Selasa, 13 Maret 2012DIODA.Dalam elektronika, dioda adalah komponen aktif bersaluran dua (diode termionik mungkin memiliki saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai duaelektrodeaktif dimana isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan diode digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap (VARIable CAPacitor/kondensator variabel) digunakan sebagaikondensatorterkendali tegangan.Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis diode seringkali disebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari diode adalah untuk memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, diode dapat dianggap sebagai versi elektronik darikatuppada transmisi cairan.Dioda sebenarnya tidak menunjukkan kesearahan hidup-mati yang sempurna (benar-benar menghantar saat panjar maju dan menyumbat pada panjar mundur), tetapi mempunyai karakteristik listrik tegangan-arus taklinier kompleks yang bergantung pada teknologi yang digunakan dan kondisi penggunaan. Beberapa jenis diode juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.Awal mula dari diode adalah perantikristal Cat's Whiskerdantabung hampa(juga disebut katup termionik). Saat ini diode yang paling umum dibuat dari bahan semikonduktor sepertisilikonataugermanium.

SejarahWalaupun diode kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum diode termionik, diode termionik dan diode kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari diode termionik ditemukan olehFrederick Guthriepada tahun1873[1]Sedangkan prinsip kerja diode kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman,Karl Ferdinand Braun[2].Pada waktu penemuan, peranti seperti ini dikenal sebagai penyearah (rectifier). Pada tahun 1919,William Henry Ecclesmemperkenalkan istilah diode yang berasal dari di berarti dua, dan ode (dari) berarti "jalur".Prinsip kerjaPrinsip kerja diode termionik ditemukan kembali olehThomas Edisonpada13 Februari1880dan dia diberihak patenpada tahun 1883 (U.S. Patent 307.031), namun tidak dikembangkan lebih lanjut.Braunmematenkan penyearah kristal pada tahun1899[3]. Penemuan Braun dikembangkan lebih lanjut olehJagdish Chandra Bosemenjadi sebuah peranti berguna untuk detektor radio.Penerima radioPenerima radio pertama yang menggunakan diode kristal dibuat olehGreenleaf Whittier Pickard. Dioda termionik pertama dipatenkan di Inggris olehJohn Ambrose Fleming(penasihat ilmiah untukPerusahaan Marconidan bekas karyawan Edison[4]) pada16 November1904(diikuti olehU.S. Patent 803.684pada November 1905). Pickard mendapatkan paten untuk detektor kristal silikon pada20 November1906(U.S. Patent 836.531).Dioda termionik

Simbol untuk diode tabung hampa pemanasan taklangung, dari atas kebawah adalah anode, katode dan filamen pemanasDioda termionik adalah sebuah peranti katup termionik yang merupakan susunan elektrode-elektrode di ruang hampa dalam sampul gelas. Dioda termionik pertama bentuknya sangat mirip dengan bolalampu pijar.Dalam diode katup termionik, arus listrik yang melalui filamen pemanas secara tidak langsung memanaskan katode (Beberapa diode menggunakan pemanasan langsung, dimana filamenwolframberlaku sebagai pemanas sekaligus juga sebagai katode), elektrode internal lainnya dilapisi dengan campuranbariumdanstrontiumoksida, yang merupakan oksida dari logamalkali tanah. Substansi tersebut dipilih karena memiliki fungsi kerja yang kecil.Bahangyang dihasilkan menimbulkan pancaran termionik elektron ke ruang hampa. Dalam operasi maju, elektrode logam disebelah yang disebut anode diberi muatan positif jadi secara elektrostatik menarik elektron yang terpancar.Walaupun begitu, elektron tidak dapat dipancarkan dengan mudah dari permukaan anode yang tidak terpanasi ketika polaritas tegangan dibalik. Karenanya, aliran listrik terbalik apapun yang dihasilkan dapat diabaikan.Dalam sebagian besar abad ke-20, diode katup termionik digunakan dalam penggunaan isyarat analog, dan sebagai penyearah pada pemacu daya. Saat ini, diode katup hanya digunakan pada penggunaan khusus seperti penguat gitar listrik, penguat audio kualitas tinggi serta peralatan tegangan dan daya tinggi.Dioda semikonduktorSebagian besar diode saat ini berdasarkan pada teknologi pertemuan p-n semikonduktor. Pada diode p-n, arus mengalir dari sisi tipe-p (anode) menuju sisi tipe-n (katode), tetapi tidak mengalir dalam arah sebaliknya.Tipe lain dari diode semikonduktor adalahdiode Schottkyyang dibentuk dari pertemuan antara logam dan semikonduktor (sawar Schottky) sebagai ganti pertemuan p-n konvensional.Karakteristik arusteganganKarakteristik arustegangan dari dioda, atau kurva IV, berhubungan dengan perpindahan dari pembawa melalui yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pemiskinan yang terdapat pada pertemuan p-n di antara semikonduktor. Ketika pertemuan p-n dibuat, elektron pita konduksi dari daerah N menyebar ke daerah P dimana terdapat banyak lubang yang menyebabkan elektron bergabung dan mengisi lubang yang ada, baik lubang dan elektron bebas yang ada lenyap, meninggalkan donor bermuatan positif pada sisi-N dan akseptor bermuatan negatif pada sisi-P. Daerah disekitar pertemuan p-n menjadi dimiskinkan dari pembawa muatan dan karenanya berlaku sebagai isolator.

