Pengertian Dioda, Fungsi, dan Karakteristik Dioda

Dioda merupakan komponen penting dalam elektronika. Selain penting, juga sering digunakan. Lalu, sebenarnya apa pengertian dioda itu? Apa saja fungsinya? Dan bagaimana karakteristik dioda tersebut? Untuk menjawab pertanyaan berikut, simaklah penjelasan berikut ini.

A. PENGERTIAN DIODA

Dioda merupakan salah satu komponen aktif yang berfungsi sebagai komponen penyearah. Dioda terbuat dari semikonduktor jenis silikon dan germanium. Dioda disusun menggunakan semikonduktor jenis p sebagai kutub (+) dan semikonduktor jenis n sebagai kutub negatif (-). Karena dioda termasuk komponen aktif , arus listrik yang mengalir dari sambungan P ke sambungan N akan dilewatkan jika tegangan listrik yang dilewatkan pada dioda berbahan silikon minimal 0,7 volt dan pada dioda berbahan germanium minimal 0,3 volt.

Ada tiga kalimat kunci yang membedakan dioda dengan komponen lain:

1.    Memiliki dua terminal seperti halnya resistor

2.    Arus yang mengalir tergantung pada beda potensial antara kedua terminal

3.    Tidak mematuhi hukum ohm

Dahulu, pada awal penemuannya, komponen yang mampu memnghantarkan arus listrik ke satu arah dan bisa menghambatnya dari arah sebaliknya ini dikenal dengan nama recritifier atau penyearah. Nama dioda sendiri pertama kali dikenalakan oleh William Henry Eccles pada tahun 1919. Adapun istilah dioda ini berasal dari kata “Di” yang berarti dua, dan “ode” yang berarti jalur. Jika diartikan maka arti dioda yaitu dua jalur.

B. FUNGSI DIODA

Berikut ini merupakan beberapa fungsi dioda adalah sebagai berikut:

1.    Dapat berfungsi sebagai saklar

2.    Dapat berfungsi sebagai sensor panas

3.    Dapat berfungsi sebagai sensor cahaya

4.    Dapat berfungsi sebagai penstabli tegangan

5.    Dapat berfungsi sebagai indikator

6.    Dapat berfungsi sebagai penyearah

C. SIMBOL DIODA

Gambar Simbol Dioda

Secara sederhana dioda disimbolkan seperi berikut ini. Gambar tersebut terdapat tanda + berarti merupakan kutub positif atau disebut sebagai anoda, sedangkan tanda – berarti kutub negatif atau disebut sebagai katoda.

D. PRINSIP KERJA DIODA

Perhatikan skema rangkaian berikut ini untuk memudahkan kita memahami bagaimana cara kerja dioda. Pada rangkaian diperlihatkan, ketika dioda dipasang pada rangkaian yang sama, maka lampu menyala. Dan posisi kutub dioda dibalik maka lampu mati.

Gambar Prinsip Kerja Dioda

E. JENIS DIODA

Ada beberapa jenis dioda, yaitu dioda penyearah, dioda bridge, dioda zener, dioda led, dioda laser, dioda varactor, dioda schottky, dioda tunel. Untuk lebih jelas, silahkan baca : Jenis-Jenis Dioda dan Cara Mengukur Dioda

Adapun macam-macam simbol pada dioda terdapat pada gambar di bawah ini.

Gambar Beberapa Simbol Dioda

F. KARAKTERISTIK DIODA

Ada beberapa karakteristik dioda yang dapat membuat kita lebih paham lagi tentang bagaiama dioda dapat berfungsi dengan baik.

Lapisan Pengosongan (Depletion Layer)

Lapisan pengosongan terjadi akibat gaya tolak-menolak. Elektron pada sisi N bersiap untuk bebas, menyebar ke segala arah. Beberapa berdifusi melewati junction. Di sisi P terdapat hole-hole yang siap menangkap elektron yang jatuh. Jika elektron bebas _fmeninggalkan sisi N, akan terbentuk ion positif di daerah N. Bila elektron tersebut memasuki daerah P elektron akan menjadi pembawa minoritas yang waktu hidupnya singkat. Elektron-elektron tersebut segera jatuh dan ditangkap oleh hole. Hasilnya, hole akan hilang dan terbentuk ion negatif.

