Dioda

Dioda adalah semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N. Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik.

Dioda berasal dari kata DI = dua dan ODA = elektroda atau dua elektroda, dimana elektroda-elektrodanya tersebut adalah ANODA yang berpolaritas positip dan KATHODA yang berpolaritas negatip.

Ada berbagai jenis dioda yang dibuat sesuai dengan fungsinya tanpa meninggalkan karakteristik serta spesifikasinya, seperti dioda standar , dioda Emisi Cahaya (LED), dioda Zenner, dioda photo (Photo-Dioda) dan Dioda Varactor serta dioda penyearah (rectifier)

 

Fungsi Dioda dalam komponen elektronika adalah sebagai, Untuk penyerah arus, Sebagai catu daya, Sebagai penyaring atau pendeteksi dan Untuk stabilisator tegangan. Dioda adalah komponen aktif yang memiliki dua terminal yang melewatkan arus listrik hanya satu arah.
Dioda memiliki dua elektroda aktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan diode digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (VARIable CAPacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator terkendali tegangan.
Dalam dunia otomotif, fungsi dioda sangat di perlukan pada sistem pengisian alternatol/dinamo isi dimana tegangan AC yang di bangkitkan oleh alternator di searahkan menjadi tegangan DC oleh dioda sebagai sumber suplay tegangan ke beban serta sebagai charger accu/aki dengan 12 volt melalui IC regulator alternator.


Jenis dioda juga bermacam-macam, seperti Dioda silicon, Dioda germanium, Dioda zener dan LED (Light Emitting Dioda). Fungsi dioda ini sangat berlainan, karena memiliki perbedaan pada aspek fisik baik ukuran geometrik, tingkat pengotoran, jenis elektrode ataupun jenis pertemuan.

Selain sebagai penyerah arus, fungsi dioda juga bisa di gunakan sebagai detector yaitu untuk mendeteksi sinyal-sinyal kecil. Dioda zener dipakai sebagai stabilisator tegangan catu daya sedangkan dioda LED (Light Emitting Dioda) yaitu dioda yang dapat memancarkan cahaya biasanya dipakai sebagai lampu control.
Sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi dioda paling umum adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Itu sebabnya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada transmisi cairan.

Karakteristik dioda atau kurva I–V, berhubungan langsung dengan perpindahan dari pembawa melalui yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pemiskinan yang terdapat pada pertemuan p-n di antara semikonduktor.
Pada diode p-n, arus mengalir dari sisi tipe-p (anode) menuju sisi tipe-n (katode), tetapi tidak mengalir dalam arah sebaliknya. Itu lah yang dinamakan Dioda semikonduktor. Tipe lain dari diode semikonduktor adalah diode Schottky yang dibentuk dari pertemuan antara logam dan semikonduktor.
Simbol Dioda :


Bentuk Fisik Dioda :

Fungsi Dioda :

1. Penyearah, contoh : dioda bridge
2. Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda zener
3. Pengaman /sekering
4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.
5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen dc kepada suatu sinyal ac
6. Pengganda tegangan.
7. Sebagai indikator, yaitu LED (light emiting diode)
8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier
9. Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo
10. Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), yaitu dioda varactor

 Macam-macam Dioda tersebut diantaranya yaitu :

• Dioda Pemancar Cahaya atau LED
• Foto Dioda
• Zener Diode
• Dioda Schottky (SCR)
• DIAC
• TRIAC
• Laser Dioda
• dan Masih banyak macam dioda lainnya

Jenis Dioda : 

1. Dioda standar
 Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6V sedangkan dioda germanium 0.3V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025V setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal.
Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa dipakai untuk fungsi-fungsi sebagai berikut:

1. • Penyearah sinyal AC
   • Pemotong level
   • Sensor suhu
   • Penurun tegangan
   • Pengaman polaritas terbalik pada dc input
   Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA). 
   
   2.  LED (light emiting diode) 

Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik.

LED (light-emitting diode)

Dioda jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. LED mempunyai batasan arus maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur led tidak lama. Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan. Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser diode. Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus seperti LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem remote control dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk optical pick-up pada sistem CD. Dioda jenis ini dibias maju (forward).

Dioda emisi cahaya atau dikenal dengan singkatan LED merupakan Solid State Lamp yang merupakan piranti elektronik gabungan antara elektronik dengan optik, sehingga dikategorikan pada keluarga “Optoelectronic”. Sedangkan elektroda-elektrodanya sama seperti dioda lainnya, yaitu anoda (+) dan Katoda (-). Ada tiga kategori umum penggunaan LED, yaitu : - Sebagai lampu indikator, - Untuk transmisi sinyal cahaya yang dimodulasikan dalam suatu jarak tertentu, - Sebagai penggandeng rangkaian elektronik yang terisolir secara total. Simbol, bangun fisiknya dan konstruksinya diperlihatkan pada gambar berikut.

