5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 1/9

 

DIODA

Dioda ialah jenis VACUUM tube yang memiliki dua buah elektroda. Dioda tabung

pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir J.A. Fleming

(1849-1945) pada tahun 1904. 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.

Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik 

menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda 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, dioda dapat dianggap sebagai versi

elektronik dari katup pada transmisi cairan.

Dioda 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).

Gambar disamping 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 elektron. 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 baterai menuju terminal positif 

baterai (berkebalikan dengan arah arus listrik). Elektron yang mencapai bagian katoda (sisi N

dioda) akan membuat elektron yang ada pada katoda akan bergerak menuju anoda dan membuat

depletion layer akan terisi penuh oleh elektron, sehingga pada kondisi ini dioda bekerja bagai

kawat yang tersambung.Berkebalikan dengan bias maju, pada bias mundur electron akan

bergerak dari terminal negatif baterai menuju anoda dari dioda (sisi P). Pada

kondisi ini potensial positif yang terhubung dengan katoda akan membuat

elektron pada katoda tertarik menjauhi depletion layer , sehingga akan terjadi

Gambar simbol d

Gambar Dioda bias

Gambar Dioda bias m

Nama : Lenzy Andre Famela

NRP : 2410100076

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 2/9

 

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. Berikut adalah beberapa macam dioda yang sering ditemukan :

1. Dioda Bridge (4 buah dioda penyearah) berfungsi sebagai penyearah gelombang penuh.

Dioda ini terdiri dari 4 buah dioda dalam satu komponen.  Dioda bridge adalah dioda

silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan

komponen. Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan berbagai macam

kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya.

2. Dioda Zener (Sebagai penstabil tegangan)

Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika

lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener,

melainkan mirip dengan dioda. Tetapi 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 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya. Ini adalah karakteristik zener yang

unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias).

3. LED (Light Emiting Dioda)

LED adalah singkatan dari  Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat

mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda.

Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang

menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi

cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna

emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan

phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 3/9

 

hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan,

namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna,

perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah

(chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan

lonjong

4. Varaktor berfungsi merupakan dioda silikon yang memanfaatkan efek kapasitansi yang

berubah-ubah. Dalam aplikasinya, varaktor menggantikan kapasitor yang ditala secara

mekanik. Dengan kata lain varaktor yang dipasang parallel dengan inductor merupakan

rangkaian tangki resonasi dengan mengubahubah tegangan reverse pada varaktor. Kita

dapat mengubah-ubah frekuensi resonasi.

5. Dioda photo berfungsi sebagai detektor cahaya. Makin kuat cahaya, makin besar pula arus

balik diode. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah

cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari

cahaya infra merah,  cahaya tampak,  ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda

foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahayapada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis

6.  THYRISTOR, TRIAC DAN DIAC, Pada prinsipnya thyristor atau disebut juga dengan

istilah SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah suatu dioda yang dapat menghantar bila

diberikan arus gerbang (arus kemudi). Arus Gerbang ini hanya diberikan sekejap saja

sudah cukup dan thyristor akan terus menghantar walaupun arus gerbang sudah tidak ada.

Ini berbeda dengan transistor yang harus diberi arus basis

terus menerus. Triac adalah thyristor yang bekerja untuk 

AC sedangkan diac akan menahan arus kearah dua belah

fihak, tetapi setelah tegangan melampaui suatu harga

tertentu, ia akan menghantar secara penuh. 

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 4/9

 

Pada umunya dioda dibuat dari bahan semikonduktor sbb

1.  Silicon, tegangan yang jatuh pada saat bias maju adalah 0,7 volt.

2.  Germanium, tegangan yang jatuh pada saat bias maju adalah 0,3 volt

Rangkaian Dioda

Sebagai penyearah tegangan, dioda digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik 

(AC) menjadi tegangan searah(DC). Penyearah tegangan ini ada 2 macam, yaitu :

  Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier)

  Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier) 

1.  Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier) 

Saat digunakan sebagai penyearah setengah gelombang, dioda menyearahkan tegangan

AC yang berbentuk gelombang sinus menjadi tegangan DC hanya selama siklus positif 

tegangan AC saja. Sedangkan pada saat siklus negatifnya, dioda mengalami panjaran

balik (reverse bias) sehingga tegangan beban (output) menjadi nol.

Pada contoh diatas, anggaplah Vin sebagai tegangan input rangkaian setelah diturunkan

oleh transformator yang mempunyai nilai sebesar 20Vpp atau 7,071VRMS. Setelah

disearahkan menggunakan dioda maka akan di dapat nilai tegangan DC atau nilai rata-

ratanya.

Dari hasil simulasi dengan contoh perhitungan diatas terlihat bahwa terdapat perbedaan

nilai. Hal ini bisa disebabkan karena komponen pada simulasi tidak ideal dan ini juga

bisa terjadi pada percobaan secara langsung. Nilai tegangan yang ditunjukkan pada

multimeter adalah nilai komponen AC (VAC) atau DC (VDC) saja. Sementara, untuk 

mengetahui tegangan puncak ke puncak (Vpp) diperlukan pengukuran menggunakan

osiloskop atau bisa juga dengan perhitungan setelah VAC sudah diketahui.

