberi tegangan positif dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (tipe P) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalaing pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

3. Forward Bias (Bias Maju)

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.

Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter

Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter).

1. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog

Berikut langkah-langkah untuk melakukan pengukuran pada dioda menggunakan multimeter Analog:

Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100
Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)
Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.
Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan
Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).
Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
Jarum harus tidak bergerak.

**Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak.

2. Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital

Pada umumnya Multimeter Digital menyediakan pengukuran untuk Fungsi Dioda, Jika tidak ada, maka kita juga dapat mengukur Dioda dengan Fungsi Ohm pada Multimeter Digital.

Cara Mengukur Dioda dengan menggunakan Multimeter Digital (Fungsi Ohm / Ohmmeter):

Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω)
Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)
Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.64MOhm)
Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Nilai Resistansinya adalah Infinity (tak terhingga) atau Open Circuit.

**Jika terdapat Nilai tertentu, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah Rusak.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital (Menggunakan Fungsi Dioda):

Aturkan Posisi Saklar pada Posisi Dioda
Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang)
Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda.
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.42 V)
Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda
Baca hasil pengukuran di Display Multimeter
Tidak terdapat nilai tegangan pada Display Multimeter.