Bahan dasar yang digunakan dalam pembuatan LED adalah bahan Galium Arsenida (GaAs) atau Galium Arsenida Phospida (GaAsP) atau juga Galium Phospida (GaP), bahan-bahan ini memancarkan cahaya dengan warna yang berbeda-beda. Bahan GaAs memancarkan cahaya infra-merah, Bahan GaAsP memancarkan cahaya merah atau kuning, sedangkan bahan GaP memancarkan cahaya merah atau hijau.

Seperti halnya piranti elektronik lainnya , LED mempunyai nilai besaran terbatas dimana tegangan majunya dibedakan atas jenis warna 

TABEL WARNA LED DAN TEGANGANNYA

Warna	Tegangan Maju
Merah	1.8 volt
Orange	2.0 volt
Kuning	2.1 volt
Hijau	2.2 volt

Sedangkan besar arus maju suatu LED standard adalah sekitar 20 mA. Karena dapat mengeluarkan cahaya, maka pengujian LED ini mudah, cukup dengan menggabungkan dengan sumber tegangan dc kecil saja atau dengan ohmmeter dengan polaritas yang sesuai dengan elektrodanya.

3. Dioda Zener
 Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar diperlukan sebuah buffer arus. Dioda zener dibias mundur (reverse). 
 Sebuah dioda biasanya dianggap sebagai komponen yang menyalurkan listrik ke satu arah, namun Zener Dioda dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan, jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan rusak"(breakdown voltage) atau "tegangan Zener".

Dioda yang biasa tidak akan mengijinkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan rusaknya, dioda biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas.

Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju (sesuai dengan arah gambar panah), dioda ini akan memberikan tegangan jatuh (drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk dioda silikon.Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis dioda yang dipakai.

Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tengangan rusak yang jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n.

Sebuah dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku rusak yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya tidak terbatasi, sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan referensi, atau untuk menstabilisasi tegangan untuk aplikasi-aplikasi arus kecil.

4. Dioda photo
Dioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini akan menghantar jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas tertentu. aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya (optical). Contoh:pada optocoupler dan optical pick-up pada sistem CD. Dioda photo dibias maju (forward). 
Foto Dioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto mulai dari penghitung kendaraan dijalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.

Foto Dioda

Simbol Foto Dioda

Komponen Elektronika yang mirip dengan Foto Dioda adalah Transistor Foto (Phototransistor). Foto Transistor ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Foto Dioda.

5. Dioda varactor
Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada sistem transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator.

6. Dioda Penyearah (RECTIFIER)

Dioda penyearah adalah jenis dioda yang terbuat dari bahan Silikon yang berfungsi sebagai penyearah tegangan / arus dari arus bolak-balik (ac) ke arus searah (dc) atau mengubah arus ac menjadi dc.Secara umum dioda ini disimbolnya.

 

Kaki-kaki dioda yaitu kaki katoda ditandai dengan garis pada ujungnya

 MENGUJI DIODA

Dioda ini dapat diuji kondisinya secara sederhana dan ada beberapa cara pengujiannya, yaitu :

1. Pengujian dengan Multitester (Ohmeter)

2. Pengujian dengan Continous Tester
3. Pengujian dengan batere + lampu pijar
4. Pengujian dengan batere + loudspeaker 

Menguji dioda dengan Ohmmeter

Untuk itu diperlukan sebuah multitester atau sebuah ohmmeter analog/ digital. Multitester atau Avometer Analog mempunyai fasilitas pengukur hambatan (ohmmeter) dimana jenis ohmmeter yang digunakan biasanya ohmmeter-seri, dimana secara konstruksi polaritas batere yang terpasang dalam meter berlawanan polaritas dengan terminal ukurnya. Atau dengan perkataan lain, terminal positip meter adalah mempunyai polaritas negatip batere, sebaliknya terminal negatip meter mempunyai polaritas positip batere.

Dengan demikian guna menguji sebuah dioda dengan menggunakan Avometer prinsipnya adalah sebagai berikut :

1. Anda posisikan Avometer pada posisi ohm dengan skala rendah
2. Tentukan terlebih dahulu elektroda anoda dan katoda dari dioda tersebut
3. Hubungkan terminal + (positip) meter dengan Anoda dari dioda yang akan ditest sedangkan terminal – (negatip) meter dengan Katoda dioda. (hubungan ini adalah reverse)
4. Dalam posisi semacam ini, jika dioda masih baik, maka jarum meter tidak akan bergerak. Namun jika dalam posisi ini jarum bergerak, maka dapat dikatakan dioda terhubung singkat (rusak).
5. Ulangi langkah 2 diatas dengan polaritas sebaliknya, dimana Anoda dihubungkan dengan negatip meter dan Katoda dengan positip meter. (hubungan ini adalah forward).
6. Dalam posisi semacam ini, jika dioda masih baik, maka jarum meter akan bergerak. Namun jika dalam posisi ini jarum meter tidak bergerak, maka dapat dikatakan dioda putus (rusak).