DIODA SEBAGAI PENYEARAH ARUS LISTRIK

Dioda merupakan salahsatu komponen dalam elektronika. Komponen ini memiliki satu karakteristik yang sangat unik. Dia hanya dapat melalukan arus pada satu arah saja. Mengapa bisa begitu ? Ini erat hubungannya dengan arsitektur dioda itu sendiri.

Dioda dibuat menggunakan bahan semikonduktor yang bervalensi 4, contohnya adalah silikon (Si) dan germanium (Ge). Dalam proses pembuatannya, semikonduktor yang banyak dipakai adalah silikon dan germanium.

Dalam pembuatan dioda ada suatu proses yang dinamakan dopping, yaitu semikonduktor (dalam hal ini semikonduktor yang bervalensi 4) di tambahkan unsur lain sehingga semikonduktor tersebut menjadi tidak setabil.

Suatu semikonduktor yang bervalensi 4 jika diberikan unsur lain yang bervalensi 5, maka gabungan kedua unsur tersebut menjadi bermuatan negatif. Semikonduktor yang bermuatan negatif diberi nama semikonduktor tipe N.

Kemudian sebaliknya, jika suatu semikonduktor bervalensi 4 diberikan unsur lain yang bervalensi 3, maka gabungan keduanya akan menghasilkan semikonduktor yang bermuatan positif. Diberi nama semikonduktor tipe P.

Kedua tipe semikonduktor tersebut digabungkan sehingga terbentuklah dioda. Kita ketahui bersama bahwa semikonduktor tipe N kelebihan elektron dan semikonduktor tipe P kekurangan elektron, sehingga
saat digabungkan sebagian elektron dari semikonduktor N akan berpindah ke semikonduktor P, namun tidak semua. Mengapa ?

Ketika ada elektron dari semikonduktor N yang berpindah ke semikonduktor P, maka keduanya akan membentuk muatan yang setabil. Ketika jumlah muatan yang stabil itu sedikit, maka muatan-muatan yang lain bisa dengan leluasa membentuk ikatan. Namun lama-kelamaan muatan yang stabil bertambah banyak sehingga seolah-olah diantara semikonduktor N dan P tersebut muncul sebuah lapisan yang bermuatan netral yang disebut deplation layer. Ketika lapisan ini mencapai nilai tertentu, lapisan ini akan bekerja sebagai isolator, sehingga tidak ada muatan yang bisa berpindah.

Dari hasil penggabungan di atas, maka jika kita pasangkan kaki pada kedua semikonduktor tersebut, maka akan ada kaki P dan kaki N, dimana kaki P bermuatan positif sehingga diberi nama anoda, sedangkan kaki N bermuatan negatif sehingga diberi nama katoda.

DIODA PADA RANGKAIAN DC

Telah kita ketahui bersama bahwa pada dioda terdapat dua kutub, yaitu anoda yang bermuatan positif dan katoda yang bermuatan negatif. Pada pembahasan ini saya akan menggunakan aliran listrik sebagai bahan peninjauan. Aliran listrik mengalir dari kutub positif ke kutub negatif, sedangkan aliran elektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif.

Jika ujung anoda kita hubungkan pada bagian positif power supply dan ujung katoda kita hubungkan ke bagian negatif power supply maka sesuai hukumnya, jika dua muatan yang sama bertemu maka akan saling tolak menolak. Demikian juga yang terjadi pada muatan-muatan pada dioda. Muatan positif pada dioda saling menolak dengan muatan positif dari baterai. Namun karena muatan positif baterai lebih besar maka muatan positif anoda akan terdorong dan akan menembus lapisan deplation layer sehingga melewati katoda. Akhirnya listrik pun mengalir melewati dioda.

Kondisi dimana bagian anoda terhubung dengan kutub positif dan katoda dihubungkan dengan kutub negatif disebut FORWARD BIAS.

Sekarang jika kondisi di atas kita balik, yaitu anoda kita hubungkan dengan kutub negatif power supply dan katoda kita hubungkan dengan kutub positif power supply apa yang akan terjadi ? Jika dua muatan yang berbeda kutubnya bertemu maka keduanya akan tarik menarik. Hal inilah yang terjadi pada dioda. Ketika anoda yang bermuatan positif bertemu dengan kutub negatif power supply maka keduanya akan tarik menarik sehingga lapisan deplation layer dioda menjadi lebih besar. Karena besarnya lapisan ini maka arus listrik dari kutub positif power supply tidak bisa mengalir melalui dioda.

Kondisi dimana anoda terhubung dengan kutub negatif dan katoda terhubung dengan kutub positif power supply disebut REVERSE BIAS.

Demikianlah alasan mengapa dioda sering disebut sebagai penyearah arus. Dia hanya akan melalukan arus pada satu arah, yaitu dari anoda ke katoda. Jika arus dialirkan pada arah yang berlawanan maka arus tersebut akan tertahan.