Walaupun begitu, lebar dari daerah pemiskinan tidak dapat tumbuh tanpa batas. Untuk setiap pasangan elektron-lubang yang bergabung, ion pengotor bermuatan positif ditinggalkan pada daerah terkotori-n dan ion pengotor bermuatan negatif ditinggalkan pada daerah terkotori-p. Saat penggabungan berlangsung dan lebih banyak ion ditimbulkan, sebuah medan listrik terbentuk di dalam daerah pemiskinan yang memperlambat penggabungan dan akhirnya menghentikannya. Medan listrik ini menghasilkan tegangan tetap dalam pertemuan.Jenis-jenis diode semikonduktor

Kemasan diode sejajar dengan simbolnya, pita menunjukkan sisi katodeBeberapa jenis diodaAda beberapa jenis dari diode pertemuan yang hanya menekankan perbedaan pada aspek fisik baik ukuran geometrik, tingkat pengotoran, jenis elektrode ataupun jenis pertemuan, atau benar-benar peranti berbeda seperti diode Gunn, diode laser dan diodeMOSFET.Dioda biasaBeroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih langka dari germanium. Sebelum pengembangan diode penyearah silikon modern, digunakankuprous oksida(kuprox)danselenium, pertemuan ini memberikan efisiensi yang rendah dan penurunan tegangan maju yang lebih tinggi (biasanya 1.41.7 V tiap pertemuan, dengan banyak lapisan pertemuan ditumpuk untuk mempertinggi ketahanan terhadap tegangan terbalik), dan memerlukan benaman bahan yang besar (kadang-kadang perpanjangan dari substrat logam dari dioda), jauh lebih besar dari diode silikon untuk rating arus yang sama.Dioda bandanganDioda yang menghantar pada arah terbalik ketika tegangan panjar mundur melebihi tegangan dadal dari pertemuan P-N. Secara listrik mirip dan sulit dibedakan dengan diode Zener, dan kadang-kadang salah disebut sebagai diode Zener, padahal diode ini menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu efek bandangan. Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi pada pertemuan, menyebabkan arus besar mengalir melewatinya, mengingatkan pada terjadinya bandangan yang menjebol bendungan. Dioda bandangan didesain untuk dadal pada tegangan terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara diode bandangan (yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V) dan diode Zener adalah panjang kanal yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyaikoefisien suhuyang berbeda, diode bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif.Dioda Cat's whiskerIni adalah salah satu jenis diode kontak titik. Dioda cat's whisker terdiri dari kawat logam tipis dan tajam yang ditekankan pada kristal semikonduktor, biasanyagalenaatau sepotongbatu bara[5]. Kawatnya membentuk anode dan kristalnya membentuk katode. Dioda Cat's whisker juga disebut diode kristal dan digunakan pada penerima radio kristal.Dioda arus tetapIni sebenarnya adalah sebuahJFETdengan kaki gerbangnya disambungkan langsung ke kaki sumber, dan berfungsi seperti pembatas arus dua saluran (analog dengan Zener yang membatasi tegangan). Peranti ini mengizinkan arus untuk mengalir hingga harga tertentu, dan lalu menahan arus untuk tidak bertambah lebih lanjut.Esakiataudiode terobosanDioda ini mempunyai karakteristikresistansi negatifpada daerah operasinya yang disebabkan olehquantum tunneling, karenanya memungkinkan penguatan isyarat dan sirkuit dwimantap sederhana. Dioda ini juga jenis yang paling tahan terhadap radiasi radioaktif.Dioda GunnDioda ini mirip dengan diode terowongan karena dibuat dari bahan seperti GaAs atau InP yang mempunyai daerah resistansi negatif. Dengan panjar yang semestinya, domain dipol terbentuk dan bergerak melalui dioda, memungkinkan osilator gelombang mikro frekuensi tinggi dibuat.

