Dioda kristal (semikonduktor) di kenalkan atau di populerkan sebelum dioda termionik, tetapi dioda termionik dan kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang sama. Prinsip kerja dioda termionik ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873, dan prinsip kerja dioda kristal ditemukan oleh peneliti Jerman Karl Ferdinand Braun pada tahun 1874. Pada saat penemuan perangkat tersebut dikenal sebagai penyearah. Pada tahun 1919 William Henry Eccles memperkenalkan istilah dioda dari di yang berarti dua dan ode yang berarti "jalan atau jalur".
Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan digunakan untuk menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari kombinasi dua buah semikonduktor (bahan tambahan), masing-masing didoping berbeda, dan satu bahan konduktor tambahan untuk menghantarkan arus listrik. Dioda juga merupakan komponen elektronika yang dapat menghantarkan listrik hanya dalam satu arah. Dioda dapat dibandingkan dengan fungsi katup pada peralatan elektronik. Faktanya, dioda tidak menunjukkan karakteristik searah yang sempurna, melainkan hubungan arus tegangan non-linier yang kompleks. Ini juga sering tergantung pada teknik dan bahan yang digunakan, serta parameter penyebaran. Hampir semua peralatan elektronik membutuhkan catu daya DC. Rectifier digunakan untuk membangkitkan arus searah dari arus bolak-balik. Arus atau tegangan harus benar-benar seragam dan tidak boleh berdenyut untuk menimbulkan interferensi.
Saat ini dioda yang paling umum terbuat dari bahan semikonduktor. Bahan semikonduktor yang biasa digunakan dalam pembuatan dioda adalah bahan silikon (Si) dan germanium (Ge). Struktur utama dioda adalah elektroda dua terminal yang terbuat dari konduktor, masing-masing terhubung ke semikonduktor silikon tipe-p dan tipe-n. Anoda adalah elektroda yang terhubung ke silikon tipe-p yang miskin elektron dan katoda adalah elektroda yang terhubung ke silikon tipe-n yang kaya elektron. Persimpangan antara silikon n dan silikon p membentuk batas yang disebut persimpangan PN. Silikon atau Germanium umumnya digunakan sebagai bahan semikonduktor. semikonduktor tipe-p diproduksi dengan menambahkan bahan dengan elektron valensi kurang dari 4 (misalnya boron), semikonduktor tipe-n diproduksi dengan menambahkan bahan dengan lebih dari 4 elektron valensi (misalnya fosfor).
Prinsip kerja dioda termionik ditemukan kembali oleh Thomas Edison pada 13 Februari 1880 dan dipatenkan pada tahun 1883 (Paten AS No. 307.031), tetapi tidak dikembangkan lebih lanjut. Brown mematenkan penyearah kuarsa pada tahun 1899 . Penemuan Brown dikembangkan menjadi radiolocator yang berguna oleh Jagdish Chandra Bose. Secara sederhana, fungsi dioda dapat digambarkan dengan tiga keadaan: tidak ada tegangan (nonpolar), tegangan positif (bias maju) dan tegangan negatif (bias mundur).
1.Keadaan Tanpa Tegangan Tanpa tegangan yang diterapkan, batas medan listrik terbentuk di wilayah persimpangan PN. Dimulai dengan proses difusi, transfer muatan dari sisi-n ke sisi-p. Elektron ini menempati situs sisi-p yang disebut lubang. Transfer elektron ini meninggalkan ion positif di sisi n dan ion negatif di sisi p karena lubang berisi elektron. Ion-ion yang tidak bergerak ini menciptakan medan elektrostatik yang bertindak sebagai penghalang pergerakan elektron di dalam dioda. 2.Keadaan Tegangan Positif (Forward-bias) Dalam keadaan ini, hubungkan terminal positif ke terminal positif catu daya dan terminal negatif ke terminal negatif. Dengan adanya tegangan eksternal, ion tertarik ke setiap kutub yang menghambat aliran arus. Ion negatif tertarik ke sisi anoda positif dan ion positif tertarik ke sisi katoda negatif. Ketika hambatan ini hilang, elektron dibiarkan bergerak melalui dioda, memungkinkan arus mengalir seperti rangkaian tertutup. 3.Keadaan Tegangan Negatif (Bias Terbalik) Dalam keadaan ini, hubungkan anoda ke kutub negatif catu daya dan katoda ke kutub positif. Dengan adanya tegangan eksternal, ion tertarik ke setiap kutub yang menghambat aliran arus. Ketika tegangan negatif diterapkan, ion negatif tertarik ke sisi katoda yang diberi tegangan positif (tipe-n), dan ion positif tertarik ke sisi anoda yang diberi tegangan negatif (tipe-p). Ion menebalkan penghalang karena mereka bergerak ke arah medan elektrostatik dan menghalangi pergerakan elektron. Akibatnya, tidak ada arus yang mengalir melalui dioda dan rangkaian dibandingkan dengan rangkaian terbuka.
