2. DIODA
• Dioda adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan
semikonduktor.
• Dioda memiliki fungsi hanya mengalirkan arus satu arah saja.
• Struktur dioda adalah sambungan semikonduktor P dan N.
• Dioda biasanya terbuat dari bahan semikonduktor jenis germanium dan
silikon.
• Simbol dan struktur dioda :
3. SIMBOL DAN STRUKTUR DIODA
Menurut bahan semikonduktor ada 2 jenis dioda
1. Dioda Silikon
2. Dioda Germanium
7. Fungsi dioda
1. Penyearah, contoh : dioda bridge
2. Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda zener
3. Pengaman /sekering
4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuang level
sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.
5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen dc
kepada suatu sinyal ac
6. Pengganda tegangan.
7. Sebagai indikator, yaitu LED (light emiting diode)
8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier
9. Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo
10. Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), yaitu dioda
varactor
8. jenis dioda
1. Dioda standar
Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda
silikon mempunyai tegangan maju 0.7V sedangkan dioda germanium
0.3V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung
spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse,
frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025V
setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal.
Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa dipakai untuk fungsi-fungsi
sebagai berikut:
Penyearah sinyal AC
Pemotong level
Sensor suhu
Penurun tegangan
Pengaman polaritas terbalik pada dc input
Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148
(500mA).
9. jenis dioda
2. LED (light emiting diode)
Dioda jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan
cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. LED mempunyai
batasan arus maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut
dipastikan umur led tidak lama. Jenis led ditentukan oleh cahaya yang
dipancarkan. Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra
merah dan laser diode. Selain sebagai indikator beberapa LED
mempunyai fungsi khusus seperti LED inframerah yang dipakai untuk
transmisi pada sistem remote control dan opto sensor juga laser diode
yang dipakai untuk optical pick-up pada sistem CD. Dioda jenis ini
dibias maju (forward).
3. Dioda Zener
Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu
dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level
tertentu untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang
kecil maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan
untuk arus besar diperlukan sebuah buffer arus. Dioda zener dibias
mundur (reverse).
10. jenis dioda
4. Dioda photo
Dioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini
akan menghantar jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas
tertentu. aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya
(optical). Contoh:pada optocoupler dan optical pick-up pada
sistem CD. Dioda photo dibias maju (forward).
5. Dioda varactor
Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai
kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang
diberikan kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan
digital pada sistem transmisi frekuensi tinggi mengalami
kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem
penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock
loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca
penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi
tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda varactor dibias reverse
11. 1. Dioda Tanpa Bias
Dioda adalah salah satu komponen elektronika yang
dibuat dari bahan semikonduktor.
Dioda dibuat dari penyambungan semikonduktor
tipe N dan P
13. KARAKTERISTIK DIODA
• Forward Bias (bias maju)
- Suatu keadaan dimana dioda dapat mengalirkan arus listrik dari sisi P (kaki
anoda) ke sisi N (kaki katode) tanpa adanya suatu hambatan.
- Pada keadaan ini dioda bisa dianggap sebagai saklar tertutup
16. KARAKTERISTIK DIODA
• Reverse Bias (Bias mundur)
Suatu keadaan dimana tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran
hole dari P ke N maupun sebaliknya, dikarenakan baik hole dan elektron
masing-masing tertarik ke arah kutub berlawanan sehingga menyebabkan
lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya
arus.
Pada keadaan ini dioda bisa dianggap sebagai saklar terbuka
19. KARAKTERISTIK DIODA
• Tegangan Breakdown
Suatu keadaan dimana dioda tidak dapat menahan aliran elektron di lapisan
deplesi yang disebabkan karena reverse bias pada dioda yang tidak dapat
mengalirkan arus pada tegangan puluhan sampai ratusan volt.
• Tegangan knee
Tegangan pada saat arus mulai membesar dengan cepat dikarenakan
forward bias pada dioda yang dapat mengalirkan arus dengan mudah.
Apabila tegangan dioda lebih besar dari tegangan knee maka dioda akan
menghantar dengan mudah dan sebaliknya bila tegangan dioda lebih kecil
maka dioda tidak menghantar dengan baik
Tegangan dioda pada bahan silikon diatas 0,7 volt dan pada bahan
germanium diatas 0,3 volt.