Catatan : VAC = VRMS = VEFEKTIF 

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 5/9

 

2.  Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier) 

Saat digunakan sebagai penyearah gelombang penuh, dioda secara bergantian

menyearahkan tegangan AC pada saat siklus positif dan negatif. Penyearah gelombang

penuh ada 2 macam dan penggunaannya disesuaikan dengan transformator yang dipakai.

Untuk transformator biasa digunakan jembatan dioda (dioda bridge) sementara untuk 

transformator CT digunakan 2 dioda saja sebagai penyearahnya.

a.  Penyearah gelombang penuh dengan jembatan dioda (dioda bridge)  

Pada dioda bridge, hanya ada 2 dioda saja yang menghantarkan arus untuk setiap

siklus tegangan AC sedangkan 2 dioda lainnya bersifat sebagai isolator pada saat

siklus yang sama. Untuk memahami cara kerja dioda bridge, perhatikanlah kedua

gambar berikut.

Saat siklus positif tegangan AC, arus mengalir melalui dioda B menuju beban dan

kembali melalui dioda C. Pada saat yang bersamaan pula, dioda A dan D mengalamireverse bias sehingga tidak ada arus yg mengalir atau kedua dioda tersebut bersifat

sebagai isolator.

Sedangkan pada saat siklus negatif tegangan AC, arus mengalir melalui dioda D

menuju beban dan kembali melalui dioda A. Karena dioda B dan C mengalami

reverse bias maka arus tidak dapat mengalir pada kedua dioda ini.

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 6/9

 

Kedua hal ini terjadi berulang secara terus menerus hingga didapatkan tegangan

beban yang berbentuk gelombang penuh yang sudah disearahkan (tegangan DC).

Grafik sinyal dari penyearah gelombang penuh dengan jembatan dioda (dioda

bridge) ditunjukkan seperti pada gambar berikut.

Jembatan dioda (dioda bridge) tersedia dalam bentuk 1 komponen saja atau pun bisa

dibuat dengan menggunakan 4 dioda yang sama karakteristiknya. Yang harus

diperhatikan adalah besar arus yang dilewatkan oleh dioda harus lebih besar daribesar arus yang dilewatkan pada rangkaian.

b.  Penyearah gelombang penuh menggunakan 2 dioda 

Seperti telah disebutkan diatas, penyearah gelombang penuh menggunakan 2 dioda

ini hanya bisa digunakan pada transformator CT. Cara kerja penyearah gelombang

penuh jenis ini dapat dijelaskan seperti berikut :

Pada bagian sekunder trafo CT terdapat 2 sinyal output yang terjadi secara

bersamaan, mempunyai amplitudo yang sama namun berlawanan fasa. Saat tegangan

input (teg primer) berada pada siklus positif, pada titik AO akan terjadi siklus positif 

sementara pada titik OB akan terjadi siklus negatif. Akibatnya D1 akan mengalami

panjaran maju (forward bias) sedangkan D2 mengalami panjaran balik (reverse bias)

sehingga arus akan mengalir melalui D1 menuju ke beban dan kembali ke titik center

tap.

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 7/9

 

 

Saat tegangan input (teg primer) berada pada siklus negatif, pada titik AO akan

terjadi siklus negatif sementara pada titik OB akan terjadi siklus positif. Akibatnya

D2 akan mengalami panjaran maju (forward bias) sedangkan D1 mengalami

panjaran balik (reverse bias) sehingga arus akan mengalir melalui D2 menuju ke

beban dan kembali ke titik center tap.Dari penjelasan cara kerja penyearah gelombang penuh jenis ini terlihat bahwa

tegangan yang terjadi pada beban mempunyai polaritas yang sama tanpa

memperdulikan dioda mana yang menghantar karena arus mengalir melalui arah

yang sama sehingga akan terbentuk gelombang penuh yang disearahkan seperti

ditunjukkan pada grafik sinyal berikut. 

Cara menguji Dioda Dengan Multimeter Analog 

Forward Bias 

  Jika jarum ohmmeter menunjukkan angka atau hambatan tertentu

menunjukkan dioda dalam kondisi baik   Jika hambatannya 0 Ω menandakan dioda dalam kondisi short/ bocor

  Jika hambatannya ∞ menandakan dioda dalam kondisi open/ putus 

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 8/9

 

Reverse Bias

  Jika jarum ohmmeter menunjukkan hambatan ∞ menandakan dioda dalam kondisi baik  

  Jika hambatannya 0 Ω menandakan dioda dalam kondisi short/ bocor  

Contoh aplikasi dioda 

  Penyearah arus dan pelipat tegangan

Cara kerja :

Pada saat phase mengayun + , D1 menghantar dan mengisi C1 hingga setinggi Vmax. Pada saatphase mengayun – , C1 berhubungan seri dengan sumber tegangan yang berphase + sehingga

akan tertampung tegangan setinggi 2x Vmax. Tegangan tersebut kemudian di searahkan oleh D2

dan di filter oleh C2 maka pada output C2 akan timbul tegangan 2x Vmax.

  Voltage Regulator

5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 9/9

 

 

Dioda yang berfungsi sebagai voltage regulator adalah dioda zener. Pada rangkaian ini, zener

bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan

tegangan zener atau Vout = Vz. Namun rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.

  Dioda sebagai pengaman (protector) dari kebalikan polaritas

Pada gambar diatas diode di fungsikan sebagai pengaman kebalikan polaritas karena jika

polaritas dari power supply terbalik, arus tidak mengalir pada pesawat elektronika tersebutsehingga kerukan dapat dihindari.