Setiap terjadi perpindahan elektron dari sisi N ke sisi P terbentuk sepasang ion negatif dan positif. Ion-ion ini tidak dapat bergerak dengan bebas seperti elektron dan hole, tetapi tetap berada dalam struktur kristal akibat ikatan kovalen. Ketika jumlah ion bertambah banyak, daerah sekitar junction dikosongkan dari elektron bebas dan hole. Daerah inilah yang disebut lapisan pengosongan (depletion layer).

Forward Voltage (V_f)

Forward voltage adalah beda potensial di lapisan pengosongan. Pada suhu 25⁰, forward voltage dioda silikon sekitar 0,7 V, sedangkan dioda germanium sekitar 0,3 V.

Forward voltage ini terjadi karena eksitensi lapisan pengosongan. Ketika ion-ion negatif telah terbentuk, elektron-elektron yang ingin berpindah dari sisi N ke sisi P akan terpental kembali ke sisi N. Hanya elektron-elektron yang memiliki energi besar yang sanggup melewati keadaan ini. “Pertahanan” dari sisi P semakin besar seiring meningkatnya jumlah elektron yang ingin menyebrangi junction menuju ke sisi P. Akhirnya terjadilah suatu keseimbangan. Pada saat ini lapisan pengosongan menghentikan difusi elektron melalui junction.

Forwad Bias

Forwad bias adalah kondisi saat anoda bersifat positif dan katoda dioda bersifat negatif.

Untuk memudahkan mengingat, kutub positif sumber dihubungkan dengan sisi P dan kutub negatif sumber dihubungkan dengan sisi N. Pada konsisi forward bias ini arus yang melewati dioda besar. Gejala ini terjadi karena elektron-elektron di sisi N mendapat tambahan energi sehingga mereka mampu menyebrangi junction. Selanjutnya mereka masuk ke dalam hole dan menjadi elektron valensi.perjalan elektron valensi berlanjut hingga ke ujung sisi P dan meninggalkan sisi P lalu mengalir ke dalam kutub positif sumber. Terjadilah arus listrik.

Reverse Bias

Reverse bias adalah kondisi saat katoda dioda bersifat negatif dan katoda dioda bersifat positif.

Untuk memudahkan mengingat, kutub positif sumber dihubungkan dengan sisi N, kutub negatif sumber dihubungakn dengan sisi P. Pada kondisi reverse bias elektron pada sisi N menjauhi junction. Begitu pula dengan hole pada sisi P. Akibatnya daerah pengosongan menjadi makin lebar. Semakin lebar daerah pengosongan semakin tinggi beda potensialnya. Akhirnya beda potensial pada lapisan pengosongan sama dengan beda potensial sumber. Pada saat itu elektron dan hole bergerak serta tidak terjadi arus listrik.

Breakdown

Bila reverse bias dilakukan dengan tegangan yang besar, dioda akan mengalami break down. Jika ini terjadi, arus yang sangat besar akan mengalir dengan arah reverse. Tegangan yang menyebabkan dioda mengalami breakdown disebut tegangan breakdown (-V_zk). Ada juga yang menyebut peak inverse voltage (PIV).

Arus Reverse

Pada arus reverse bias ada suatu arus kecil yang mengalir sampai tegangan breakdown dicapai. Arus reverse ini merupakan gabungan dari arus saturasi (I_s) dan arus bocor permukaan (I_SL). Arus saturasi adalah arus reverse yang disebabkan oleh pembawa minoritas, sedangkan arus bocor permukaan adalah arus balik kecil yang melalui permukaan kristal. Kebocoran ini tidak diinginkan. Semakin rendah arus bocoran, semakin baik agar dapat diabaikan dalam pemakaian tertentu.

Begitulah ulasan dari kami tentang Pengertian Dioda, Fungsi, dan Karakteristik Dioda. Semoga artikel ini bisa bermanfaat dan menambah pengetahuan buat kita semua. Jangan lupa ikuti postingan kami selanjutnya dan share artikel kami. Terima kasih.

Sumber :

-       Chandra, Franky dan Arifianto, Deni. 2010. Jago Elektronika. Jakarta : Penerbit Kawan Pustaka.

-       Budiharto, Widodo dan Firmasyah, Sigit. 2005. Elektronika Digital dan Mikroposesor. Yogyakarta : Penerbit Andi.