Rangkaian Dasar Dioda

I. DASAR
1. Dioda Semikonduktor
Pada bahan setengah penghantar ( semikonduktor ) misalkan material jenis-P dipertemukan dengan material jenis-N maka akan diperoleh alat dengan dua elektroda yang disebut juga Dioda.
Material jenis-P kita sebut anoda dan material jenis-P kita sebut katoda.
Karena dioda dibuat dengan cara mempertemukan material jenis-P dengan material jenis-N maka dioda ini disebut dioda pertemuan ( junction dioda ).
Dapat juga disebut dioda lapis karena terdiri dari lapisan material jenis-P dengan material jenis-N.

2. Tegangan Dan Arus Pada Dioda.

Lihat gambar “jalannya tegangan dan Arus pada dioda” .
Apabila suatu dioda dikoneksikan dengan sumber-arus dimana kutub positif sumber-arus berkoneksi dengan material P ( anoda ) yaitu terminal A dan Kutub negatif sumber-arus berkoneksi dengan material N ( katoda ) yaitu terminal B maka arus dapat mengalir kuat lewat dioda.
Namun bila suatu dioda dikoneksikan dengan sumber-arus dimana kutub positif sumber-arus berkoneksi dengan material N ( katoda ) dan Kutub negatif sumber-arus berkoneksi dengan material P ( anoda ) maka arus tidak dapat mengalir lewat dioda.
Dengan kata lain arus listrik hanya akan mengalir dari arah anoda ke katoda dan tidak akan mengalir dari arah katoda ke anoda.

II. KARATERISTIK DIODA
1. Karakteristik Maju Pada Dioda.
Apabila pada kutub2 elektroda suatu dioda dikoneksikan dengan sumber-arus dimana kutub positif sumber-arus berkoneksi dengan material P ( anoda ) yaitu terminal A dan Kutub negatif sumber-arus berkoneksi dengan material N ( katoda ) yaitu terminal B maka arus dapat mengalir kuat lewat dioda,ini berarti dioda diberi tegangan-panjar-maju ( forward-bias) atau tegangan-muka maju disebut juga bias-positif.

A. Pembagian Tegangan pada tegangan–muka maju.
Pada percobaan diatas ( gambar melihat tingkah dioda dipanjar-maju ) bila dioda diberi tegangan–panjar maju melalui resistor maka dioda akan mengalirkan arus,besarnya arus yang mengalir pada dioda bergantung pada tegangan-jepit.
Tegangan-jepit itu terbagi antara Resistor dan dioda Dimana :
• Pada dioda tegangan jepit itu hanya kecil saja.
• Pada resistor tegangan jepit itu besar.

Pada posisi tegangan jepit maksimum pembagian tegangan pada Resistor dan Dioda ialah R= 8,4 Volt dan D= 0,6 volt Dikarenakan sebagian besar tegangan jepit praktis seluruhnya pada resistor dan pada dioda hanya kecil saja,dioda bertingkah seperti Hubungan-singkat.

B. Bentuk grafik karakteristik maju.

Sumber : www.wikipedia.com
Hubungan kuat arus yang mengalir pada dioda dengan tegangan-panjar-maju dioda disebut karakteristik maju dioda.
Pada karakteristik maju dioda,tegangan pada dioda dianggap tegangan positif dan arus yang mengalir juga dianggap Positif maka grafik karakteristik maju dioda pada Kuadran I pada sumbu koordinat kartesius. Dimana untuk tegangan pada arah horizontal yaitu sumbu X(= X1).
Dimana untuk kuat-Arus pada arah Vertikal yaitu sumbu Y(= Y1).
Besarnya tegangan jepit dan kuat arus maksimum yang dikenakan pada suatu dioda berdasarkan ketentuan pabrik pembuatnya,dimana hal itu di lukiskan pada grafik karakteristik maju dioda itu.

Dibawah ini gambar grafik karakteristik maju dioda IN4001.

Terlihat bila tegangan–panjar maju perlahan2 dinaikan dari 1VDC hingga 9 VDC maka tegangan itu sebagian besar berada pada resistor,dimana pada dioda tegangan itu perlahan2 0,1volt hingga batas maksimal tertentu.
Tegangan-panjar yang menyebabkan arus dapat mengalir pada dioda disebut tegangan-maju ( forward Voltage ).
Dengan tegangan-maju kurang dari 0,6 maka arus mengalir naik dengan lambat sekali.
Dengan tegangan-maju lebih dari 0,6 maka arus mengalir naik dengan cepat sekali.
Batas antara arus yang mengalir lambat dengan arus mengalir cepat disebut batas ambang.
Satuan batas ambang dari dioda ialah tegangan dari tegangan-muka–maju dioda itu.
Tegangan-ambang (threshold voltage) ialah Tegangan yang menyebabkan arus mengalir dengan lambat sekali menjadi cepat sekali.
Tegangan-ambang pada dioda bahan silikon ialah 0,6 – 0,7 volt ( biasanya dipakai 0,6 volt).
Tegangan-ambang pada dioda bahan germanium ialah 0,2 – 0,3 volt( biasanya dipakai 0,2 volt).

