Dioda

Dioda

• 1.
  PENGERTIAN DIODA Dioda berasaldari kata DI = dua dan ODA = elektroda atau dua elektroda. Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N. Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambatarus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatankata dua elektrodayaituanoda yang berpolaritas positifdan katodayang berpolaritas negatif. Dioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja (forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebutakan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup. Adaberbagaijenis diodayang dibuatsesuaidenganfungsinyatanpa meninggalkankarakteristik serta spesifikasinya, seperti dioda penyearah (rectifier), dioda Emisi Cahaya (LED), dioda Zenner, dioda photo (Photo-Dioda) dan Dioda Varactor. A. SIMBOL UMUM DIODA Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang melintang. Simboltersebutsebenarnyaadalahsebagaiperwakilandari cara kerjadiodaitu sendiri.Pada pangkal anak panah disebutjugasebagaianoda(kaki positif= P) dan padaujung anak panah disebutsebagai katoda (kaki negative = N). B. FUNGSI DIODA 1. Sebagai penyearah, untuk dioda bridge 2. Sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), untuk 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. Sebagai pengganda tegangan. 7. Sebagai indikator, untuk LED (light emiting diode) 8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier 9. Sebagai sensor cahaya, untuk dioda photo 10. Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), untuk dioda varactor
• 2.
  C. JENIS –JENIS DIODA 1. 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 menjadidc. Kaki-kakidiodayaitu kakikatoda ditandai dengangaris padaujungnyaDioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6 V sedangkan dioda germanium 0.3 V. 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 0.025 V setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal. Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa dipakai untuk fungsi-fungsi sebagai berikut: 1. Penyearah sinyal AC 2. Pemotong level 3. Sensor suhu 4. Penurun tegangan 5. Pengaman polaritas terbalik pada DC input Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA). 2. DIODA CT+ Dioda CT + (Center Tap positif) adalah gabungan dua dioda dalam satu packing di mana katoda dari keduanya digabungkan dan menjadi elektroda sambungan untuk keluaran tegangan searah + (positif). Elektroda ini berada di tengah-tengah di antara tiga elektroda, karena itu disebutCT +.
• 3.
  3. DIODA CT- DiodaCT – (Center Tap negatif) adalah gabungan dua dioda dalam satu packing di mana anoda dari keduanya digabungkan dan menjadi elektroda sambungan untuk keluaran tegangan searah – (negatif). 4. DIODA BRIDGE dioda bridge adalah empat dioda yang disusun dalam susunan “jembatan” sedemikian rupa dalam satu packing, di mana terdapatempatelektroda sambungan : Dua untuk sambungan input AC, satu untuk keluaran tegangansearah + (positif) dansatu lagiuntuk keluaran tegangan searah –(negatif). Contoh dioda bridge : W005, SKB2, 04L5A dan lain-lain. 5. DIODA ZENER Dioda Zener merupakan dioda junction P dan N yang terbuat dari bahan dasar silikon. Dioda ini dikenal juga sebagai Voltage Regulation Diode yang bekerja pada daerah reverse (kuadran III). Potensial dioda zener berkisar mulai 2,4 sampai 200 volt dengan disipasi daya dari ¼ hingga 50 watt. Fenomena tegangan breakdown dioda ini menginspirasi pembuatan komponen elektronika kerabatdioda yang bernama Zener. Tidak ada perbedaan struktur dasar dari Zener dengan dioda. Dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada Zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada Zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 2 volt, 5.6 voltdan sebagainya. Fungsi dari komponen ini biasanya dipakai untuk pengamanan rangkaian setelah tegangan Zener.
• 4.
