Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang mungil tetapi memiliki peranan yang sangat penting dalam rangkaian elektronika. Hampir semua perangkat elektronika yang kita temua pasti ada dioda di dalamnya. Dioda memiliki berbagai fungsi tergantung dengan jenisnya masing-masing, untuk penjelasan lengkapnya yuk simak artikel berikut.
Pengertian Dioda
Dioda adalah komponen elektronika aktif yang dapat melewatkan arus pada satu arah saja dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sederhananya, dioda memiliki fungsi sebagai penyearah arus. Dioda masuk ke kategori komponen aktif yang memiliki sifat semikonduktor atau menghantarkan arus listrik, dioda tersusun dari dua tipe bahan yaitu tipe-p dan tipe-n.
Dioda memiliki peran dalam sebuah rangkaian, di antaranya adalah menghasilkan tegangan searah dari tegangan bolak balik, membentuk berbagai gelombang isyarat, LED, menstabilkan tegangan searah dari beban / tegangan jala-jala, saklar elektronik, laser semikonduktor, dll.
Prinsip Cara Kerja Dioda
Pada hakikatnya dioda pada aliran satu arah mempunyai dua prinsip kerja yaitu forward bias (menghantar pada kondisi panjar maju dan reverse bias (menghambat arus dari keadaan sebaliknya/kondisi panjar mundur). Kondisi dioda tersebut menciptakan karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier, bergantung pada teknologi dan material yang dipakai, dan parameter dari penggunaannya.
Perhatikan gambar berikut untuk memudahkan pemahaman dari prinsip kerja dioda pada saat kondisi forward bias dan reverse bias. Contoh dibawah adalah rangkaian dioda dengan lampu.
Fungsi Dioda
Umumnya pada rangkaian elektronika dioda sering digunakan sebagai penyearah dalam sebuah rangkaian. Dioda tersusun dari dua terminal / elektroda yaitu Anoda (+) dan Katoda (-), dioda bekerja berdasarkan prinsip dari teknologi pertemuan p-n semikonduktor maksudnya adalah dioda mengalirkan arus dari tipe-p (Anoda) menuju ke tipe-n (Katoda) akan tetapi arus tidak dapat mengalir dari arah sebaliknya. Dioda memiliki berbagai macam fungsi tergantung dari jenisnya, berikut adalah macam-macam fungsi dari dioda:
- Penyearah arus Alternating Current (AC) ke arus Direct Current (DC).
- Penstabil tegangan pada voltage regulator.
- Lampu indikator atau lampu penerangan.
- Sensor cahaya.
- Pengendali sinyal, memangkas sinyal di bawah atau di atas tegangan tertentu.
- Sekering atau pengaman tegangan.
- Sensor panas elektronik pada rangkaian amplifier
- Alat menggandakan suatu tegangan.
- Sebuah rangkaian Voltage Controlled Oscillator atau (VCO).
Jenis Jenis Dioda
Dioda mempunyai ma beberapa jenis, diantaranya adalah sebagai berikut:
1. Dioda Normal (Dioda PN Junction)
Dioda PN junction atau dioda normal adalah jenis dioda yang paling banyak ditemui dalam rangkaian elektronika, seperti rangkaian power supply (catu daya), amplifier, dan rangkaian frekuensi radio (RF).
Dioda normal (normal diode) merupakan dioda standar yang umum digunakan pada rangkaian, ataupun sering disebut sebagai dioda penyearah (rectifier diode) karena sering digunakan pada rangkaian power supply sebagai penyearah tegangan.
Dioda normal termasuk ke jenis standar yang tersusun dari susunan PN dan memiliki cara kerja seperti penjelasan sebelumnya, selain itu di pasaran dioda jenis ini paling umum digunakan sebagai penyearah arus dan sering disebut dengan diode generik.
2. Dioda Schottky (Schottky Diode)
Dioda schottky merupakan jenis dioda yang tegangan majunya lebih rendah dibandingkan dengan dioda normal pada umumnya. Saat arus dalam kondisi rendah, jatuh tegangannya berkisar diantara 0,15 V sampai 0,4 V.
Tegangan yang dimiliki schottky diode lebih rendah dari dioda normal yang terbuat dari bahan silikon biasanya mempunyai tegangan 0,6 V dikarenakan dioda ini terdapat tambahan metal pada cuplikan permukaan bagian tengah semikonduktor. Dioda jenis ini sering ditemukan pada rangkaian RF, sebagai penyearah / rectifier dan clamping.