2. Karakteristik Terbalik Pada Dioda.
Pada percobaan diatas bila dioda diberi tegangan–panjar maju melalui resistor maka dioda akan mengalirkan arus,besarnya arus yang mengalir pada dioda bergantung pada tegangan-jepit.
Tegangan-jepit itu terbagi antara Resistor dan dioda. Namun apabila suatu dioda dikoneksikan dengan sumber-arus dimana kutub positif sumber-arus berkoneksi dengan material N ( katoda ) dan Kutub negatif sumber-arus berkoneksi dengan material P ( anoda ) maka arus tidak dapat mengalir lewat dioda berarti dioda diberi tegangan-panjar-terbalik ( reverse-bias ) atau tegangan-muka terbalik dan disebut juga bias-negatif.

A. Pembagian Tegangan pada tegangan–panjar terbalik.
Pada percobaan diatas ( gambar melihat tingkah dioda dipanjar-terbalik ) bila dioda diberi tegangan–panjar terbalik melalui resistor maka dioda tidak mengalirkan arus.
Tegangan-jepit itu terbagi antara Resistor dan dioda Dimana :
 • Pada dioda tegangan jepit itu besar.
 • Pada resistor tegangan jepit itu hanya kecil saja.

Pada posisi tegangan jepit maksimum pembagian tegangan pada Resistor dan Dioda ialah D= 68,9 Volt dan R= 0,1 volt Dikarenakan sebagian besar tegangan jepit praktis seluruhnya pada dioda dan pada resistor hanya kecil saja,dioda bertingkah seperti putus-an.

B. Bentuk grafik karakteristik terbalik

Sumber : www.wikipedia.com

• Hubungan kuat arus yang mengalir pada dioda dengan tegangan-panjar-terbalik dioda disebut karakteristik terbalik dioda.
• Pada karakteristik terbalik dioda,tegangan pada dioda dianggap tegangan negatif dan arus yang mengalir juga dianggap negatif maka grafik karakteristik maju dioda pada Kuadran III pada sumbu koordinat kartesius.
• Dimana untuk tegangan pada arah horizontal yaitu sumbu X (=X2). • Dimana untuk kuat-Arus pada arah Vertikal yaitu sumbu Y (=Y2).
• Besarnya tegangan jepit dan kuat arus maksimum yang dikenakan pada suatu dioda berdasarkan ketentuan pabrik pembuatnya,dimana hal itu di lukiskan pada grafik karakteristik terbalik dioda itu.

Dibawah ini gambar grafik karakteristik terbalik dioda IN4001

Terlihat bila tegangan-panjar-terbalik perlahan2 dinaikan dari 10 VDC hingga 70 VDC maka tegangan itu sebagian besar berada pada dioda dimana pada resistor hanya kecil sekali,pada tegangan tertentu akan ada arus yang mengalir. Arus yang mengalir bila dioda di beri tegangan-panjar terbalik disebut arus–bocor atau arus–terbalik ( reverse-current ).

Dengan tegangan-terbalik kurang dari -60 maka arus-bocor mengalir dengan lambat sekali.
Dengan tegangan-terbalik lebih dari -60 maka arus mengalir dengan cepat sekali.
Batas antara arus yang mengalir lambat dengan arus mengalir cepat disebut batas ambang.
Satuan batas ambang dari dioda ialah tegangan dari tegangan-panjar–terbalik dioda itu.
Pada tegangan ambang -60volt (= silikon) dioda tertembus (breakdown).
Tegangan-tembus (breakdown voltage) ialah Tegangan-muka terbalik yang menyebabkan arus mengalir dengan lambat sekali menjadi cepat sekali.
Tegangan–tembus ditemukan oleh Zener.
Dioda zener menggunakan prinsip tegangan ini.
Dioda yang tertembus belum tentu rusak asalkan arus yang mengalir padanya tidak melebihi spesifikasi pabrik pembuatnya atau arus besar sekali.

III. PERLAWANAN PADA DIODA

Bila dioda di beri tegangan–panjar maju maka arus mengalir dengan dari arah anoda ke katoda.
Besarnya arus yang mengalir berdasarkan hukum ohm ialah hasil bagi antara tegangan dengan hambatan itu. Ini berarti dioda mempunyai nilai hambatan tersendiri,besarnya hambatan pada dioda tergantung pada tegangan yang ada pada dioda.
Bila dioda di beri tegangan-panjar–maju maka arus mengalir dengan kuat dari arah anoda ke katoda ini berarti dari arah anoda ke katoda hambatannya kecil.
Bila dioda di beri tegangan-panjar–terbalik maka arus mengalir dengan sangat kecil ( lemah ) dari arah katoda ke anoda ini berarti dari arah katoda ke anoda hambatannya sangat besar. Bentuk perlawanan dioda pada grafik VI ( forward atau reverse bias ) tidak linier.