Dioda atau diode adalah komponen elektronika aktif terbuat dari bahan semikonduktor & mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi tidak dapat mengalirkan arus listrik dari arah sebaliknya. Untuk lebih memahaminya, simak ulasan lebih lanjut cara kerja dioda di bawah ini.
Dioda merupakan komponen elektronika yang terdiri dari 2 kutub dan bisa berfungsi sebagai penyearah arus dalam rangkaian elektronika. Perlu diketahui, dioda umumnya mempunyai 2 elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor.
Simbol Dioda
Gambar dibawah ini menunjukan bahwa Dioda merupakan komponen Elektronika aktif yang terdiri dari 2 tipe bahan yaitu bahan tipe-p dan tipe-n :
Apa Saja Komponen Dioda ?
Seperti yang sudah disinggung sebelumnya, struktur utama dioda adalah dua buah kutub elektroda berbahan konduktor. Masing-masing terhubung dengan semikonduktor silikon jenis p dan silikon jenis n.
Anoda ialah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis p, dimana elektron yang terkandung lebih sedikit. Dan katoda ialah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis n, elektron yang tekandung lebih banyak. Pertemuan silikom n & silikon p akan membentuk suatu perbatasan, disebut P-N Junction.
Material semikonduktor yang dipakai biasanya berupa silikon atau germanium. Semikonduktor jenis p diciptakan dengan menambahkan material yang punya elektron valensi kurang dari 4. Dan semikonduktor jenis n diciptakan dengan menambah material yang punya elektron valensi lebih dari 4.
Baca juga : Cara Kerja Panel Surya Untuk Listrik Di Rumah Tangga
Bagaimana Cara Kerja Dioda
Sederhananya, cara kerja dioda bisa dijelaskan dalam 3 kondisi. Yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).
Kondisi Tanpa Tegangan (Unbiased)
Pada kondisi ini akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N Junction. Diawali dengan proses difusi, yakni bergeraknya muatan elektron dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati tempat di sisi p yang disebut holes.
Pergerakan elektron-elektron itu akan meninggalkan ion positif di sisi n. Dan holes yang terisi elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang jadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.
Kondisi Tegangan Positif (Forward biased)
Dalam kondisi ini, anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik & bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang jadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.
Ion-ion negatif tertarik ke sisi anoda yang negatif, sedangkan ion-ion positif tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang tersebut memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik bisa mengalir seperti pada rangkaian tertutup.
Baca juga : Cara Kerja Panel Surya Untuk Listrik Di Rumah Tangga
Kondisi Tegangan Negatif (Reverse biased)
Pada kondisi tegangan negatif, anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik & bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang jadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub juga.
Pemberian tegangan negatif membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda yang diberi tegangan positif. Dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, alhasil penghalang akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibat dari hal tersebut, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.
Beberapa Jenis Dioda Beserta Fungsinya
1. Dioda biasa / dioda bridge
Dioda jenis ini umum digunakan di pasaran (bisa juga disebut diode generik). Jenis ini adalah dioda standar yang terdiri dari susunan P-N dan memiliki cara kerja dioda seperti yang dijelaskan di atas. Dioda ini digunakan utamanya sebagai penyearah arus.
2. Dioda Zener
Dioda zener dapat menghasilkan tegangan yang tetap & umum digunakan sebagai penghasil tegangan referensi di rangkaian elektronik.
3. Dioda LED
Light Emitting Diode saat dialiri arus forward-bias akan mengeluarkan cahaya. LED umum digunakan sebagai alat penerangan dan beberapa jenis dipakai untuk menggantikan lampu fluorescent.
4. Dioda Photo / Photodiode
Dioda yang bisa digunakan untuk mendeteksi cahaya ini dapat menghasilkan energi listrik apabila daerah P-N Junction disinari. Pada umumnya, dioperasikan dalam kondisi reverse-bias, sehingga arus yang kecil akibat cahaya dapat langsung terdeteksi.
