Dioda

Dioda adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 1 buah junction, sering disebut sebagai komponen 2 lapis (lapis N dan P). Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si). Diode secara simbol dan bentuk fisik diode dapat digambarkan sebagai berikut.

Bias diode adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal dioda. Apabila A diberi tegangan positif dan K diberi tegangan negative maka bias tersebut dikatakan bias maju (forward bias). Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode atau VA-VK > Vj dan selalu positif. Sebaliknya apabila A diberi tegangan negative dan K diberi tegangan positif, arus yang mengalir (IR) jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju (IF) diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan IF tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan IR yang cukup significant.

 

Dimana :

εj = medan listrik yang ada dijunction

ε = medan lisrik sumber bias dari luar (medan luar)

Apabila ε > εj maka akan terjadi arus difusi didalam diode untuk hole dari P ke N untuk electron dari N ke P. Arus difusi didalam diode tersebut diimbangi oleh aliran arus listrik dari kutub positif sumber ke diode dan berakhir ke kutub negative sumber. Dikatakan diode menghantar pada kondisi tegangan anode-katoda berkisar Vji yang disebut dengan cut in thereshold untuk Si Vji 0.6 – 0.7v Ge 0.3 – 0.4 Lazimnya tegangan anode-katode sedikit diatas Vji. Pada bias positif, diode bersifat serupa. konduktor dengan nilai hambatan yang disebut hambatan maju (RF). Nilai RF=RP+RN , RP dan RN disebut hambatan bulk.

Karakteristik arus tegangan diode dapat ditinjau melalui 2 pendekatan : 

1. DiodaIdeal

2. Dioda Riil 

Untuk diode ideal, didekati melalui pendekatan setengah linier (Piece Wise Linier) ada 3 pendekatan, yang didekati secara grafis.

 

Disini dioda dimodelkan sebagai saklar ideal yaitu suatu saklar yang memiliki cirri untuk kondisi tertutup R=0 dan untuk kondisi terbuka R= ~ . Untuk bias negative diode dianggap sebagai isolator dengan nilai hambatan RR >> RF. Pada model ini untuk bias positif sebagai saklar tertutup (on) dan pada bias negative sebagai saklar terbuka (off), kedua kondisi bias dilukiskan pada grafik I/V.

Model kedua adalah untuk bias positif sebagai saklar non-ideal pada kondisi tertutup R≠0. Untuk bias negative sebagai saklar ideal. Kedua bias tersebut dilukiskan sebagai berikut :

Untuk model ketiga bias positif sebagai saklar non-ideal yang tertutup terpasang seri dengan sumber tegangan Vji. Untuk bias negative sebagai saklar ideal terbuka dengan grafik sebagai berikut :

Untuk model ketiga bias positif sebagai saklar non-ideal yang tertutup terpasang seri dengan sumber tegangan Vji. Untuk bias negative sebagai saklar ideal terbuka dengan grafik sebagai berikut :

 

Dioda Riil model diode riil, didekati oleh pendekatan ke-3 dari diode ideal dengan pendekatan tambahan, pada bias negative nilai RR≠ ~ sehingga terjadi arus reverse yang disebut arus bocor atau arus saturasi. Umumnya dalam orde nanoampere. Ditulis sebagai IB atau IS, arus IS, dipandang sebagai gerakan pembawa minoritas nilai IS berubah terhadap suhu atau IS = aT3.

Untuk bias positif terjadi hubungan eksponensial antara arus dan tegangan. ID ≈ e V/VT , VT=tegangan termal = kT/g. Grafik karakteristik diode riil digambarkan sebagai berikut :

Pada nilai VR = VBVO, terjadi peningkatan IS yang luar biasa besarnya. Arus diode pada kondisi riil, umumnya dinyatakan sebagai berikut : ID=IS(eV/VT – 1)

Sumber : http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/konsep-dasar-diode/