Fungsi Dioda
Pengertian Dioda
Fungsi Dioda, Dioda adalah salah satu komponen elektronik semikonduktor yang memiliki dua kutub, yaitu Anoda dan Katoda. Karena memiliki dua kutub ini maka Dioda hanya melewatkan tegangan dari anoda ke katode saja, atau searah. Jika kita melewatkan tegangan dari katoda ke anoda maka tegangan tidak akan lewat karena di tahan oleh kutub katode itu sendiri. Dari symbol nya sebenar nya kita sudah memahami bahwa Dioda ini hanya melewatkan satu arah tegangan. Karena sifat Dioda ini maka dioda ini biasa nya di gunakan sebagai penyearah gelombah AC menjadi tegangan DC.
Prinsip Kerja Dioda
Untuk melihat prinsip kerja dioda dan agar lebih mudah memahami nya, teman-teman bisa melihat video di bawah ini. Video di bawah ini memang berbahasa inggris, tapi saya yakin teman-teman mudah memahami nya, bagaimana cara kerja dari dioda itu sendiri, video nya sebagai berikut.
Unbias Dioda
Dioda memilik N ( katoda) dan P( anoda) kemudian penghubung nya di sebut dengan junction. Pada katoda ( N) memiliki jumlah electron yang sangat banyak dan jumlah hole yang sangat sedikit. Sedang kan pada sisi Anoda (P) memiliki konsentrasi hole yang sangat tinggi dan beberapa saja jumlah electron. Karena ini, proses difusi terjadi. Dalam hal ini elekron bebas pada sisi N akan menyebar ke sisi P dan bergabung lagi dengan hole, meninggalkan ion positif bergerak di sisi N dan menciptakan ion Negatif bergerak pada sisi P.
Oleh karena itu, akan ada ditemukan ion-ion donor positif di sisi tipe-N dekat tepi persimpangan. Demikian pula, akan ditemukan ion penerima negatif di sisi tipe-P, di dekat tepi persimpangan. Karena ini, jumlah ion positif dan ion negatif akan terakumulasi pada sisi-N dan sisi-P masing-masing. Wilayah yang terbentuk ini disebut sebagai wilayah penipisan karena “penipisan” dari operator gratis di wilayah tersebut.
Karena adanya ion positif dan negatif ini medan listrik statis yang disebut sebagai penghalang potensial dibuat di persimpangan PN dari dioda. Ini disebut sebagai “penghalang potensial” karena berfungsi sebagai penghalang dan menentang migrasi lebih lanjut dari lubang dan elektron di persimpangan.
Forward Bias
Dalam dioda, PN junction ketika tegangan maju ada, terminal positif dari sumber terhubung ke sisi tipe-P, dan terminal negatif sumber terhubung ke sisi tipe-N, dioda dikatakan dalam kondisi forward bias. Kita tahu bahwa ada potensi penghalang di persimpangan. Potensi penghalang ini diarahkan pada kebalikan dari tegangan yang diterapkan ke depan. Jadi dioda hanya bisa mengijinkan arus mengalir ke arah depan ketika tegangan maju lebih dari potensi penghalang di persimpangan. Tegangan ini disebut tegangan bias maju.
Untuk dioda silikon, itu adalah 0,7 volt. Untuk dioda germanium, itu 0,3 volt. Ketika tegangan maju maju lebih besar dari tegangan bias, akan ada arus maju di dioda, dan dioda akan menjadi hubung pendek. Oleh karena itu, tidak akan ada lagi penurunan tegangan melewati dioda di luar tegangan bias ke depan ini, dan arus maju hanya dibatasi oleh hambatan eksternal yang terhubung secara seri dengan dioda.
Dengan demikian, jika tegangan maju diterapkan meningkat dari nol, dioda akan mulai melakukan konduksi setelah tegangan ini mencapai tepat di atas potensi penghalang atau tegangan bias. waktu, yang diambil oleh tegangan input ini untuk mengatasi tegangan bias maju disebut waktu pemulihan.
Reverse Biased Diode
Sekarang jika dioda adalah bias balik yaitu terminal positif dari sumber terhubung ke ujung tipe-n, dan terminal negatif dari sumber terhubung ke ujung tipe-p dioda, tidak akan ada arus melalui dioda kecuali membalikkan arus saturasi. Hal ini karena pada kondisi bias terbalik lapisan pencabutan dari sambungan menjadi lebih lebar dengan meningkatnya tegangan bias terbalik. Meskipun ada arus kecil yang mengalir dari ujung tipe-n ke ujung tipe-p dalam dioda karena pembawa minoritas. Arus kecil ini disebut arus kejenuhan terbalik.
Sebagian kecil carrier terutama elektron termal menghasilkan lubang di semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n masing-masing. Sekarang jika tegangan yang diterapkan terbalik di seluruh dioda terus meningkat, maka setelah tegangan tertentu diterapkan, lapisan deplesi akan menghancurkan yang akan menyebabkan arus balik yang besar mengalir melalui dioda. Jika arus ini tidak terbatas secara eksternal dan mencapai di luar nilai aman, dioda dapat dihancurkan secara permanen.