Demodulasi radioPenggunaan pertama diode adalah demodulasi dari isyarat radio modulasi amplitudo (AM). Dioda menyearahkan isyarat AM frekuensi radio, meninggalkan isyarat audio. Isyarat audio diambil dengan menggunakan tapis elektronik sederhana dan dikuatkan.Pengubahan dayaPenyearahdibuat dari dioda, dimana diode digunakan untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Contoh yang paling banyak ditemui adalah pada rangkaian adaptor. Pada adaptor, diode digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik menjadi arus searah. Sedangkan contoh yang lain adalah alternator otomotif, dimana diode mengubah AC menjadi DC dan memberikan performansi yang lebih baik dari cincin komutator dari dinamo DC.

Dioda dan FungsinyaDiodaataudiodemerupakankomponen elektronikadengan dua terminal dan terbentuk dari dua jenis semikonduktor (silikon jenis n dan jenis p) yang tersambung. Komponen ini mudah dialiri arus listrik dalam satu arah tetapi amat sukar dalam arah kebalikan nya.Tanda panah gambar di atas menunjukkan arah yang dapat di lalui arus listrik secara mudah.Simbol diodadiatas berlaku bagi semua simbol sirkuit peralatan semikonduktor.Dioda atau diode tersedia dari berbagai bentuk dan ukuran serta kemampuan mengalirkan arus yang berbeda dengan mudah bisa ditemui di toko elektronika.

Untuk menguji arah aliran arus sebuah dioda dan mengetahui terminal-terminal nya bisa di lakukan dengan cara berikut ini.Selain dengan cara diatas juga bisa di ukur dengan ohm meter untuk mengetahui terminal dan kondisi, apakah masih bagus, putus atau konslet.

Gambar di bawah adalah berbagai bentuk dioda yang banyak di pakai untuk rangkaian elektronika.Kaki atau terminal dioda dibedakan dengan gelang warna putih pada kaki katoda, kemudian kalau ada yang bertanya untuk mengetahui kutub positif dioda bagaimana? Dioda tidak memiliki kutub atau polaritas negatif atau positif karena dioda adalah semikonduktor atau semi penghantar arus listrik.

Salah satu fungsi dioda bisa lihat dipengaman perangkat elektronika untuk mobil.