  Perhatikan rangkaian berikut,inputteganganakan yang masuk ke rangkaian lain dan bebanakan dibatasi oleh dioda zener. Jika input tegangan dibawah 5.6V, dioda tidak menghantarkan arus sehingga arus akan mengalir ke rangkaian lain dan beban. Jika input tegangan mencapai 5,6 V atau lebihmaka diodazenerakanterjadi brekadowndanarus akan mengalirmelalui dioda,bukan ke rangkaian atau beban. 6. DIODA VERACTOR Dioda veractor atau dioda varicap adalah juga dioda yang difungsikan dengan diberi tegangan terbalik sebagaimana dioda zener. Akan tetapi efek yang terjadi ketika dioda veractor diberi tegangan terbalik adalah terbentuknya sebuah kapasitas kecil di antara katoda dan anodanya seolah ia adalah sebuah kondensator. Besar kapasitas itu tergantung kepada tinggi tegangan terbalik yang diberikan kepadanya. Semakin tinggi tegangan yang diberikan akan semakin besar kapasitas yang terbentuk. Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu sesuaidenganbesarteganganyang diberikankepadanya.Dengandiodainimakasistem 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 kemudiandiolahmenjaditegangan koreksiuntuk oscilator.Diodavaractor dibias reverse.Contoh dioda veractor :MV2109, BB122, ZC805, ITT210 dan lain-lain. 7. PHOTO DIODA Adalah dioda yang menghantarkan tegangan ke satu arah apabila pada badan (body) nya terkena cahaya, jadi hanya arus bocor saja yang melewatinya. Dioda photo dilengkapi sensor cahaya. Seberapa kuat hantaran dioda ditentukan oleh intensitas cahaya yang jatuh kepadanya. Kuat cahaya dan temperature keliling dapat menaikkan arus bocor tersebut karena dapat mengubah nilai resistansinya dimanasemakinkuat cahaya yang menyinari semakinkecil nilairesistansidioda cahaya tersebut. Dioda ini biasa dibuat dengan menggunakan bahan dasar silikon dan geranium. Dalam keadaan gelap, arus yang mengalir sekitar 10 A untuk dioda cahaya dengan bahan dasar
• 5.
  germanium dan 1Auntuk bahan silikon. Dioda ini banyak digunakan pada rangkaian-rangkaian yang berhubungan dengan cahaya, seperti alarm, pita data berlubang yang berguna sebagai sensor, dan alat pengukur cahaya (Lux Meter) , pengatur cahaya otomatis, saklar peka cahaya dan lain-lain. Contoh dioda photo : BPX41, C30802, OAP12, dan lain-lain. 8. DIODA TUNNEL Disebut juga dioda terobosan atau dioda terowongan. Dioda ini hanya menghantar tegangan satu arah pada tinggi tegangan tertentu. Dioda tunnel mempunyai karakteristik menghantarkan tegangan pada tinggi tegangan yang bermacam-macam, tergantung tipenya. Ia digunakan pada rangkaian-rangkaian proteksi tegangan lebih, switch peka tegangan dan lain- lain. Dioda ini adalah dioda yang paling langka dan paling sulit didapatkan di pasaran umum. 9. DIODA SCHOTTKY Sebenarnya dioda schottky adalah dioda penyearah sebagaimana diode power rectifier. Namun ia mempunyai kelebihan karena mempunyai tegangan jatuh maju (VFD) yang sangat kecil. Umumnya diodapowerrectifiersilikonmempunyaiVFD antara 0,65 sampai 1,2V. Diodaschottky mempunyai VFD yang sangatkecil bahkan nyaris nol. Karena itu ia sangat ideal diterapkan pada rangkaian-rangkaian dengan suplai tegangan rendah (3 sampai 5V) karena tegangan “hilang” yang menjadi VFD dioda sangat diminimalisir. Pada rangkaian dengan suplai tegangan rendah (misalnya 3V) kehilangan tegangan sebesar 1V saja sudah sangat berarti dan bisa sangat mempengaruhi kinerja rangkaian. Contoh dioda schottky : 18TQ045, 1N5818, 20L15T dan lain- lain.
• 6.
  10. LED LED adalahsingkatan dari Light Emitting Diode. Dioda emisi cahaya atau dikenal dengan singkatan LED merupakanSolid 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 (-). 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 Ketika LED diberi tegangan maju, arus yang mengalir padanya menyebabkan terjadinya emisi cahaya. LED masih termasuk keluarga dioda, karena itu ia juga bisa digunakan sebagai penyearah dari AC ke DC (dalam taraf rendah). Tetapi LED lebih difungsikan sebagai penghasil cahaya daripada sebagai dioda penyearah. Cahaya yang dihasilkan LED bisa bermacam- macam warna, tergantung bahan pembuatannya dan intensitas cahaya yang dihasilkan LED tergantung seberapa besar tegangan yang diberikan kepadanya. Setiap LED mempunyai tegangan jatuh maju yang bervariasi dan tidak boleh dilampaui. LED untuk indikator (warna merah, kuning, hijau) mempunyai tegangan jatuh maju antara 1,2 sampai 1,7V. 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 LED DAN TEGANGANYA LED yang mengeluarkan cahaya infra merah (LED untuk remote-control) mempunyai tegangan jatuh maju sekitar 3V.Sedangkan LED untuk penerangan (lampu) mempunyai tegangan jatuh maju antara 3 sampai 4V. LED lampu tertentu bahkan mempunyai tegangan jatuh maju hingga 12V atau lebih. Contoh LED : CQY26 (LED merah), CQY28 (LED hijau), CQY29 (LED kuning), Warna Tegangan Maju Merah 1.8 volt Orange 2.0 volt Kuning 2.1 volt Hijau 2.2 volt
• 7.
