Fungsi dioda adalah menghantarkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Dengan fungsi ini maka dioda bisa dipakai untuk menyearahkan arus bolak-balik/AC menjadi arus searah/DC. Selain itu dioda juga memiliki fungsi lain menurut jenisnya seperti dioda zener sebagai penyetabil tegangan dan photodioda sebagai sensor cahaya. Ada juga jenis dioda yang disebut LED yang bisa menghasilkan cahaya dan berfungsi sebagai indikator atau lampu penerangan.
Dioda adalah komponen elektronik dengan dua kaki yang disebut dengan anoda dan katoda. Kebanyakan dioda sekarang terbuat dari semi konduktor namun ada dioda yang terbuat dari bahan metal yang diisolasi didalam tabung hampa udara. Dioda semi konduktor dibuat dengan menggunakan prinsip dasar P-N Junction. Bahan semi konduktor yang umum dipakai untuk membuat dioda adalah Silikon dan Germanium.
Kedua kaki dioda memiliki polaritas yang berbeda, kaki anoda merupakan kutub positif dan sedangkan kaki katoda merupakan kutub negatif. Pada dioda semikonduktor, perbedaan polaritas ini timbul karena adanya perbedaan struktur elektron pada kedua kutubnya yang disebabkan oleh proses doping.
Kutub yang kekurangan elektron akan meninggalkan lubang (hole) yang selanjutnya merupakan kutub positif dan disebut dengan anoda. Sedangkan kutub yang kelebihan elektron menjadi kutub negatif dan disebut dengan katoda.
Navigasi cepat daftar isi artikel:
- Fungsi Dioda
- Simbol Dioda
- Bentuk Fisik Dioda
- Fungsi Dioda Sebagai Penyearah
- Fungsi Photodioda Sebagai Sensor Cahaya
- Fungsi Dioda Zener Sebagai Penyetabil Tegangan
- Fungsi LED Sebagai Indikator dan Penerangan
- Fungsi Dioda Varactor Sebagai Penghasil Gelombang
- Karakteristik dan Cara Kerja Dioda
Fungsi Dioda
Fungsi dioda yang utama adalah mengalirkan arus pada satu arah tertentu yang disebut arus maju (forward) dan menghambat aliran arus pada arah sebaliknya (reverse). Secara sederhana dioda berfungsi melewatkan arus satu arah saja, seperti fungsi katup pada pipa.
Dengan fungsi ini maka dioda bisa digunakan untuk menyearahkan airan arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Dioda juga bisa dipakai untuk proses demodulasi sinyal pada penerima radio. Selain fungsi utama tersebut, dioda memiliki beberapa fungsi lain yang terbagi menurut jenis dioda.
Berikut ini beberapa fungsi dioda yang umum dijumpai pada rangkaian elektronika :
- Dioda biasa berfungsi sebagai penyearah arus AC menjadi arus DC.
- Photodioda berfungsi sebagai sensor cahaya.
- Dioda zener berfungsi sebagai penyetabil tegangan.
- LED (Light-Emitting Dioda) berfungsi sebagai indikator dan penerangan.
- Dioda varactor berfungsi sebagai penghasil gelombang pada osilator terkontrol tegangan( Voltage controlled Oscillator).
Selain dari fungsi dioda diatas, ada beberapa fungsi lain, yaitu:
- Dioda sebagai pengaman tegangan masuk.
- Dioda sebagai pemotong level sinyal (clipper).
- Rangkaian clamper, yaitu menambahkan sinyal DC kedalam sinyal AC.
- Dioda sebagai sensor suhu, memanfaatkan perubahan tegangan saat suhu dioda berubah.
Simbol Dioda
Setiap dioda memiliki dua terminal yang disebut anoda dan katoda. Sebuah dioda hanya mengalirkan arus ke satu arah saja, yaitu arah maju atau forward. Lalu dioda akan menghalangi arah arus sebaliknya yaitu arah reverse.
Simbol dioda dibuat dengan mengacu pada karakteristik ini yaitu sebuah panah maju dari kaki anoda untuk menggambarkan aliran arah forward, dan sebuah tanda strip tegak (blocking) pada kaki katoda untuk menggambarkan blocking arah reverse.
Berikut ini simbol dioda biasa:
Bentuk Fisik Dioda
Ada berbagai macam bentuk fisik dioda misalnya yang umum adalah bentuk bulat kecil mirip resistor seperti dioda 1N4002 atau bentuk bulat namun dengan ukuran yang lebih besar seperti 1N5402.
Bentuk dioda yang lebih besar biasanya untuk jenis dioda dengan kemampuan arus kerja yang lebih besar. Kaki anoda dan katoda dibedakan dengan tanda misalnya berupa strip putih atau hitam. Tanda ini biasanya berada pada posisi yang lebih dekat dengan kaki katoda.
Berikut ini contoh bentuk fisik dioda:
Fungsi Dioda Sebagai Penyearah
Dioda Penyearah (Rectifier) adalah dioda yang digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi arus DC. Hal ini sesuai dengan karakteristik dasar dioda yang hanya melewatkan arus listrik satu arah saja. Fungs dioda sebagai penyearah ini banyak diaplikasikan pada rangkaian power supply.
Ada beberapa jenis penyearah menggunakan dioda, yaitu:
- Penyearah setengah gelombang.
- Penyearah gelombang penuh dengan dua dioda.
- Penyearah sistem jembatan dengan dioda bridge.
Masing-masing jenis penyearah memiliki kelebihan dan kekurangan sendiri-sendiri. Pemilihan konfigurasi didasarkan pada kebutuhan dengan memperhatikan aspek kestabilan, kehalusan dan tentunya biaya komponen.