DIODADioda adalah piranti semikonduktor dengan bahan tipe-n yang menyediakan elektron-elektron bebas dan bahan tipe-p yang disatukan (P-N junction). Dioda merupakan suatu piranti dua elektroda dengan arah arus yang tertentu, dapat juga dikatakan dioda bekerja sebagai penghantar bila tegangan listrik diberikan dalam arah tertentu tetapi dioda akan bekerja sebagai isolator bila tegangan yang diberikan dalam arah berlawanan dari pergerakan elektron pembentuknya. Kristal pn sebagai penyusun dioda akan bekerja jika arus didalamnya hanya dapat mengalir dalam satu arah dan tidak sebaliknya. Hubungan ini disebut dengan rangkaian prategangan maju (forward bias). Pada dioda, kita mengenal potensial barrier yaitu beda potensial pada persambungan. Beda potensial ini menjadi cukup besar untuk menghalangi proses penyebaran difusi selanjutnya dari elektron-elektron bebas. Pada suhu ruangan potensial barrier bekerja sekitar 0,7 Volt untuk Silikon dan 0,3 Volt untuk Germanium.Gambar 2.4 Kurva Dioda Gambar 2.4 merupakan kurva karakteristik dioda pada pra tegangan maju (forward) dan pra tegangan balik (reverse). Dari gambar karakteristik tersebut dapat dianalisa bahwa sebuah dioda akan mengalirkan arus setelah tegangan luar mengatasi potensial barrier, maka arus maju akan menjadi besar. Pada kurva dengan karakteristik balik saat tegangan yang diberikan sama dengan nol, maka tidak ada arus yang mengalir jika tegangan dinaikkan maka arus akan sangat kecil. Saat arus maju terlalu besar maka dioda akan rusak karena disipasi daya terlalu besar. Jika pada arah balik tegangan yang terlalu tinggi akan menimbulkan kedadalan (breakdown) listrik pada dioda.

PRINSIP KERJA DIODA

Dioda ditemukan oleh J.A Fleming pada tahun 1904, seorang ilmuwan dari inggris (1849-1945). Mungkin bagi anda seorang yang hobby dengan elektronika atau seorang sarjana elektro, mungkin anda sudah sangat familiar dengan komponen elektronika yang namanya dioda. Bahkan untuk memahami cara kerjanya mungkin sangat mudah sekali bagi anda. Dioda adalah salah satu komponen yang sangat sering digunakan seperti halnya resistor dan kapasitor. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup. Atau untuk bisa lebih mengetahui teori dasar dari dioda, berikut saya kan membahasnya.I. Simbol Umum Dioda

Gambar simbol diodaDioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negative = N).II. Struktur Dioda Untuk Pertama Kalinya

Gambar Struktur diodaDi atas merupakan gambar dari struktur dioda untuk pertama kalinya. Plate dirancang mengelilingi katoda, didalam katoda ditanam sebuah heater, dimana pada saat katoda dipanaskan maka, electron yang ada pada katoda akan bergerak menuju plate.III. Bias Maju Dioda

Gambar dioda bias majuGambar di atas merupakan gambar karakteristik dioda pada saat diberi bias maju. Lapisan yang melintang antara sisi P dan sisi N diatas disebut sebagai lapisan deplesi (depletion layer), pada lapisan ini terjadi proses keseimbangan hole dan electron. Secara sederhana cara kerja dioda pada saat diberi bias maju adalah sebagai berikut, pada saat dioda diberi bias maju, maka electron akan bergerak dari terminal negative batere menuju terminal positif batere (berkebalikan dengan arah arus listrik). Elektron yang mencapai bagian katoda (sisi N dioda) akan membuat electron yang ada pada katoda akan bergerak menuju anoda dan membuat depletion layer akan terisi penuh oleh electron, sehingga pada kondisi ini dioda bekerja bagai kawat yang tersambung.IV. Bias Mundur Dioda

Gambar dioda bias mundurBerkebalikan dengan bias maju, pada bias mundur electron akan bergerak dari terminal negative batere menuju anoda dari dioda (sisi P). Pada kondisi ini potensial positif yang terhubung dengan katoda akan membuat electron pada katoda tertarik menjauhi depletion layer, sehingga akan terjadi pengosongan pada depletion layer dan membuat kedua sisi terpisah. Pada bias mundur ini dioda bekerja bagaikan kawat yang terputus dan membuat tegangan yang jatuh pada dioda akan sama dengan tegangan supply.Diposkan olehSugih Pramono

http://sugihpramono.blogspot.com/2012/03/dioda.html