5. Dioda Schottky
Pada dioda ini, diberikan tambahan metal pada cuplikan permukaan bagian tengah semikonduktor. Keunggulan dioda schottky adalah tegangan aktivasi yang rendah & waktu pemulihan yang singkat. Dioda ini umum digunakan untuk rangkaian elektronik yang memiliki frekuensi tinggi.
6. Photodiode
Photodiode dapat menghasilkan energi listrik apabila daerah PN junction disinari. Umumnya photodiode dioperasikan dalam reverse-bias, sehingga arus yang kecil akibat cahaya dapat langsung terdeteksi. Photodiode digunakan untuk mendeteksi cahaya (photodetector).
7. Gunn Diode
Gunn Diode adalah jenis diode yang tidak memiliki PN Junction, melainkan hanya terdiri dari dua elektroda. Dioda jenis ini dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal gelombang mikro.
8. BARITT Diode
BARITT (Barrier Injection Transit Time) Diode adalah jenis diode yang bekerja dengan prinsip emisi termionik. Dioda ini digunakan untuk memproduksi sinyal gelombang mikro dengan level derau yang rendah.
9. Tunnel Diode
Tunnel Diode adalah dioda yang bekerja memanfaatkan salah satu fenomena mekanika kuantum yaitu tunneling. Tunnel junction digunakan sebagai salah satu komponen pada osilator, penguat, atau pencampur sinyal, terutama karena kecepatannya bereaksi terhadap perubahan tegangan.
10. Backward Diode
Backward diode memiliki karakteristik serupa dengan tunnel, perbedannya terletak pada adanya sisi yang diberi doping lebih rendah dibanding sisi yang berlawanan. Perbedaan profil doping ini membuat backward diode memiliki karakteristik tegangan-arus yang serupa pada kondisi reverse dan forward.
11. PIN Diode
Pada dioda PIN, terdapat area semikonduktor intrinsic (tanpa doping) yang diletakkan antara P dan N junction. Efek dari penambahan area intrinsic tersebut adalah melebarnya area deplesi yang membatasi pergerakan elektron, dan hal ini tepat digunakan untuk aplikasi pensinyalan (switching).
12. Schottky Diode
Pada Schottky diode diberikan tambahan metal pada cuplikan permukaan bagian tengah semikonduktor. Karakteristik yang menjadi keunggulan dioda ini adalah tegangan aktivasi yang rendah dan waktu pemulihan yang singkat. Dioda ini sangat umum digunakan untuk rangkaian elektronik berfrekuensi tinggi, seperti perangkat-perangkat radio dan gerbang logika.
13. Step Recovery Diode
Bagian semikonduktor pada dioda ini memiliki level doping yang secara gradual menurun dengan titik terendah di junction. Modifikasi ini dapat mengurangi waktu switching karena muatan yang ada pada daerah junction lebih sedikit. Aplaikasi dari semikonduktor ini adalah pada alat-alat elektronik frekuensi radio.
14. Varactor Diode
Diaplikasikan pada mode reverse biasa dengan lapisan penghalang yang dapat berubah-ubah sesuai tegangan diberikan. Hal ini membuat dioda ini seolah-olah merupakan suatu kapasitor.
15. Zener diode
Memiliki karakteristik khusus yang mengingkan efek breakdown saat reverse bias Dioda ini dapat menghasilkan tegangan yang tetap dan umum digunakan sebagai penghasil tegangan referensi di rangkaian elektronik.
Untuk mengetahui apakah dioda dapat bekerja sesuai dengan fungsinya, bisa dengan melakukan pengukuran menggunakan Multimeter (AVO Meter). Pengukuran bisa menggunakan multimeter analog maupun digital. Pengukuran tersebut juga bisa digunakan untuk menentukan yang mana terminal katoda dan anoda.
Itulah ulasan mengenai komponen dioda, cara kerja dioda, hingga jenis dioda. Di kehidupan sehari-hari, kira-kira peralatan apa yang menggunakan dioda?
