Nama : Esa Alfiandika Seaman

Kelas : XI TEI - B

Dioda P – N Junction

DiodaDioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia terdiri atas dua (2) elektroda yaitu katoda dan anoda. Ujung badan dioda biasanya diberi bertanda, berupa gelang atau berupa titik, yang menandakan letak katoda. Dioda hanya bisa dialiri arus DC searah saja, pada arah sebaliknya arus DC tidak akan mengalir. Apabila dioda silicon dialiri arus AC ialah arus listrik dari PLN, maka yang mengalir hanya satu arah saja sehingga arus output dioda berupa arus DC. Bila anoda diberi potensial positif dan katoda negatif, dikatakan dioda diberiforward bias dan bila sebaliknya, dikatakan dioda diberi reverse bias. Pada forward bias, perbedaan voltage antara katoda dan anoda disebut threshold voltage atau knee voltage. Besar voltage ini tergantung dari jenis diodanya, bisa 0.2V, 0.6V dan sebagainya. Bila dioda diberi reverse bias (yang beda voltagenya tergantung dari tegangan catu) tegangan tersebut disebut tegangan terbalik. Tegangan terbalik ini tidak boleh melampaui harga tertentu, harga ini disebut breakdown voltage, misalnya dioda type 1N4001 sebasar 50V.

Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si). Dioda jenis germanium misalnya type 1N4148 atau 1N60 bila diberikan forward bias dapat meneruskan getaran frekuensi radio dan bila forward bias dihilangkan, akan mem blok getaran frekuensi radio tersebut. Adanya sifat ini, dioda jenis tersebut digunakan untuk switch.

Karena sifat dioda yang bekerja sebagai konduktor jika kita beri bias maju dan bekerja sebagai isulator pada bias mundur, maka dioda sering digunakan sebagai penyearah (rectifier) arus bolak-balik. Contoh penggunaannya adalah pada rangkaian adaptor, DC power supply (Catu Daya DC) dsb.

gambar simbol dioda

P-N junctionP-N junction terbentuk dengan menggabungkan semikonduktor tipe-N dan tipe-P bersamaan dalam hubungan yang sangat dekat. Istilah junction menunjuk ke bagian di mana kedua tipe semikonduktor tersebut bertemu. Dapat dilihat sebagai perbatasan antara wilayah antara blok tipe-P dan tipe-N seperti yang diperlihatkan di diagram bawah:

Prinsip dasar P-N Junction ini kemudian diterapkan pada komponen elektronika seperti dioda yang bisa berfungsi sebagai penyearah tegangan maupun penahan tegangan arah tertentu. Selain itu penerapan P-N junction juga bisa lebih kompleks lagi pada komponen transistor. Disini dipasang kombinasi tiga bahan semikonduktor, yaitu P-N-P dan N-P-N. Dengan kombinasi ini dapat diperoleh berbagai fungsi seperti penguatan sinyal, pensaklaran elektronis dan sebagainya.

Daerah DeplesiDaerah deplesi atau daerah transisi adalah daerah yang sangat tipis dekat sambungan antara semikonduktor tipe p dan semikonduktor tipe n pada sebuah diode. Daerah ini dapat membangkitkan pembawa muatan minoritas saat terdapat cukup energi termal untuk membangkitkan pasangan lubang-elektron. Salah satu dari pembawa muatan minoritas ini, misalnya elektron pada tipe-p, akan mengalami pengaruh dari proses penolakan elektron difusi dari tipe-n. Dengan kata lain elektron minoritas ini akan ikut tertarik ke semikonduktor

tipe-n. Gerakan pembawa muatan akibat pembangkitan termal ini lebih dikenal sebagai“drift”. Situasi akan stabil saat arus difusi sama dengan arus drift.

Ilustrasi P-N Junction, sumber : http://www.electronics-tutorials.ws

Hal ini meninggalkan ion positif pada sisi semikonduktor tipe N. Kemudian sebuah ruang pengisian muatan terbangun, menciptakan daerah penipisan yang kemudian menghambat transfer elektron lanjut kecuali dibantu dengan meletakkan bias maju di persimpangan yang disebut dengan Forward Bias. Pemberian bias terbalik (Reverse Bias) tidak akan memicu pergerakan elektron didalam semikonduktor sehingga membuat komponn semikonduktor hanya bisa dialiri arus satu arah saja.

Karakteristik Arus dan teganganForward Bias

Ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan anoda disambungkan dengan kutub positif, maka dikatakan bahwa dioda sedang dibias dengan tegangan maju. Bias maju ini diperlihatkan pada gambar berikut.

Dioda dengan bias tegangan maju Dalam bias maju, kutub negatif batere akan menolak elekton-elektron bebas yang ada dalam semikonduktor tipe N, ika energi listrik yang digunakan adalah melebihi tegangan barir, maka elektron yang tertolak tersebut akan melintasi daerah deplesi dan bergabung dengan hole yang ada pada tipe P, hal ini terjadi terus menerus selama rangkaian di gambar tersebut adalah tertutup. Kondisi inilah yang menyebabkan adanya arus listrik yang mengalir dalam rangkaian.

Reverse Bias

Sebaliknya jika kaki katoda disambungkan dengan kutub positif batere dan anoda disambungkan dengan kutub negatif batere, maka kondisi ini disebut sebagai bias tegangan balik, seperti terlihat dalam gambar berikut.

Dioda dengan bias tegangan mundur Ketika dioda dibias mundur, maka tidak ada aliran arus listrik yang melewati dioda. Hal ini dikarenakan elekton bebas yang ada pada tipe N tertarik oleh kutub positif batere dan demikian juga hole pada tipe P berekombinasi dengan elektron dari batere, sehingga lapisan pengosongan menjadi semakin lebar. Dengan semakin lebarnya lapisan pengosongan ini, maka dioda tidak akan mengalirkan arus listrik. Ketika tegangan bias mundur terus diperbesar, maka pada suatu harga tegangan tertentu dioda akan rusak, karena adanya proses avalan yang menyebabkan dioda rusak secara fisik.

Macam-macam Dioda dan penggunaannya Menurut bahan semi konduktor yang digunakan dalam pembuatannya, dioda ada 2 jenis yaitu :

Dioda silikon: Dibuat dari bahan silikon (si) Dioda germanium: Dibuat dari bahan germanium (ge)

Jenis-jenis dioda dan penggunaannya :

Dioda silikon: Banyak digunakan pada peralatan catu daya sebagai penyearah arus,. Contoh : 1N4001, 1N4007, 1N5404 dsb.

Dioda zener: Digunakan untuk membatasi/mengatur tegangan. Contoh : zener 6.2 volt, zener 3.2 volt dsb. Dioda Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas “tegangan rusak” (breakdown voltage) atau “tegangan Zener”.

Dioda Bridge: 4 buah dioda yang dirangkai menjadi rangkaian jembatan/bridge. Banyak digunakan pada rangkaian catu daya sebagai penyearah gelombang penuh (full wave rectifier). Contoh : B40C800, kiprox pada kendaraan bermotor dsb.

Light Emitting Diode Disingkat dengan LED. Dikenal juga dengan Dioda cahaya, karena perangkat elektronik ini mampu menghasilkan cahaya.Light Emitting Diode adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya ketika diberi tegangan maju.

Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik.

Daftar pustakahttp://www.nulis-ilmu.com/2015/07/prinsip-dasar-p-n-junction.html

http://bening-share4all.blogspot.co.id/2013/04/dioda-pn-junction.html

https://imronsyah.wordpress.com/dioda/