  CQY50, GAL10 (LEDinfra merah). LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi sehingga menghasilkan warna sebagai berikut: 1. Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs) = merah dan inframerah 2. Gallium Aluminium Phosphide = hijau 3. Gallium Arsenide/Phosphide (GaAsP) = merah, oranye-merah, oranye, dan kuning 4. Gallium Nitride (GaN) = hijau, hijau murni (atau hijau emerald), dan biru 5. Gallium Phosphide (GaP) = merah, kuning, dan hijau 6. Zinc Selenide (ZnSe) = biru 7. Indium Gallium Nitride (InGaN) – hijau kebiruan dan biru 8. Indium Gallium Aluminium Phosphide = oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau 9. Silicon Carbide (SiC) = biru 10. Diamond (C) = ultraviolet 11. Silicon (Si) = biru (dalam pengembangan) 12. Sapphire (Al2O3) =biru LED biru dan putih LED biru pertama kali dan bisa dikomersialkan menggunakan substrat galium nitrida. LED ini ditemukan oleh Shuji Nakamura tahun 1993 sewaktu berkarir di Nichia Corporation di Jepang. LED ini kemudianpopulerdipenghujung tahun 90-an. LED biru ini dapatdikombinasikanke LED merah dan hijau yang telah ada sebelumnya untuk menciptakan cahaya putih. 11. SCR SCR adalah singkatan dari Silicon Controlled Rectifier. SCR atau sering disebut juga dengan thyristor adalah penyearah (penghantar arus searah) dari bahan silikon yang mempunyai pintu kontrol yang disebutdengan “gate” (G). SCR sebenarnya lebih khusus, bukan dioda. Tetapi ia mirip dengan dua dioda dalam susunan seri (lapisan semikonduktor PNPN) yang diberi perlengkapangate. Meskipun(misalnya)anodanya diberiteganganmaju, tegangan itu tidak akan dihantarkan oleh SCR sehingga muncul di katodanya, kecuali jika pada gate-nya diberikan tegangan (disebuttegangan trigger). SCR sering digunakan pada rangkaian-rangkaian konversi daya (inverter daya tinggi), pengisi baterai otomatis, bagian akhir output vertikal pada rangkaian TV lama, CDI kendaraan bermotor, dan lain-lain.Contoh SCR : BT109, FOR3G, TIC106, 2N1595 dan lain-lain.
• 8.
  D. KARAKTERISTIK DIODA 1.BIAS MAJU DIODA Adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Jika anoda dihubungkan dengan kutub positif batere, dan katoda dihubungkan dengan kutub negative batere, maka keadaan diode ini disebutbias maju (forward bias). Aliran arus dari anodamenuju katoda, dan aksinyasama dengan rangkaian tertutup. Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode dan akan selalu positif 2. BIAS MUNDUR DIODA Sebaliknya bila anoda diberi tegangan negative dan katoda diberi tegangan positif, arus yang mengalir jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan yang cukup significant. Sebagai karakteristik dioda, pada saatreverse, nilai tahanan diode tersebutrelative sangatbesar dan diode ini tidak dapat menghantarkan arus listrik. Nilai-nilai yang didapat, baik arus maupun tegangan tidak boleh dilampaui karena akan mengkibatkan rusaknya dioda.
• 9.
  REFERENSI http://www.elektronikaspot.com/2014/11/jenis-jenis-dioda.html http://komponenelektronika.biz/jenis-jenis-dioda-dan-fungsinya.html http://duniaelektonika.blogspot.co.id/2013/01/jenis-jenis-dioda-beserta-fungsinya.html http://im-jabar.blogspot.co.id/2011/11/pengertian-dan-jenis-jenis-dioda.html http://www.tugasku4u.com/2013/04/dioda.html