Dioda merupakan salah satu bentuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Umumnya bahan semikonduktor yang dipakai untuk pembuatan dioda berasal dari jenis silikon dan germanium.
Meskipun terlihat sederhana, namun dioda memiliki banyak fungsi di dalam berbagai rangkaian elektronika. Rangkaian dioda yang paling sederhana bisa kita lihat pada sirkuit proteksi polaritas sumber tegangan. Dimana pada rangkaian tersebut hanya memanfaatkan satu buah dioda saja sebagai katup tegangan.
Prinsip kerja dioda
Di dalam rangkaian elektronika, dioda termasuk komponen tambahan yang membantu komponen utama, seperti transistor atau IC untuk menjalankan fungsinya. Namun demikian, peran dioda sangat penting untuk memastikan rangkaian dapat berjalan sesuai dengan desain rancangan yang dibuat.
Dioda mempunyai prinsip kerja yang sangat sederhana berkaitan dengan arus listrik. Dimana komponen ini dapat bekerja dengan cara biasa maju (Forward biased) dan bisa balik (Reversed biased).
Dioda akan melewatkan arus listrik ketika diberi bias maju. Sementara jika diberi biasa balik, dioda akan menahan arus listrik.
Komponen ini mempunyai tegangan ambang batas yang mampu menembusnya atua biasa disebut sebagai Breakdown Voltage. Artinya, dioda dapat melewatkan tegangan secara bias maju jika melebihi ambang batas tegangan dioda tersebut. Ambang batas tegangan dioda adalah sebesar 0.6V.
Contoh rangkaian dioda
Dioda bisa diaplikasikan ke dalam berbagai desain sirkuit elektronika, baik berfungsi secara mandiri atau pun sebagai komponen pendukung.
Berikut ini beberapa contoh rangkaian dioda yang biasa kita lihat pada bermacam modul perangkat elektronika :
Rangkaian dioda penyearah
Dioda sering digunakan pada rangkaian penyearah arus listrik AC menjadi DC. Model rangkaian seperti ini sangat sering kita temukan pada berbagai modul rangkaian dan perangkat elektronika.
Ada beberpa macam variasi rangkaian penyearah yang menggunakan dioda sebagai komponen utamanya, yaitu : sistem penyearah setengah gelombang, penyearah gelombang penuh dan penyearah jembatan.
Tiap sistem penyearah tegangan AC tersebut memiliki karaktersitik dan kelebihan masing masing.
Pada jenis rangkaian sederhana, umumnya menggunakann sistem penyearah setengah gelombang. Namun pada jenis rangkaian yang membutuhkan kestabilan output DC yang baik, umumnya banyak memakai sistem bridge untuk menyearahkan tegangan AC.
Di bawah ini merupakan salah satu contoh gambar rangkaian dioda penyearah gelombang penuh.
Rangkaian dioda zener
Dioda zener adalah salah satu jenis dioda yang memiliki karakteristik tersendiri. Pemberian bias untuk dioda zener dilakukan secara terbalik.
Komponen ini akan melewatkan arus listrik ketika tegangannya melebihi ambang batas tegangan yang dimiliki dioda. Ambang batas tegangan yang dimiliki oleh dioda zener bermacam macam, mulai dari 2,2V hingga 48V.
Baca artikel tentang : Jenis jenis dioda dan gambarnya
Ketika dioda zener mendapatkan bias tegangan secara terbalik (Reserved Biases) di bawah tegangan ambang batas, maka perangkat ini akan memblock tegangan tersebut untuk melewatinya.
Ketika tegangan tersebut meningkat melebihi ambang batas tegangan dioda zener (Breakdown Voltage) maka lapisan deplesi pada dioda zener akan luruh atau tembus. Sehingga arus listrik dapat melewatinya.
Silahkan baca artikel : Fungsi dan cara kerja dioda zener
Rangkaian dioda proteksi
Sifat dioda yang seperti katup satu arah, dimana hanya bisa melewatkan arus listrik searah saja memungkinkan komponen ini bisa digunakan sebagai sirkuit proteksi tegangan.
Dioda dipasang pada input utama sumber tegangan secara bias maju. Sehingga komponen ini akan mencegah kesalahan berupa pemberian tegangan dengan polaritas terbalik.
Dioda akan memblock tegangan jika polaritasnya tidak sesuai yang dapat merusak rangkaian.
Rangkaian dioda pengaman tegangan
Penggunaan dioda juga sering diaplikasikan pada sirkuit relay atau induktor. Dioda dipasang secara paralel dengan kumparan relay.
Ketika kumparan relay diberikan arus listrik, maka akan menghasilkan medan magnet di sekitar kumparan. Medan magnet ini aakn menarik mekanisme tuas saklar relay. Ketika aliran arus listrik dihentikan, maka medan magnet pada kumparan relay akan hilang dan melepaskan tuas saklar atau switch.
Saat arus listrik secara tiba tiba diputuskan dari kumparan relay, maka akan menimbulkan lonjakan tegangan pada kumparan. Hal ini terjadi akibat adanya efek induksi diri pada kumparan.
Baca artikel tentang : Cara kerja induktor
Lonjakan tegangan tinggi yang dihasilkan oleh kumparan ini bisa merusak komponen lain yang terhubung secara langsung dengan kumparan. Karena itu perlu dipasang dioda pengaman untuk meredam lonjakan tegangan kejut tersebut.
Gambar diatas menunjukkan rangkaian dioda pada relay yang berfungsi untuk mengatasi lonjakan tegangan kejut.