3. Dioda Tunnel (Tunnel Diode)
Dioda tunnel atau dioda terowongan ditemukan oleh Esaki, sehingga terkadang disebut juga sebagai dioda esaki. Dioda esaki adalah jenis dioda yang bekerja dengan memanfaatkan fenomena mekanika kuantum yakni tunneling yang dapat beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi dan berfungsi baik pada gelombang mikro (microwave).
Jenis dioda tunnel umumnya digunakan pada rangkaian converter, isolator, penguat, pendeteksi frekuensi, dan pencampur sinyal. Dioda tunnel mempunyai kecepatan yang bereaksi terhadap perubahan dari tegangan.
4. Dioda Varactor (Varactor Diode)
Dioda varactor disebut juga sebagai dioda varicap adalah jenis dioda yang dapat berubah-ubah sesuai dengan tegangan yang diberikan. Dioda jenis ini sering digunakan pada rangkaian yang berkaitan dengan frekuensi seperti osilator, TV tuner dan radio tuner.
Simbol dari dioda varactor atau dioda varicap digambarkan dengan sebuah dioda yang ujungnya ada tambahan gambar kapasitor.
5. Dioda Laser (Laser Diode)
Dioda laser atau laser diode adalah jenis dioda saat dialiri arus listrik mampu menghasilkan radiasi atau cahaya koheren yang dapat dilihat oleh mata dan spektrum infra merah. Perlu Anda ketahui laser merupakan singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Penggunaan dioda laser paling sering pada perangkat audio video, contohnya DVD player, blu ray, laser pointer, scanner barcode, printer laser dan alat ukur jarak.
6. Dioda Foto (Photodiode)
Photodiode atau dioda foto adalah jenis dioda yang dapat mentransformasi energi cahaya menjadi arus listrik. Jenis dioda ini paling sering digunakan sebagai sensor cahaya, contoh pengaplikasiannya ada pada sensor penghitung kendaraan, scanner barcode, sensor cahaya kamera dan peralatan medis.
Dioda foto mempunyai dua jenis yaitu dioda photoconductive (dioda yang tidak menghasilkan tegangan dan mengharuskan adanya sumber tegangan lain untuk penggerak beban) dan dioda photovoltaic (dioda yang menghasilkan tegangan seperti sel surya).
7. Dioda LED (Light Emitting Diode)
Dioda LED atau singkatan dari Light Emitting Diode merupakan dioda yang mampu memancarkan cahaya monokromatik saat diberikan tegangan maju / forward bias. Dioda led mempunya berbagai jenis warna diantaranya biru, putih, merah, kuning, dan hijau. Warna yang dihasilkan tergantung dari panjang gelombang (wavelength) dan jenis senyawa konduktor yang digunakan.
Di kehidupan sehari-hari, Anda dapat menemukan dioda LED pada lampu indikator peralatan listrik atau elektronik, lampu dekorasi, lampu penerangan jalan dan advertising serta backlight untuk TV LCD.
8. Dioda Zener (Zener Diode)
Dioda zener merupakan jenis dioda yang dibuat khusu untuk beroperasi pada rangkaian bias terbalik atau reverse bias. Dioda ini dapat memberikan tegangan referensi yang stabil, sehingga dioda zener banyak dipakai sebagai pengatur tegangan voltage regulator pada power supply / catu daya.
Karakteristik dioda zener yakni dapat melewatkan arus listrik saat kondisi reverse bias / bias terbalik apabila telah mencapai titik tegangan breakdown-nya. Namun saat kondisi forward bias / bias maju, dioda zener akan menghantarkan arus listrik persis seperti dioda normal pada umumnya.
9. Dioda Bridge (Bridge Diode)
Dioda bridge pada dasarnya adalah gabungan dari empat buah dioda normal yang dirangkai menyerupai jembatan yang digunakan sebagai penyearah gelombang penuh pada sebuah rangkaian power supply.
Jika menggunakan dioda bridge makan Anda tidak perlu lagi menyusun empat buah dioda normal sebagai rangkaian penyearah tegangan AC ke DC, karena dioda bridge sudah dikemas secara simpel oleh produsen dalam bentuk satu komponen.
Dioda bridge berbentuk persegi dengan memiliki empat kaki terminal, yaitu dua kaki untuk terminal input atau masukan arus/tegangan bolak balik (AC) dan dua kaki lagi sebagai terminal untuk output positif (+) dan output negatif (-).