Pada artikel kali ini, kita akan membahas beberapa fungsi dioda secara umum yang sering digunakan pada berbagai rangkaian dan perangkat elektronika. Sebagai komponen semikonduktor yang paling sederhana, dioda dapat dipakai di berbagai macam aplikasi dalam sistem elektronik modern.
Dioda merupakan perangkat semikonduktor yang memungkinkan aliran arus hanya bisa mengalir dalam satu arah. Karena itu dioda dapat bertindak seperti sakelar satu arah. Dioda terbuat dari bahan tipe P dan N dan memiliki dua terminal yaitu anoda dan katoda. Komponen ini dapat dioperasikan dengan mengendalikan tegangan yang diberikan ke terminal ini.
Secara umum, dioda akan beroperasi dalam mode tegangan bias maju. Yaitu ketika sumber tegangan positif dihubungkan dengan terminal anoda dioda. Jika besar teagngan yang diterapkan melebihi mabang batas tegangan tembus dioda (0.6V) maka dioda akan melewatkan tegangan tersebut.
Namun jika posisi pemberian sumber tegangan diubah, dimana sumber tegangan positif dihubungkan ke terminal katoda dioda, maka disebut bias balik. Pada kondisi ini dioda akan menahan aliran arus listrik yang melewatinya hingga batas tegangan balik masksimal yang mampu ditangani oleh dioda.
Fungsi dioda
Dioda dapat difungsikan di berbagai desain sirkuit elektronika. Berikut ini adalah contoh aplikasi penggunaan dioda untuk perangkat elektronika dan kelistrikan.
1. Sebagai penyearah / rectifier
Fungsi dioda yang pertama dan paling umum adalah sebagai penyearah arus listrik AC menjadi DC. Dengan menggunakan dioda penyearah dapat dibuat berbagai variasi desain sirkuit penyearah tegangan listrik. Bentuk umum sistem penyearah tegangan listrik AC adalah :
- Penyearah setengah gelombang
- Penyearah gelombang penuh
- Penyearah jembatan / bridge
Jenis dioda yang digunakan untuk sistem penyearah adalah dioda power atau dioda rectifier dengan ukuran dan kemampuan yang lebih besar terhadap arus listrik.
2. Untuk sirkuit clipping
Sirkuit clipping sering digunakan pada rangkaian pemnacar fm. Dioda digunakan untuk membatasi peak noise hingga batas tertentu. Sehingga dapat menghilangkan peak gelombang yang berlebihan.
Berdasarkan konfigurasinya, sirkuit clipper gelombang dapat dikelompokkan menjadi 2 bagian :
- Series Clipper
- Shunt Clipper
3. Sirkuit clamping
Sirkuit clamping digunakan untuk menggeser atau mengubah peak negatif atau positif dari gelombang atau sinyal input ke tingkat yang dibutuhkan. Sistem rangkaian ini juga disebut sebagai DC restorer atau Level Shifter.
Pada rangkaian clamping positif, puncak negatif akan dinaikkan sehingga akan jatu ke titik nol. Sementara pada sistem clamping negatif, puncak positif akan di dorong ke bawah hingga mencapai peak terbawah. Akibanya puncak positif akan jatuh pada level nol.
4. Rangkaian gerbang logika
Dioda juga dapat digunakan pada sistem operasi logika digital. Keadaan impedansi rendah dan tinggi dari sakelar logika analog mirip dengan kondisi dioda saat bias maju dan bias balik.
Karena itu dioda dapat melakukan operasi logika seperti AND, OR, dll. Meskipun logika dioda adalah metode yang lebih awal dengan beberapa keterbatasan, ini digunakan dalam beberapa aplikasi. Sebagian besar gerbang logika modern berbasis MOSFET.
5. Sistem pengganda tegangan
Fungsi dioda berikutnya adalah sebagai digunakan sebagai pengganda tegangan pada rangkaian pengganda tegagan DC.
Pengganda tegangan atau voltage multiplier terdiri dari dua atau lebih rangkaian penyearah dioda, yang dipakai untuk menghasilkan tegangan keluaran DC yang merupakan kelipatan dari tegangan input yang diberikan.
Rangkaian pengganda ini memiliki jenis yang beragam, seperti pengganda tegangan, tripler, quadrupler, dll. Dengan penggunaan dioda yang dikombinasikan dengan kapasitor, kita mendapatkan kondisi keluaran ganjil atau genap dari tegangan puncak input pada output.
6. Sebagai pelindung polaritas terbalik
Polaritas terbalik atau proteksi arus diperlukan untuk menghindari komponen dari kerusakan yang terjadi akibat penyambungan baterai atau sumber tegangan yang salah. Kesalahan penyambungan polaritas sumber tegangan yang tidak disengaja ini menyebabkan aliran arus dalam jumlah besar ke seluruh komponen rangkaian. Hal ini dapat menyebabkan komponen rusak terbakar.
Oleh karena itu, dioda pelindung atau pemblokiran dihubungkan secara seri dengan sisi positif input sumber tegangan untuk menghindari dari kesalahan polaritas terbalik.
7. Pembatas lonjakan tegangan tiba tiba
Dalam rangkaian beban induktor atau induktif, pelepasan sumber tegangan secara tiba-tiba menghasilkan tegangan induksi yang lebih tinggi akibat adanya efek energi medan magnet yang tersimpan pada induktor. Lonjakan tegangan yang tidak terduga ini bisa menyebabkan kerusakan besar pada komponen lainnya yang ada pada rangkaian.
Oleh karena itu, dioda dihubungkan melintasi induktor atau beban induktif untuk membatasi lonjakan tegangan yang besar. Dioda ini sering disebut dengan nama yang berbeda beda pada sirkuit yang berbeda, seperti dioda Snubber, dioda Flyback, dioda Supresi, dioda Freewheeling dan sebagainya.
8. Sebagai bypass panel surya
Fungsi dioda yang terakhir adalah sebagai dioda bypass dan digunakan pada instalasi panel surya. Dioda bypass pada panel surya akan berfungsi ketika salah satu atau beberapa sel surya mengalami kerusakan.
Ketika terjadi kerusakan pad salah satu sel pada panel surya, maka akan menghasilkan area panas di sekitar sel surya yang rusak tersebut. Untuk mengatasi hal ini, digunakan dioda bypass yang berfungsi agar aliran arus listrik dapat mengalir tanpa melewati bagian yang rusak.
