Jika Anda terjun di dunia elektronika tentu sudah tidak asing lagi dengan yang namanya komponen dioda. Komponen satu ini terdiri dari dua buah kutub serta banyak digunakan pada rangkaian peralatan elektronika karena fungsinya yang sangat krusial.
Pada umumnya komponen ini bersifat semikonduktor yang mampu mengalirkan arus listrik ke suatu arah sekaligus menghambat aliran arus listrik dari arah lainnya. Saat ini, mayoritas komponen elektronik ini dibuat dari material semikonduktor seperti germanium atau silicon
Pengertian Dioda
Dioda adalah suatu komponen elektronika yang mempunyai dua buah kutub dengan fungsi untuk menyearahkan arus. Komponen elektronika ini dibuat dari dua buah semikonduktor yang saling dihubungkan kemudian masing-masing semikonduktor diberi doping atau penambahan material berbeda.
Material semikonduktor tersebut diberi tambahan material konduktor sehingga dapat mengalirkan arus listrik. Elektroda yang dihubungkan dengan silicon jenis p disebut sebagai anoda dan memiliki kandungan elektron lebih sedikit.
Sementara elektroda yang dihubungkan dengan silicon jenis n disebut sebagai katoda dengan kandungan elektron lebih banyak. Ketika silicon p dan silicon n bertemu maka akan membentuk perbatasan yang disebut P-N Junction.
Semikonduktor jenis n dibuat dengan menambahkan doping atau pengotor dengan elektron valensi lebih dari 4 seperti Fosfor.
Sementara semikonduktor jenis p dibuat dengan menambahkan doping atau pengotor berelektron valensi di bawah 4 seperti Boron. Semikonduktor umumnya dibuat dari material silicon dan germanium.
Cara Kerja Komponen Dioda
Dioda adalah komponen elektronika yang diterapkan pada rangkaian elektronika daya di industri maupun rumah tangga. Dioda berfungsi sebagai penyaklaran yakni mengalirkan arus listrik pada satu arah saja namun menutup aliran arus listrik ke arah sebaliknya. Cara kerjanya bisa dipahami dari 3 kondisi berikut:
1. Kondisi Tanpa Tegangan (Unbiased)
Kondisi pertama adalah ketika tidak ada tegangan atau unbiased. Pada kondisi ini terbentuk perbatasan medan listrik di daerah P-N junction dengan bergeraknya muatan elektron dari daerah N menuju daerah P (pross difusi).
Setiap elektron akan menempati tempat terentu di daerah P yang disebut sebagai holes. Akibat proses difusi elektron dari daerah N menuju daerah P menyebabkan tertinggalnya ion positif pada daerah N. Sementara itu pada daerah P akan muncul ion negatif.
Ion yang tidak bergerak akan menghasilkan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron di dioda.
2. Kondisi Tegangan Positif (Forward Biased)
Kondisi kedua adalah saat tegangan positif dimana anoda disambungkan ke sumber listrik pada terminal positifnya kemudian katoda dihubungkan ke terminal negatifnya. Tegangan eksternal menyebabkan ion yang menghalangi aliran listrik tertarik ke kedua kutub.
Ion positif akan tertarik ke bagian katoda yang negatif sementara ion negatif akan tertarik ke bagian anoda positif. Elektron pun dapat bergerak aktif di dalam dioda ketika penghalang menghilang. Alhasil arus listrik bisa mengalir sebagaimana pada rangkaian tertutup.
3. Kondisi Tegangan Negatif (Reverse Biased)
Kondisi ketiga adalah kondisi tegangan negatif atau reverse biased dimana bagian katoda dihubungkan ke terminal posiif sumber listrik sementara bagian anoda dari diode dihubungkan ke terminal negatif.
Ketika terhubung dengan tegangan eksternal menyebabkan ion yang merupakan penghalang aliran listrik tertarik ke masing-masing kutub. Jika dihubungkan ke tegangan negatif maka ion negatif tertarik ke bagian katoda (n-type) yang dihubungkan ke tegangan positif.
Sementara ion positif tertarik ke bagian anoda (P type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion akan searah dengan medan listrik statis yang menjadi penghalang gerakan elektron. Listrik pun tidak akan mengalir di dioda sehingga rangkaian menjadi rangkaian terbuka.
