Analisa Rangkaian Dioda

DIODA

Analisa di Rangkaian Listrik

Rangkaian Dioda biasanya digunakan untuk mengubah tegangan AC (alternative current) menjadi tegangan DC (direct current). Dan sifat dioda sendiri berguna untuk menghantarkan arus pada tegangan maju serta menghambat aliran arus balik.

Dioda terbuat dari penggabungan dua tipe semikonduktor yaitu tipe P (Positive) dan tipe N (Negative), kaki dioda yang terhubung pada semi konduktor yaitu tipe P dinamakan Anode. Sedangkan yang terhubung pada semikonduktor tipe N disebut katode.

Pada bentuk aslinya, pada dioda terdapat tanda cincin yang yang melingkar pada salah satu sisinya, ini digunakan untuk menandakan bahwa pada sisi yang terdapat cincin tersebut merupakan kaki katoda

Jika diberi tegangan maju (forward bias), dimaa tegangan sisi P lebih besar dari sisi N, elektron dengan muda dapat mengalir dari sisi N mengisi kekosongan elektron (hole) di sisi P. Sebaliknya jika diberi tegangan balik (reverse bias), maka tidak ada elektron yang dapat mengalir dari sisi N mengisi hole di sisi P, karena tegangan potensial.

Tegangan yang melewati dioda dalam keadaan forward bias akan turun sebesar 0,7 V pada silicon, pada germanium 0,3 V. Disisi N lebih tinggi

Dioda dengan bias maju (forward bias)

Bias positif, dengan kata lain memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu jika elektron mengisi hole di sisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, kalau menggunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Dioda dengan bias mundur (Reverse bias)

Polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.

Sehingga tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutub berlawanan..

Lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menhalangi terjadinya arus.

Ketika dioda disambungkan sebagaimana pada Gambar A diatas, dimana kaki anodanya disambungkan ke kutub positif dan katodanya disambungkan ke kutub negatif baterai, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias maju atau forward biased. Sebuah dioda hanya akan menghantarkan arus listrik (menyalakan lampu) apabila diberi bias maju.

Ketika sebuah dioda disambungkan dengan polaritas yang terbalik seperti pada Gambar B, dimana kaki katodanya disambungkan ke kutub positif dan kaki anodanya disambungkan ke kutub negatif, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias mundur atau reverse biased. Sebuah dioda tidak akan menghantarkan arus listrik (tidak menyalakan lampu) apabila diberi bias mundur.

Sambungan p-n dihubungkan dengan baterai/tegangan

Kutub (+) pada tipe-p dan kutub (-) pada tipe-n

Semakin besar tegangan semakin besar arus yang dihasilkan. Tegangan seperti ini dinamakan tegangan maju/bias maju (forward bias)

Kutub (+) pada tipe n dan kutub (-) pada tipe p

Elektron-elektron pada tipe-n dipaksa meninggalkan tipe-n tanpa melewati tipe-p, sehingga daerah deplesi makin besar → Medan listrik makin besar

Medan listrik akan mencegah mengalirnya arus pada rangkaian. Walaupun tegangan arus diperbesar namun arus tetap sangat kecil. Tegangan ini dinamakan tegangan mundur/bias mundur (backward bias)

Sambungan p-n jika diberi :

-          Tegangan maju  : akan ada arus mengalir pada rangkaian

-          Tegangan mundur  : arus yang mengalir sangat kecil (hampir nol)

Dengan sifat-sifat tersebut, sambungan p-n digunakan sebagai : dioda (alat untuk membuat arus mengalir pada satu arah saja)

Berikut akan dijelaskan mengenai fungsi dari rangkaian dioda tersebut. Fungsinya adalah :

• Sebagai alat penyearah seperti dioda bridge
• Berfungsi untuk menstabilkan tegangan seperti halnya dioda zener
• Sebagai pengaman atau sekring jika terjadi konsleting listrik
• Berfungsi untuk memangkas atau menghilangkan tegangan jika besaran tegangan tersebut berada di atas atau bawah dari nilai tegangan yang ditentukan. Biasanya disebut rangkaian clipper.
• Berfungsi untuk menambahkan komponen DC pada sinyal AC yang juga disebut sebagai rangkaian clamper.
• Berfungsi untuk menggandakan tegangan
• Bisa digunakan sebagai indikator seperti LED (Light Emitting Diode)
• Sementara pada rangkaian power amplifier, dioda berfungsi untuk sensor panas
• Dioda bisa juga sebagai sensor cahaya yaitu dioda photo.
• Untuk dioda varactor, bisa digunakan untuk rangkaian VCO (Voltage Controller Oscillator).

Disadur dari ;

Catatan Semester 1 yang aku lupa entah kapan kutulis