Dioda: Pengertian, Cara Kerja, Jenis, dan Karakteristik

Dalam dunia elektronika, dioda termasuk salah satu komponen paling mendasar yang memiliki peran penting dalam berbagai perangkat elektronik. 

Dalam artikel ini, Kelas Teknisi akan memberikan pemaparan terkait pengertian, fungsi, simbol, dan berbagai jenis dioda yang umum digunakan, maka dari itu ayo disimak pembahasan berikut ini. 

Pengertian Dioda

Dioda adalah komponen elektronika dasar yang memiliki dua terminal, yaitu anoda dan katoda. Fungsi utama dari dioda adalah untuk mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah, yaitu dari anoda ke katoda. Kemampuan ini membuat dioda sangat penting dalam berbagai aplikasi elektronika, seperti penyearah arus dalam catu daya, pengaman tegangan, dan lain sebagainya.

Dioda terdiri dari bahan semikonduktor, umumnya silikon atau germanium. Bahan ini dipilih karena sifatnya yang mampu mengalirkan listrik dalam kondisi tertentu. Ketika dioda diberi tegangan maju (forward bias), ia akan menghantarkan arus. Sebaliknya, jika diberi tegangan mundur (reverse bias), dioda akan menghentikan aliran arus listrik.

Pada dasarnya, dioda bekerja dengan prinsip pemblokiran arus listrik dalam satu arah dan menghantarkannya dalam arah lain. Hal ini sangat berguna dalam rangkaian yang memerlukan arus searah, seperti rangkaian penyearah. Selain itu, dioda juga berfungsi sebagai pelindung dalam rangkaian elektronik untuk mencegah kerusakan akibat tegangan balik yang berlebihan.

Cara Kerja Dioda

Cara kerja dioda didasarkan pada prinsip semikonduktor. Ketika dioda diberi tegangan maju, elektron dari bahan semikonduktor akan bergerak dari anoda ke katoda, memungkinkan arus listrik mengalir. Sebaliknya, jika dioda diberi tegangan mundur, arus listrik tidak dapat mengalir karena penghalang potensial yang terbentuk di junction semikonduktor.

Pada kondisi forward bias, energi yang diberikan cukup untuk mengatasi penghalang potensial, sehingga arus dapat mengalir. Sedangkan pada reverse bias, penghalang potensial semakin besar, sehingga arus listrik tidak dapat mengalir. Hal ini menjadikan dioda sebagai saklar satu arah yang efektif.

Fungsi Dioda

Simbol Dioda

Jenis-Jenis Dioda

1. Dioda Penyearah

Dioda penyearah digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Proses ini dikenal sebagai penyearahan. Dioda penyearah memiliki kemampuan untuk menangani arus dan tegangan tinggi, sehingga banyak digunakan dalam catu daya dan charger.

2. Dioda Zener

Dioda Zener dirancang untuk beroperasi dalam kondisi tegangan mundur. Dioda ini dapat mempertahankan tegangan yang stabil, sehingga sering digunakan sebagai regulator tegangan dalam rangkaian elektronik. Ketika tegangan mencapai nilai tertentu, dioda Zener akan menghantarkan arus untuk menjaga tegangan tetap pada level yang diinginkan.

3. Dioda LED

Light Emitting Diode (LED) adalah jenis dioda yang memancarkan cahaya ketika diberi tegangan maju. LED sangat efisien dan banyak digunakan dalam berbagai aplikasi pencahayaan, seperti lampu indikator, layar elektronik, dan lampu penerangan.

4. Dioda Schottky

Dioda Schottky memiliki tegangan forward yang rendah dan respon cepat, menjadikannya ideal untuk aplikasi yang memerlukan switching cepat dan efisiensi tinggi. Dioda ini sering digunakan dalam rangkaian penyearah frekuensi tinggi dan perangkat RF (Radio Frequency).

5. Dioda Laser

Dioda Laser, atau disebut juga Laser Diode, menghasilkan radiasi cahaya koheren yang dapat terlihat oleh mata manusia serta spektrum inframerah ketika diberi arus listrik.