Dioda termionik adalah perangkat katup termionik yang merupakan susunan elektroda dalam ruang hampa di dalam amplop kaca. Dioda termionik pertama sangat mirip dengan bola lampu pijar. Dalam dioda katup termionik, arus melalui filamen memanaskan katoda secara tidak langsung (beberapa dioda menggunakan pemanasan langsung di mana filamen tungsten bertindak sebagai elemen pemanas dan katoda). Oksida barium dan strontium, yang merupakan oksida logam alkali tanah. Material ini dipilih karena fungsi kerjanya yang kecil. Panas yang dihasilkan menyebabkan elektron dipancarkan secara termal ke dalam ruang hampa. Dalam operasi maju, elektroda logam yang berdekatan, yang disebut anoda, menjadi bermuatan positif karena daya tarik elektrostatik dari elektron yang dipancarkan. Namun, elektron tidak dapat dengan mudah dikeluarkan dari permukaan anoda yang tidak dipanaskan ketika polaritas tegangan dibalik. Oleh karena itu, arus balik yang dihasilkan dapat diabaikan. Untuk sebagian besar abad ke-20, dioda katup termionik digunakan sebagai penyearah dalam aplikasi sinyal analog dan penggerak daya. Saat ini, dioda tabung hanya digunakan dalam aplikasi khusus seperti amplifier gitar listrik, amplifier audio berkualitas tinggi, tegangan tinggi dan peralatan listrik.
Sebagian besar dioda saat ini didasarkan pada teknologi sambungan p-n semikonduktor. Dalam dioda PN, arus mengalir dari sisi tipe-p (anoda) ke sisi tipe-n (katoda), tetapi tidak sebaliknya. Jenis lain dari dioda semikonduktor adalah dioda Schottky, yang dibentuk oleh sambungan semikonduktor logam (penghalang Schottky) alih-alih sambungan PN tradisional.
Dioda diklasifikasikan menjadi beberapa jenis berdasarkan sifat dan fungsinya. Jenis dan kegunaan dioda adalah sebagai berikut. 1.PN Junction Diode: Dioda standar yang terdiri dari larik PN yang beroperasi. Jenis dioda ini adalah dioda umum (juga disebut dioda generik) di pasaran dan terutama digunakan sebagai penyearah. 2.Light Emitting Diode (LED): Sebuah LED memancarkan cahaya ketika arus maju diterapkan. LED sekarang umum digunakan sebagai perlengkapan pencahayaan, dengan beberapa jenis menggantikan lampu neon. 3.Dioda Laser: Dioda laser juga menghasilkan cahaya, tetapi cahaya yang dihasilkannya koheren. Aplikasi untuk dioda laser adalah pembaca CD dan DVD dan penunjuk laser. 4.Fotodioda: Fotodioda dapat menghasilkan energi listrik ketika area sambungan PN diterangi. Fotodioda umumnya dibias mundur sehingga fluks kecil dapat dideteksi dengan cepat. Fotodioda digunakan untuk mendeteksi cahaya (fotodetektor). 5.Dioda Gunn: Dioda Gunn adalah jenis dioda yang tidak memiliki sambungan PN dan hanya terdiri dari dua elektroda. Dioda jenis ini dapat digunakan untuk membangkitkan sinyal gelombang mikro. 6.Dioda BARITT: Dioda BARITT (Barrier Injection Transit Time) adalah jenis dioda yang beroperasi berdasarkan prinsip emisi termionik. Dioda ini digunakan untuk menghasilkan sinyal gelombang mikro dengan noise rendah. 7.Dioda Terowongan: Dioda terowongan adalah dioda yang beroperasi menggunakan tunneling, sebuah fenomena mekanika kuantum. Sambungan terowongan digunakan sebagai komponen dalam osilator, amplifier, atau pencampur sinyal, terutama karena kecepatan responsnya terhadap perubahan tegangan. 