20. • Saat dioda dibias balik, jika tegangan catu mencapai tegangan
breakdown sekitar 50 V, maka akan terjadi aliran arus yg besar
yang membuat dioda menajdi rusak.
21. Pendekatan dioda / ekivalen dioda
1. Dioda Ideal
Dioda ideal akan bersifat konduktor jika di beri bias maju
dan bersifat isolator jika diberi bias mundur.
Ilustrasi dioda ideal
22. MODEL DIODA
• Pada keadaan forwar bias, dioda dianggap sebagai saklar tertutup karena
hambatan pada dioda dianggap bernilai nol.
• Pada keadaan reverse bias, dioda dianggap sebagai saklar terbuka karena
hambatan pada dioda dianggap bernilai tak hingga.
23. 2. Pendekatan kedua
Sebelum dioda konduk dengan baik, dibutuhkan tegangan
sebesar 0,7 V (silikon).
Jika tegangan sumber besar, maka tegangan offset ini tidak
menjadi masalah, tp jika tegangan sumber kecil maka
tegangan offset perlu diperhitungkan.
Ilustrasi pendekatan kedua dioda
24. MODEL DIODA
• Pada keadaan forwar bias, dioda dianggap sebagai sumber tegangan
sebesar Vγ (Vγ untuk silikon = 0,7 volt atau 0,6 volt) dan (Vγ untuk
germanium = 0,2 volt atau 0,3 volt).
• Pada keadaan reverse bias, dioda dianggap sebagai saklar terbuka karena
hambatan pada dioda dianggap bernilai tak hingga.
25. 3. Pendekatan ketiga
Pada pendekatan ketiga, dioda mulai konduk ketika telah
mencapai tegangan offset dan tegangan selanjutnya
muncul pada tahanan dioda.
Karena tahanan dioda linear, maka tegangan naik secara
linear mengikuti kenaikan arus.
Ilustrasi pendekatan ketiga
26. MODEL DIODA
• Pada keadaan forwar bias, dioda dianggap sebagai sumber
tegangan sebesar Vγ (Vγ untuk silikon = 0,7 volt atau 0,6 volt)
dan (Vγ untuk germanium = 0,2 volt atau 0,3 volt) dengan
resistansi forwrad rf yang terpasang secara seri.
• Pada keadaan reverse bias, dioda dianggap sebagai resistansi
reverse rR .
30. Pendekatan III
VD=Vy + IF. rF
= 0.6 + 0,0917*2.5
= 0.83 V
Atau
= 0.0917 A
=10- 0,0917* 100
= 0.83 V
31. 5. Resistansi DC Dioda
• Karena kurva karakteristik dioda tidak linier, maka resistansi dioda
berbeda-beda antara satu titik operasi dengan tititk operasi lainnya.
32. • Contoh :
Tentukan resistansi DC dioda
dengan kurva karakteristik
seperti pada gambar di samping
dengan :
a.) ID = 2 mA
b.) ID = 20 mA
c.) VD = -10 V
Jawab :
a.) Pada ID = 2 mA maka besarnya VD = 0.5 V, maka RD = VD / ID = 0,5/0,002 =
250 Ohm
b.) Pada ID = 20 mA maka besar VD = 0,8 V , maka RD = 40 Ohm.
33. Tugas
1. Sesuai dengan rangkaian dioda dibawah ini, jika
diketahui tegangan sumber (Vs) adalah 2 Volt dan
tahanan pembatas arus (Rs) = 100 ohm , maka
carilah :
a). Persamaan arus (I) diode menggunakan
pendekatan I
b). Jika tegangan dioda sebesar 0,7 V , berapa arus
yang mengalir pada rangkaian dioda tersebut ?
Gunakan pendekatan II dan III dengan rF = 2, 3 ohm
34. 2. Jika diketahui rangkaian seperti dibawah memiliki
arus sebesar 30 mA dan tegangan sumber 9 V,
berapa besarnya nilai tahanan Rs ? tegangan dioda
sebesar 0,7 V