Mengenal Jenis dan Fungsi Dioda
Jika dilihat dari fungsi serta ciri-cirinya, maka komponen elektronika satu ini dibedakan menjadi beberapa jenis. Di bawah ini adalah jenis dioda beserta fungsinya untuk aplikasi perangkat elektronika:
1. PN Junction Diode
PN Junction Diode merupakan dioda standar yang terbentuk dari susunan silicon p dan silicon n (PN) dan paling banyak dipakai di pasaran. PN Junction Diode disebut juga sebagai dioda generik dan umumnya dipakai untuk menyearahkan arus. Cara kerja PN Junction Diode seperti yang sudah dibahas di atas.
2. Laser Diode
Jenis komponen dioda berikutnya adalah laser dioda. Jenis komponen elektronika ini dapat menghasilkan cahaya berjenis cahaya koheren. Laser dioda umumnya digunakan pada aplikasi pembaca DVD, CD serta laser pointer.
3. Light Emitting Diode (LED)
Light emitting diode (LED) merupakan komponen elektronika yang umum dimanfaatkan hari ini sebagai sumber penerangan yang menggantikan lampu berjenis fluorescent. Lampu jenis ini dapat mengeluarkan cahaya ketika dialiri arus forward-bias.
4. Photodiode
Photodiode merupakan perangkat komponen elektronika yang memiliki kemampuan memproduksi energi listrik ketika daerah PN junction terkena sinar. Komponen photodiode dijalankan dalam kondisi reverse bias sehingga arus dalam jumlah kecil yang dihasilkan oleh cahaya bisa langsung terdeteksi.
Jenis photodiode banyak dimanfaatkan sebagai perangkat pendeteksi cahaya atau photodetector.
5. Gunn Diode
Karakteristik dioda satu ini tidak mempunyai sambungan PN Junction namun hanya terdiri dari dua buah elektroda saja. Gunn diode biasanya dipakai untuk memproduksi sinyal gelombang mikro.
6. Tunnel Diode
Jenis tunnel diode memiliki cara kerja yang memanfaatkan fenomena tunneling dalam mekanika kuantum. Komponen elektronika ini diaplikasikan pada perangkat penguat, osilator, pencampur sinyal dan sebagainya karena kecepatan tunnel diode bereaksi terhadap perubahan tegangan.
7. PIN Diode
Jenis PIN diode diberikan area semikonduktor intrinsic yang tidak diberi tambahan material pengotor atau doping di antara bagian P dan N junction. Ditambahkannya area intrinsic tanpa doping di antara PN Junction membuat area deplesi semakin melebar.
Area deplesi sendiri adalah area yang berfungsi sebagai pembatas pergerakan elektron. Komponen PIN diode sangat baik dipakai untuk aplikasi perangkat switching atau pensinyalan.
8. Backward Diode
Backward diode merupakan komponen elektronika yang secara sifat mirip dengan tunnel diode. Backward diode memiliki bagian yang diberi pengotor atau doping lebih sedikit dibandingkan bagian lainnya yang berlawanan.
Adanya profil doping yang berbeda menyebabkan karakteristik tegangan arus pada backward diode tetap sama meskipun dalam kondisi forward dan reverse.
9. Step Recovery Diode
Jenis komponen berikutnya adalah step recovery diode yang jumlah dopingnya pada semikonduktor secara gradual terus menurun hingga mencapai titik level paling rendah di bagian junctionnya.
Adanya modifikasi pada bagian semikonduktor ini menyebabkan waktu switching berkurang disebabkan oleh muatan di daerah junction lebih sedikit. Semikonduktor step recovery diode diaplikasikan untuk alat elektronika berfrekuensi radio.
10. Zener Diode
Zener diode adalah komponen semikondukor yang mempunyai ciri khas khusus yakni terjadinya efek breakdown ketika reverse bias. Jenis komponen ini mampu menghasilkan nilai tegangan yang tetap. Biasanya Zener diode dipakai untuk menghasilkan tegangan referensi pada rangkaian elektronik.
Dioda disusun oleh dua buah kutub elektroda terbuat dari bahan konduktor yang masing-masing kutubnya dihubungkan oleh semikonduktor silicon jenis n dan jenis p. Komponen ini bersifat semikonduktor yang mampu mengalirkan arus listrik ke suatu arah sekaligus menghambat aliran arus listrik dari arah lainnya.
