Isi
Dioda adalah komponen elektronik dua terminal yang menghantarkan listrik hanya dalam satu arah, dan hanya ketika perbedaan potensial minimum, atau tegangan, diterapkan ke dua terminalnya. Dioda awal digunakan untuk mengkonversi AC ke DC dan untuk menyaring sinyal di radio. Sejak itu, dioda menjadi di mana-mana, digunakan untuk melindungi elektronik, menerangi rumah kita, dan sinyal kendali jarak jauh.
Struktur Dasar
Untuk memahami dasar penggunaan dioda, ada baiknya untuk melihat struktur dioda standar. Dioda p-n standar memiliki dua semikonduktor yang melakukan kontak, membentuk sebuah antarmuka. Semikonduktor murni tidak berfungsi, jadi pengotor logam ditambahkan. Dalam satu semikonduktor dioda p-n, logam kontaminan melepaskan elektron dengan mudah; yang lain juga didoping (tidak murni) dengan logam yang mudah menerima elektron. Pada antarmuka, elektron bergerak dari satu sisi ke sisi lain, membuat atom yang ditinggalkan elektron bermuatan positif dan atom penerima negatif. Penyimpangan dari netralitas ini hanya terjadi pada antarmuka. Ini menciptakan medan listrik sehingga elektron yang mengalir dari arus luar sebagian besar pergi dari sisi penerima elektron ke sisi donor elektron.
Dioda Awal: Radio
Properti searah ini pertama kali dieksploitasi di radio AM. Sinyal radio berosilasi bolak-balik, menciptakan arus bolak-balik di antena. Sebelum amplifikasi, sinyal harus dibuat searah. Dioda radio karenanya memungkinkan melalui setengah dari sinyal yang menggerakkan elektron dalam satu arah, tetapi tidak pada setengah lainnya. Singkatnya, AC diubah menjadi DC. Kapasitor kemudian menyaring frekuensi tinggi, hanya menyisakan sinyal audio, siap untuk amplifikasi.
LED
Jika Anda menerapkan tegangan melintasi dioda, elektron dari arus listrik yang bergerak di sekitar rangkaian listrik akan memancarkan panjang gelombang cahaya tertentu ketika menempel pada pengotor yang menerima elektron. Ini adalah cara dioda pemancar cahaya (LED) menghasilkan cahaya. Elektron kemudian bergerak melintasi antarmuka semikonduktor karena medan listrik di antaranya, melintasi semikonduktor yang menyumbangkan elektron, dan melanjutkan ke ujung belakang sumber tegangan untuk menyelesaikan rangkaian.
Fotodioda dan Dioda Sensitif-Cahaya
Sama seperti dioda dapat menghasilkan cahaya, mereka juga dapat membuat arus ketika mereka menerimanya. Kedua jenis ini bekerja bersama dalam perangkat kendali jarak jauh, misalnya, untuk televisi Anda. Yang terakhir adalah cara kerja panel fotovoltaik. Dua dioda memancarkan cahaya dari remote Anda: Satu memancarkan cahaya tampak untuk memberi tahu Anda sinyal sedang dikirim; yang lain memancarkan sinyal biner pada panjang gelombang tak terlihat (sehingga kebutuhan akan fotodioda yang terlihat). Foton mengenai semikonduktor yang menyumbang elektron, membebaskan elektron dan memberi mereka energi kinetik. Energi kinetik dapat diterjemahkan hanya dalam satu arah, karena hanya satu arah arus listrik yang diperbolehkan. Ini adalah cara yang sama dengan cara kerja panel surya, menerjemahkan foton dari matahari menjadi arus listrik dalam satu arah saja.
Perlindungan Sirkuit
Dioda dapat melindungi sirkuit dari baterai yang tidak dimasukkan dengan benar. Polaritasnya akan salah, tetapi itu tidak akan merusak sirkuit yang melewati dioda, yang hanya memungkinkan arus samar. Dioda juga berperan dalam pelindung lonjakan arus. Dioda yang disebut "longsoran" mengarah ke kabel ground, tetapi mereka tidak membiarkan arus reguler lewat karena orientasi searah mereka. Pada tegangan yang cukup tinggi, dioda akan membiarkan tegangan masuk. Ketika tegangan melonjak jauh di atas tingkat operasional, dioda longsoran terbuka dan membiarkan tegangan ekstra keluar melalui kabel arde.