Photodioda adalah dioda yang sensitif terhadap cahaya dimana resistansinya akan berkurang seiring dengan intensitas cahaya yang jatuh padanya, memungkinkan aliran arus listrik. Photodioda terbuat dari semikonduktor seperti silikon atau gallium arsenida yang menyerap foton dan menghasilkan pasangan muatan untuk menghasilkan arus. Photodioda digunakan dalam aplikasi penerima inframerah atau sensor garis untuk robot.

1. PHOTO DIODE
PENGERTIAN
Photodioda adalah suatu jenis dioda yang resistansinya berubah-ubah kalau
cahaya yang jatuh pada dioda berubahubah intensitasnya. Dalam gelap nilai
tahanannya sangat besar hingga praktis tidak ada arus yang mengalir. Semakin kuat
cahaya yang jatuh pada dioda maka makin kecil nilai tahanannya, sehingga arus yang
mengalir semakin besar. Jika photodioda persambungan p-n bertegangan balik disinari,
maka arus akan berubah secara linier dengan kenaikan fluks cahaya yang dikenakan
pada persambungan tersebut. Photo dioade adalah jenis dioda yang berfungsi
mendeteksi cahaya. Berbeda dengan diode biasa, komponen elektronika ini akan
mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini
mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X.
PRINSIP KERJA
Photodioda terbuat dari bahan semikonduktor. Biasanya yang dipakai adalah
silicon (Si) atau gallium arsenide (GaAs), dan lain-lain termasuk indium antimonide
(InSb), indium arsenide (InAs), lead selenide (PbSe), dan timah sulfide (PBS). Bahan-
bahan ini menyerap cahaya melalui karakteristik jangkauan panjang gelombang,
misalnya: 250 nm ke 1100 untuk nm silicon, dan 800 nm ke 2,0 μm untuk GaAs. Ketika
sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal
tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan
tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-
kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah Arus yang melalui sebuah
semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. Cara tersebut
didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon, yang
menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di
bagian-bagian elektroda.

2. Photo dioda mempunyai resistansi yang rendah pada kondisi forward bias, kita
dapat memanfaatkan photo dioda ini pada kondisi reverse bias dimana resistansi dari
photo dioda akan turun seiring dengan intensitas cahaya yang masuk.
Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan diode
peka cahaya. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya
pada junction ini diinjeksikan di bagian base dan diperkuat di bagian kolektornya.
Jika photo dioda tidak terkena cahaya, maka tidak ada arus yang mengalir ke
rangkaian pembanding, jika photo dioda terkena cahaya maka photodiode akan bersifat
sebagai tegangan, sehingga Vcc dan photo dioda tersusun seri, akibatnya terdapat arus
yang mengalir ke rangkaian pembanding.
Prinsip kerja photodioda :
1. Cahaya yang diserap oleh photodiode
2. Terjadinya pergeseran foton
3. Menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi
4. Electron menuju [+] sumber & hole menuju [-] sumber
5. Sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian
Saat photodiode terkena cahaya, maka akan bersifat sebagai sumber tegangan
dan nilai resistansinya akan menjadi kecil. Saat photodiode tidak terkena cahaya, maka
nilai resistansinya akan besar atau dapat diasumsikan tak hingga.
Keterangan : besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh
photodiode tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared
Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan
oleh Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodioda
tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh infrared

3. RANGKAIAN APLIKASI
Photo dioda sering digunakan pada aplikasi penerima cahaya infra merah
ataupun pada aplikasi sensor pembaca garis pada robot line follower atau line tracert.
Photo dioda ini dapat dikonfigurasikan untuk memberikan logika HIGH atau LOW
tergantung dari konfigurasi rangkaian yang digunakan. Berikut contoh aplikasi
rangkaian sensor cahaya menggunakan dioda photo.
Diodaphoto didesain untuk memberikan logika LOW pada saat menerima cahaya.
Dengan konfigurasi rangkaian dioda photo seperti diatas maka rangkaian akan
memberikan logika LOW pada saat dioda photo menerima pancaran cahaya. Proses
tersebut terjadi pada saat dioda photo menerima cahaya dan dioda photo menjadi
konduk (ON) sehingga basis TR1 mendapat bias tegangan dan transistor ON dimana
terminal output diambil pada terminal kolektor transistor TR1 sehingga terminal output
dihubungkan ke ground oleh TR1 melalui kolektor dan emitornya. Begitu sebaliknya
pada saat dioda photo tidak menerima cahaya maka basis transistor tidak mendapat bias
sehingga transistor TR1 OFFdan terminal output mendapat sumber tegangan dari VCC
melalui RL sehingga berlogika HIGH.

4. Diodaphoto didesain untuk memberikan logika HIGH pada saat menerima cahaya.
Rangkaian diatas akan memberikan logika HIG pada saat dioda photo mendapat
atau menerima intensitas cahaya. Kondisi tersebut disebabkan oleh dioda photo
dipasang menghubungkan basis transistor TR1 ke VCC dan output diambil pada titik
emitor transistor TR1. Pada saat dioda photo menerima intensitas cahaya maka dioda
photo akan menghantar dan basis TR1 mendapat bias basis sehingga titik output yang
terhubung ke VCC melalui kolektor dan emitor transistor TR1 sehingga berlogika
HIGH begitu sebaliknya saat dioda photo tidak menerima cahaya maka basis TR1 tidak
mendapat bias sehingga terminal output tidak mendapat sumber tegangan dari VCC
dan terhubung keground melalui RL sehingga berlogika LOW.
Gambar : Photodiode