Fungsi Photodioda Sebagai Sensor Cahaya
Photodioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi keberadaan cahaya. Dioda jenis ini mengubah cahaya menjadi arus kebalikan dari LED. Artinya dioda akan mengalirkan arus jika ada cahaya yang mengenainya.
Jadi dengan kata lain, dioda photo akan menghantar jika terkena cahaya. Besarnya konduktivitas dioda tergantung dari kuat cahaya yang masuk. Semakin besar intersitas cahaya maka dioda akan semakin menghantar.
Photodioda banyak dipakai di lingkungan industri terutama pada sistem otomatisasi alat. Pada sistem tersebut, dioda ini dipakai sebagai komponen utama sebuar sensor cahaya. Kemampuan dioda jenis ini dalam mendeteksi perbedaan level cahaya dikonversi menjadi logika benar dan salah (on/off).
Salah satu komponen sensor yang menggunakan photodioda adalah photoelectric sensor. Sensor ini dipakai untuk mendeteksi jarak, ketiadaan, atau kehadiran objek dengan menggunakan pemancar cahaya, seringnya inframerah, dan penerima fotoelektrik. Sensor ini banyak dipakai secara luas dalam industri manufaktur.
Fungsi Dioda Zener Sebagai Penyetabil Tegangan
Fungsi dioda Zener yang utama dan sering kita jumpai adalah sebagai penyetabil tegangan. Dioda zener banyak digunakan pada rangkaian elektronika terutama pada rangkaian power supply. Hal ini terkait dengan sifat dari dioda zener yang memiliki tegangan breakdown tertentu.
Dioda Zener dapat dipakai untuk menyetabilkan nilai tegangan output power supply pada nilai tegangan tertentu. Selain itu ada beberapa fungsi dioda zener yang lain seperti pembatas level sinyal input, pengaman ESD (elektro static discharge) dan pendeteksi level tegangan.
Fungsi penyetabil tegangan banyak digunakan pada power supply. Dioda zener disini berfungsi menjaga tegangan output power supply pada level tertentu. Pada aplikasi sederhana, dioda zener dipasang secara paralel terhadap input. Besarnya tegangan output kemudian mengacu pada tegangan dioda zener. Dengan cara ini maka tegangan output akan tetap stabil meski tegangan input berubah-ubah.
Fungsi LED Sebagai Indikator atau Penerangan
LED (Light Emitting Diode) adalah dioda yang berfungsi memancarkan cahaya. LED banyak dipakai sebagai indikator dan juga sebagai lampu penerangan. LED bisa memancarkan cahaya karena terjadi pelepasan foton saat proses pertemuan semikonduktor P dan semikonduktor N (lihat materi tentang P-N Junction).
Warna cahaya LED bergantung pada material semikonduktor yang digunakan. Dulu kita hanya mengenal led warna merah, kuning dan hijau. Setelah LED warna putih diciptakan, maka membuat led bisa dipakai penerangan rumah tangga.
Ini tentu sebuah inovasi besar menggantikan sistem led neon kaca yang lama kita gunakan. Lampu penerangan dengan LED diklaim memiliki efisiensi listrik yang lebih baik dengan umur pakai yang lebih lama. Pemilihan LED didasarkan pada penggunaan daya listriknya yang sangat efisien atau dengan kata lain LED lebih hemat listrik.
Penggunaan LED saat ini sangat mendominasi komponen display dalam peralatan elektronika dari yang dulu hanya sebagai indikator power supply atau indikator saklar. Sekarang LED sudah dipakai sebagai backlight LCD, lampu penerangan dan bahkan sudah bisa menjadi display gambar menggantikan LCD (tidak hanya backlight saja).
Fungsi Dioda Varactor Sebagai Penghasil Gelombang
Dioda Varactor adalah dioda yang berfungsi sebagai kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi tertentu. Nilai kapasitansi dioda jenis ini dapat diubah dengan mengatur tegangan bias pada dioda. Aturan pemberian tegangan bias pada dioda jenis ini adalah dengan cara terbalik (reverse), artinya tegangan bias dimasukkan ke kaki katoda.
Dioda Varactor digunakan pada rangkaian yang bekerja pada frekuensi tinggi seperti penerima radio, televisi dan handphone. Dalam aplikasinya dioda ini menempati peran penting pada rangkaian Osilator dan penguat RF.
Misalnya saja pada rangkaian Voltage Controlled Oscillator (VCO) dan Variable Frequency Oscillator (VFO). Kemudian dioda ini juga banyak dipakai pada rangkaian PLL Oscilator (Phase-Locked Loop Oscillator) dan RF Filter (Penyaring Frekuensi Radio).
Karakteristik dan Cara Kerja Dioda
Sebuah dioda hanya mengalirkan arus pada satu arah saja yaitu arah maju dari anoda ke katoda. Ini berarti jika ada arus yang masuk pada kaki katoda tidak akan mengalir ke kaki anoda.
Untuk dapat mengalirkan arus dari anoda ke katoda, sebuah dioda membutuhkan tegangan yang nilainya lebih besar dari tegangan forward sebuah dioda, yaitu untuk silikon sebesar 0.7Volt dan germanium sebesar 0.3Volt. Berikut ini kurva pada grafik karakteristik dioda.
Cara kerja diatas dapat digambarkan melalui rangkaian elektronika sederhana dengan lampu indikator. Pada kondisi forward, lampu akan menyala artinya ada arus yang mengalir. Dan pada kondisi reverse, lampu akan padam karena arus tidak mengalir.
Demikian penjelasan singkat tentang fungsi dioda dan cara kerjanya. Untuk pembahasan tentang jenis-jenis dioda dan fungsinya insyaAllah akan dijelaskan pada artikel selanjutnya.