Ini karena, ketika besarnya tegangan balik meningkat, energi kinetik pembawa muatan minoritas juga meningkat. Elektron yang bergerak cepat ini bertabrakan dengan atom-atom lain di dalam perangkat untuk melumpuhkan beberapa elektron dari mereka. Elektron yang dilepaskan lebih lanjut melepaskan lebih banyak elektron dari atom dengan memecah ikatan kovalen. Proses ini disebut sebagai perkalian operator dan mengarah ke peningkatan yang cukup besar dalam aliran arus melalui sambungan p-n. Fenomena yang terkait disebut
Fungsi Dioda
Penyearah Gelombang AC menjadi DC
Karena dioda memiliki fungsi penghalang tegangan jika tegangan masuk dari kutup Katode dan melewatkan jika tegangan masuk dari kutub Anoda, maka dioda bisa di manfaat kan sebagai penyearah gelombang AC menjadi DC.
Gambar di atas jelas sekali, input AC berupa gelombang sinusoidal. kemudian ketika gelombang nya berada pada posisi bawah melewati anoda ke katoda, maka dioda akan menahan tegangan sehingga. Setelah berbalik yaitu gelombang atas melewati dioda maka tegangan di lewatkan. karena hal ini maka tegangan negative dari AC akan tidak dilewatkan, hanya tegangan Positif AC yang di lewatkan.
Fungsi Dioda sebagai Snuber Relay AC
Fungsi dioda yang lain adalah sebagai proteksi induksi pada rangkaian relay, kita tahu bersama bahwa relay terdiri dari lilitan yang akan berubah menjadi medan magnet ketika di aliri listrik. Tapi dia juga mempunya sifat menyimpan Arus pada lilitan. Jadi ketika lilitan pada Relay tidak di aliri listrik lagi, dia masih memiliki Arus. Kondisi ini bisa merusak gulungan atau lilitan pada relay.
Kita tahu bersama bahwa arus mengalir dari 12volt ke kaki kolektor, nah ketika relay tidak di aliri listrik lagi maka Arus bisa mengalir berbalik. Untuk mencegah itu di berikan dioda pada Relay. Sehingga relay tetap aman dan Transistor yang mengendalikan Relay juga tetap aman.
Fungsi Dioda Pada Rangkaian Motor DC
Fungsi dioda pada rangkaian Motor DC juga tidak jauh berbeda dengan MOTOR DC ini. Kenapa demikian? Karena Motor DC juga tersusun dari Lilitan lilitan yang akan berubah menjadi magnet ketika di aliri listrik. Coba kita lihat pada gambar di bawah ini.
Rangkaian nya nyaris tidak ada perbedaan kan? Rangkaian di atas adalah rangkaian untuk mengendalikan kecepatan motor dengan input PWM ( bisa arduino atau jenis mikrokontroller lain).
Fungsi Dioda Proteksi Input Terbalik DC
Fungsi dioda salah satu nya yang sering saya gunakan sendiri adalah untuk proteksi input tegangan DC pada sebuah rangkaian? Terkadang kesalahan pengguna atau human error dalam menginput tegangan DC ke rangkaian, sebagai contoh 12volt Power supply di hubungkan ke GND rangkaian system dan sebalik nya GND power supply di hubungkan ke VCC rangkaian system.
Hal ini akan merusak rangkaian kita dalam seketika. Untuk mencegah ini, biasanya saya beri dioda pada input ground Power supply. Sehingga ketika user sendiri terbalik memasang input power supply, maka rangkaian tidak akan menyala namun tidak merusak rangkaian. User hanya membalikkanya lagi 12 v ke vcc dan GND ke GND.
Rangkaian nya bisa di lihat pada gambar di bawah ini
Lihat dioda proteksi di atas, ketika kita input tegangan di sana, maka dioda akan menghalangi atau menahan tegangan masuk ke GND nya modul LM2596. Satu dioda saja mampu menyelamatkan rangkaian kita. Cukup bermanfaat bukan?
Over Voltage Protection
Dioda sering sekali di gunakan untuk mencegah tegangan tinggi dari perangkat elektronik yang sensitif terhadap tegangan. Ketika terjadi tegangan berlebih pada sebuah rangkaian, contoh nya rangkain H-Bridge pada driver Motor. Ketika motor pertama hidup, ada tegangan spike, Lojakan tegangan. Dioda ini akan bekerja memangkas tegangan tersebut. Sehingga komponen sensitif tegangan tadi tetap aman.
Jenis dioda ini juga biasa nya adalah dioda zener. Dioda yang berfungsi untuk memangkas tegangan, atau bisa juga di sebut dengan tegangan regulasi.
Masih ada lagi fungsi dioda lain lagi sebenar nya, mungkin lain waktu kita akan update artikel ini,
Semoga tulisan ini bermanfat, Thanks
Baca Artikel Serupa di
https://mikroavr.com/komponen/
Refrensi:
