Karakteristik Dan Cara Kerja Dioda Biasa

 Secara umum dioda memiliki cara kerja yang hampir sama dimana hanya akan meloloskan arus listrik yang dialirkan secara biasa maju. Hanya saja ada beberapa jenis dioda lain yang menghasilkan efek berbeda ketika dialiri arus listrik.

Dioda biasa merupakan salah satu jenis dioda yang paling banyak digunakan pada berbagai rangkaian elektronika. Yang paling sering digunakan sebagai penyearah arus listrik AC pada rangkaian regulator tegangan. Tanpa adanya komponen dioda, hampir tidak mungkin bisa didapatkan arus listrik searah / DC untuk memberikan pasokan tegangan rangkaian.

Dioda biasa terdiri dari beragam ukuran dan bentuk sesuai dengan kemampuan dalam menangani arus listrik. Semakin besar arus listrik yang bisa ditanganinya, maka akan semakin besar pula ukuran dioda. Dioda paling kecil berukuran sekitar 1 Ampere. Sementara dioda yang besar mencapai hingga beberapa puluh Ampere.

Simbol Dan Karakteristik Dioda

Simbol dioda pada rangkaian elektronika berupa anak panah dengan dua buah garis mendatar di kedua sisinya untuk menunjukkan terminal dioda. Pada salah satu sisi anak panah terdapat garis untuk menandai terminal anoda katoda / positif. 

Dioda terbentuk dari dua bahan semikonduktor dengan type yang berbeda dan disatukan sehingga menghasilkan sebuah persimpangan. Bahan semikonduktor pembentuk dioda tersesbut adalah type P dan type N dengan sifat dan karakteristik yang berbeda.

Bahan semikonduktor type P memiliki lebih banyak lubang / hole di dalam molekul atomnya. Sementara bahan semikonduktor type N mempunyai jumlah elektron yanglebih banyak dibandingkan dengan jumlah lubangnya. Dengan kata lain bahan semikonduktor type mengalami kelebihan elektron pada molekul atomnya.

Ketika dua jenis bahan semikonduktor berbeda tersebut disatukan, maka akan menghasilkan sebuah area persimpangan diantara kedua bahan semikonduktor tersebut. Area persimpangan yangterbentuk itu dikenal dengan nama PN junction /persimpangan PN.

Adanya persimpangan PN inilah yang menjadikan dioda memiliki karakteristik yang khas ketika dialiri arus listrik.

Prinsip Kerja Dioda

Untuk memahami cara kerja dioda, kita lebih dulu harus mengenal tentang cara pemberian arus listrik terhadap sebuah komponen. Terdapat dua cara pemberian bias tegangan untuk komponen elektronika yang memiliki polaritas pada terminalnya.

• Bias maju / Forward biasing. Menghubungkan kutub positif sumber tegangan ke terminal negatif dioda (anoda) dan kutub negatif  sumber tegangan dengan terminal positif dioda (katoda).
• Bias balik / Reserve biasing. Menghubungkan kutub positif sumber tegangan dengan terminal positif / katoda dioda dan kutub negatif sumber tegangan dengan terminal negatif dioda. 

Bias Maju

Saat dioda diberikan tegangan bias maju maka pada elektron elektron yang berasal dari sumber tegangan akan memenuhi bahan semikonduktor type N. Karena semikonduktor type N kelebihan muatan elektron maka akan bergerak bebas mengalir area persimpangan PN.

Ketika jumlah elektron tidak cukup banyak, lapisan deplesi  di area persimpangan PN akan mendorong kembali elektron bebas yang bergerak memasuki persimpangan PN. Akibatnya tidak terjadi aliran elektron di dalam dioda.

Namun saat jumlah elektron yang mengalir ke persimpangan PN melebihi ambang batas kemampuan lapisan depelsi untuk menolak elektron maka elektron elketron bebas akan bergerak dengan leluasa menyeberangi persimpangan PN dan mengisi lubang lubang yang ada pada bahan semikonduktor type P. 

Karena seperti yang sudah dijelaskan diatas bahawa semikonduktor type P memiliki kelebihan jumlah lubang. Dengan kata lain semikonduktor type P mengandung lebih banyak lubang / hole dibandingkan elektron.

Ketika lubang lubang pada semikonduktor type P telah terisi penuh, maka sisa elektron bebas akan mengalir melalui terminal katoda menuju kutub negatif sumber tegangan. Degan demikian terjadilah aliran elektron secara terus menerus dari sumber tegangan melewati dioda dan kembali ke sumber tegangan.

Bias Balik 

Bias balik terjadi ketika terminal positif dioda dihubungkan dengan kutub positif sumber tegangan dan terminal negatif dioda dihubungkan dengan kutub negatif dioda. Pada hubungan seperti ini tidak akan terjadi aliran arus listrik pada dioda karena elektron elektron dan hole pada semikonduktor dioda saling tertarik ke sumber tegangan.

Dari penjelasan diatas dapat disimpulkan bahawa dioda hanya akan aktif ketika diberikan tegangan bias maju. Dan dioda akan menolak / tidak aktif jika diberikan tegangan bias balik. 

Syarat terjadinya aliran arus bias maju pada dioda adalah besar tegangan yang berasl dari sumer tegangan harus lebih besar dari tegangan ambang batas (barrier) dioda. Tegangan mabang batas dioda yang terbuat dari bahan silikon adalah sekitar 0,7 Volt. Sementara untuk dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor Germanium adalah sekitar 0,3 Volt.

Jadi bila besar tegangan bias maju yang dialirkan ke dioda dibawah besar ambang batas tegangan barrier maka tidak akan terjadi aliran arus listrik pada dioda meskipun dioda terhubung secara bias maju.

Fungsi Dioda

Dari penjelasan cara kerja dioda diatas kita sudah bisa membayangkan dioda bisa difungsikan sebagai apa di dalam rangkaian elektronika. Karena dioda hanya akan aktif ketika diberikan bias maju, maka dioda sering digunakan untuk pengaman rangkaian dari pemberian tegangan yang terbalik polaritasnya.

Selain itu dioda juga dapat berfungsi sebagai penyearah arus listrik AC. Seperti yang kita ketahui pola pergerakan elektron pada sumber arus AC adalah bolak balik. Sehingga menghasilkan dua polaritas aliran elektron.

Dengan menggunakan dioda, maka aliran arus AC akan difilter oleh dioda sehingga yang mengalir adalah poalritas aliran elektron yang sesuai dengan bias maju dioda. Dan akan menolak polaritas aliran elektron yang bias balik. Sehingga akan dihasilkan arus aliran elektron dalam satu arah. aliran elektron satu arah ini kita kenal dengan nama arus DC.

Itulah prinpsip kerja dari dioda biasa yang sering kita lihat pada beragam rangkaian elektronika. selain dioda biasa, terdapat jenis lain dari dioda yang juga sering dipakai antara lain dioda jembatan / Bridge Diode.

Cara Mengukur Dioda

Untuk melakukan pengukuran terhadap dioda biasa, dapat dilakukan dengan menggunakan multimeter baik yang analog maupun digital. Mode pengukuran yang digunakan adalah pengukuran Ohm / hambatan.

• Atur mode pengukuran pada posisi Ohm 
• Tempelkan probe merah multimeter pada terminal katoda / positif dioda dan probe hitam pada terminal anoda / negatif dioda.
• Lihatlah hasil pengukuran yang ditunjukkan oleh layar monitor.
• Jika hasil pengukuran menunjukkan nilai hambatan tertantu, maka dioda masih dalam keadaan baik.
• Jika hasil pengukuran menunjukkan nilai tak terhingga atau 0 maka dioda telah rusak.

Share :