Kandungan elektron pada kutub katoda lebih banyak dibandingkan dengan yang ada pada anoda, hal ini karena katoda memiliki elektrolat yang bermuatan negatif didalamnya.
Ketika tegangan katoda lebih positif daripada anoda, dioda dikatakan bias mundur, kondisi ini bisa kita lihat pada arah aliran arus konvensional saat dioda mengalami konduksi.
-
Material Semikonduktor
Komponen dasar sebuah dioda umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon, germanium, selenium dan juga gallium arsenide.
Dioda dibentuk dengan menggabungkan dua semikonduktor Tipe-P dan Tipe-N yang didoping secara ekuivalen.
Cara Kerja Dioda
Pada dasarnya, prinsip kerja dioda adalah membantu memaksimalkan arus bolak balik listrik yang ada pada rangkaian elektronika. Dioda juga bisa merubah arus listrik AC menjadi DC, hal ini membuat kinerja arus listrik menjadi lebih maksimal.
Cara kerja kerja kedua komponen kutub dioda mengikuti prinsip kerja P-N semikonduktor. Ketika kedua kutub dioda tersebut bertemu, maka akan terbentuk sebuah perbatasan yang dikenal dengan istilah P-N Junction.
Semikonduktor Tipe-P memiliki lubang berlebih dan bermuatan positif. Semikonduktor tipe-N memiliki kelebihan elektron. Pada titik kontak daerah Tipe-P dan Tipe-N, lubang-lubang di Tipe-P menarik elektron dalam bahan Tipe-N.
Oleh karena itu elektron berdifusi dan menempati lubang pada material Tipe-P yang menyebabkan wilayah kecil tipe-N di dekat persimpangan kehilangan elektron dan bersifat seperti bahan semikonduktor intrinsik.
Sedangkan pada tipe-P wilayah kecil diisi oleh lubang dan bersifat seperti semikonduktor intrinsik. Daerah intrinsik tersebut disebut lapisan penipisan (depletion layer).
Berikut beberapa cara kerja dioda lainnya saat dlam kondisi tertentu :
Dioda Pada Bias Nol (Zero Bias/ Unbiased)
Ketika dioda diberi bias nol, artinya tidak ada bias dalam dioda tersebut sehingga menyebabkan perangkat hanya akan diam karena hampir tidak ada arus yang melewatinya.
Namun jika Anda menghubungkan anoda dan katoda dioda saat bias = 0, Anda mungkin dapat mengamati tegangan atau arus kecil yang tidak signifikan.
Ini karena spektrum elektromagnetik yang ada di lingkungan kita secara default (latar belakang gelombang mikro, panas, cahaya, gelombang radio) menjatuhkan elektron dalam kisi semikonduktor yang menghasilkan arus listrik.
Dioda Pada Bias Mundur (Reverse Bias)
Pada kondisi bias mundur, wilayah tipe-P terhubung ke tegangan negatif dan tipe-N terhubung ke terminal positif seperti yang bisa anda lihat pada contoh gambar diatas.
Lubang lubang pada tipe-P terisi oleh elektron dari baterai, yang artinya lubang-lubang tersebut terhisap keluar dari dioda.
elektron dalam tipe-N terhisap dihisap dari dioda oleh terminal positif baterai yang akan menyebabkan dioda kehabisan daya dalam kurun waktu tertentu.
Arus yang mengalir pada reverse diode hanya disebabkan oleh muatan dengan skala kecil yaitu dalam nano ampere pada dioda silikon dan mikro amper pada silikon daya tinggi.
Apabila anoda disambungkan dengan kutub negatif dan katoda disambungkan dengan kutub positif, maka akan menyebabkan rangkaian pada bias mundur menjadi semakin kecil.
Pada bias mundur ini, sebenarnya terdapat arus maju. Arus tersebut sebenarnya dapat disambungkan dengan baterai dengan tegangan yang tak begitu tinggi dan signifikan.
Sehingga ketika sedang terjadi reserve, tidak akan terjadi penyaluran daya listrik, sebab nilai yang menghambat lebih tinggi.
Dioda Pada Bias Maju (Forward Bias)
Terlihat pada gambar diatas bahwa pada dioda bias maju wilayah-P dioda dihubungkan dengan terminal positif baterai dan wilayah-N dihubungkan dengan wilayah negatif.
Ketika dioda dalam keadaan bias maju, kutub baterai positf memompa lebih banyak lubang ke wilayah-P dioda, sedangkan terminal negatif memompa elektron ke wilayah-N.
Kelebihan muatan di daerah P dan N akan memberikan tekanan pada daerah penipisan dan akan membuatnya menyusut.
Ketika tegangan meningkat, lapisan penipisan akan terus menipis sehingga dioda akan memberika nresistensi yang lebih rendah. Karena resistensi berkurang, arus menjadi meningkat meskipun tetap tidak sebanding dengan tegangannya.
Dioda yang satu ini mampu memberikan tegangan dari luar ke bagian terminal. Apabila anoda tersambung dengan kutub positif dari baterai serta katoda tersambung dengan kutub negatif dari baterai, maka akan menyebabkan bias maju.
Kesimpulan dari prinsip kerja dioda yang dapat kita ambil adalah terdapat tiga kondisi yang membedakan cara kerja Dioda. Kondisi pembeda cara kerja dioda tersebut adalah sebagai berikut :
- Kondisi tanpa tegangan (Zero-Bias)
- Kondisi pada tegangan negatif (Reverse-bias)
- Kondisi pada tegangan positif (Forward-bias)
Cara Mengukur Dioda
Dioda bisa diukur menggunakan berbagai macam alat ukur, yang mana salah satunya menggunakan multimeter digital. Cara mengukur dioda menggunakan multimeter digital dapat Anda ikuti berdasarkan tahapan berikut ini:
- Mengatur penempatan saklar di tempat dioda
- Menghubungkan probe hitam dengan terminal katoda yang ditandai dengan tanda gelang
- Menghubungkan probe merah dengan terminal anoda
- Membaca nilai yang tertera sebagai hasil dari proses pengukuran pada bagian display multimeter
- Display yang ada harus memperlihatkan nilai tertentu, sebagai contoh 0,42 V
- Membalikkan probe hitam ke arah terminal anoda, sedangkan probe merah menuju arah katoda
- Membaca hasil dari proses pengukuran pada display yang tertera
- Tidak akan ternilai tegangan di bagian display multimeter. Apabila di tahap ini justru muncul nominal tertentu, maka dapat disimpulkan bahwa dioda telah rusak dan tak dapat digunakan kembali
| Pengertian dan Fungsi Resistor | Pengertian dan Fungsi Trafo |
| Pengertian dan Fungsi Kapasitor | Pengertian dan Fungsi Transistor |
| Pengertian dan Fungsi Induktor | Pengertian dan Fungsi Kontaktor |
Dioda merupakan komponen pada peralatan listrik yang diketahui mempunyai peranan yang cukup penting. Dengan demikian, sebelum menggunakan peralatan listrik, Anda juga perlu memastikan apakah dioda yang ada masih dapat berfungsi sebagaimana mestinya atau tidak.
Anda bisa memastikannya dengan menggunakan alat tertentu yang memang sudah didesain untuk mengukur dioda. Sekian dan semoga bisa memberikan manfaat untuk teman teman semuanya khususnya yang sedang menempuh studi teknik elektro.