8.Dioda Terbalik: Dioda terbalik memiliki sifat seperti terowongan. Perbedaannya adalah ada sisi doping yang lebih rendah daripada sisi yang berlawanan. Karena perbedaan profil doping ini, dioda terbalik memiliki karakteristik tegangan arus yang serupa dalam kondisi mundur dan maju. 10.Dioda PIN: Dalam dioda PIN, wilayah semikonduktor intrinsik (tanpa doping) ditempatkan di antara persimpangan -P dan persimpangan -N. Efek penambahan daerah intrinsik adalah untuk memperluas daerah penipisan yang membatasi pergerakan elektron, sehingga cocok untuk aplikasi switching. 11.Dioda Schottky: Dioda Schottky menambahkan logam ke permukaan sampel di tengah semikonduktor. Fitur yang menguntungkan dari dioda ini adalah tegangan aktivasi yang rendah dan waktu pemulihan yang singkat. Dioda ini sangat umum digunakan pada rangkaian elektronik frekuensi tinggi seperti radio dan gerbang logika. 12.Dioda Step Recovery: Tingkat doping dari bagian semikonduktor dioda ini berkurang pada titik terendah dari sambungan. Perubahan ini mengurangi muatan di daerah transisi, sehingga mengurangi waktu switching. Aplikasi semikonduktor ini adalah elektronik frekuensi tinggi. 13.Dioda Varactor: Diterapkan dalam mode terbalik normal, persimpangan bervariasi dengan tegangan yang diberikan. Hal ini membuat dioda terlihat seperti kapasitor. 14..Dioda Zener: memiliki sifat khusus yang memerlukan efek breakdown saat dibias mundur. Dioda ini dapat membangkitkan tegangan tetap dan sering digunakan sebagai pembangkit tegangan referensi dalam rangkaian elektronika.
Untuk mengetahui apakah dioda bekerja sesuai fungsinya maka dioda harus diukur dengan multimeter (AVO meter). 1.Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog - Atur posisi sakelar ke posisi OHM (Ω) x1k atau x100. - Hubungkan probe merah ke terminal katoda (tanda cincin). - Hubungkan probe hitam ke terminal anoda. Baca hasil pengukuran pada tampilan multimeter - Jarum tampilan multimeter harus bergerak ke kanan - Arahkan probe merah ke terminal positif dan probe hitam ke terminal negatif (tanda cincin). - Baca hasil pengukuran pada tampilan multimeter - Jangan gerakkan jarum. Jika jarum bergerak, dioda bisa rusak. 2.Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital (Fungsi Ohm / Ohmmeter) Pada umumnya Multimeter Digital menyediakan pengukuran untuk Fungsi Dioda, Jika tidak ada, maka kita juga dapat mengukur Dioda dengan Fungsi Ohm pada Multimeter Digital. -Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) . -Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang) . -Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda. Baca hasil pengukuran di Display Multimeter . -Display harus menunjukan nilai tertentu (Misalnya 0.64MOhm). -Balikan Probe Hitam ke Terminal Anoda dan Probe Merah ke Katoda . -Baca hasil pengukuran di Display Multimeter . -Nilai Resistansinya adalah Infinity (tak terhingga) atau Open Circuit. Jika terdapat Nilai tertentu, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah Rusak. 3.Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Digital (Menggunakan Fungsi Dioda) -Aturkan Posisi Saklar pada Posisi Dioda. -Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang). -Hubungkan Probe Merah pada Terminal Anoda. Baca hasil pengukuran pada tampilan multimeter. -Layar harus menunjukkan nilai tertentu (misalnya 0,42 V). -Arahkan probe hitam ke terminal anoda dan probe merah ke katoda. -Baca hasil pengukuran pada tampilan multimeter. -Tampilan multimeter tidak menunjukkan nilai tegangan.
Kesempatan lowongan magang terbaru di tahun 2024
Baca Selengkapnya..