6. Dioda Varactor

Dioda Varactor, juga dikenal sebagai dioda varicap, adalah jenis dioda yang memiliki kapasitansi yang berubah sesuai dengan tegangan yang diterapkan.

7. Dioda Tunnel

Dioda Tunnel, atau yang dikenal sebagai Dioda Terowongan, dapat beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi dan juga efektif dalam gelombang mikro (Microwave).

8. Dioda Bridge

Dioda Bridge, juga dikenal sebagai Bridge Diode, adalah sebuah rangkaian penyearah arus bolak-balik yang menggunakan empat dioda untuk menyeimbangkan gelombang penuh. Dengan cara ini, tegangan DC yang dihasilkan memiliki kualitas yang lebih baik dan cenderung memiliki tingkat noise yang rendah.

9. Dioda Foto

Dioda Foto, atau Photodiode, adalah komponen sensitif terhadap cahaya yang akan mengalirkan arus ketika terkena cahaya dengan intensitas tertentu.

Photodiode juga berfungsi mengubah energi cahaya menjadi arus listrik. Seringkali digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi cahaya, seperti pada sensor cahaya kamera, scanner barcode, dan aplikasi lainnya.

Karakteristik Dioda

Karakteristik dioda dapat dilihat dari hubungan antara arus yang lewat dengan beda potensian ujung-ujungnya. Karakteristik dioda pada umumnya diberikan oleh pabrik, tetapi dapat juga diuji sendiri dengan rangkaian seperti gambar A.

Dengan memvariasi potensio P dan mencatat V dan I kemudian menggambarkan dalam grafik, maka diperoleh kurve karakteristik dioda (karakteristik statis). Hasil yang ditunjukkan pada gambar B.

Terlihat untuk dioda Ge, arus masuk mulai ada pada tegangan 0,3 V, sedang untuk dioda Si pada 0,7 V. Tegangan yang ditampilkan sesuai dengan tegangan penghalang pada sambungan P-N, dan disebut dengan tegangan patah atau tegangan lutut (cut in voltage atau knee voltage).

Terlihat juga bahwa arus IR = Io dalam orde µA, sedang arus maju IF dalam orde mA. Dari bentuk lengkungan kurve yang tidak linier, maka mengindikasikan bahwa tahanan dioda tidak tetap, baik dari tahanan maju maupun tahanan baliknya. Jika tegangan balik diperbesar maka akan mencapai pada keadaan arus meningkat secara tajam, yang hanya bisa dibatasi oleh tahanan luar. Tegangan kritis ini disebut dengan tegangan dadal (break down voltage = peak inverse voltage). 

Penerapan Dioda dalam Kehidupan Sehari-hari

Dioda banyak digunakan dalam berbagai perangkat elektronik yang kita gunakan sehari-hari. Misalnya, dioda digunakan dalam charger ponsel untuk menyearahkan arus AC menjadi DC. Selain itu, LED yang merupakan jenis dioda digunakan sebagai lampu indikator pada berbagai perangkat elektronik seperti televisi, komputer, dan remote control.

Dalam industri otomotif, dioda digunakan dalam sistem kelistrikan kendaraan untuk memastikan arus listrik mengalir dengan benar. Dioda juga digunakan dalam perangkat komunikasi seperti radio dan televisi untuk menangani sinyal RF.

Penutup

Dioda telah menjadi komponen penting dalam beberapa perangkat elektronik, dengan demikian penting bagi kita untuk mengenal komponen satu ini. Semoga pembahasan yang Kelas Teknisi berikan ini, bermanfaat untuk kita semua. 

Daftar Referensi

1. Eggleston, D. L. (2011). Basic Electronics for Scientists and Engineers.

2. Imam, M. (2013). Elektronika Dasar. Gunung Samudera.

3. Setiyo, M. (2017). Listrik & Elektronika Dasar Otomotif (Basic Automotive Electricity and Electronics).