Sekilas Tentang Dioda

Dioda

Dioda ialah jenis VACUUM tube yang memiliki dua buah elektroda. Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir J.A. Fleming (1849-1945) pada tahun 1904.

Struktur dan skema dari dioda dapat dilihat pada gambar 7 di atas.
Pada dioda, plate diletakkan dalam posisi mengelilingi katoda sedangkan heater disisipkan di dalam katoda. Elektron pada katoda yang dipanaskan oleh heater akan bergerak dari katoda menuju plate.
Untuk dapat memahami bagaimana cara kerja dioda kita dapat meninjau 3 situasi sebagi berikut ini yaitu :
- Dioda diberi tegangan nol
- Dioda diberi tegangan negative
- Dioda diberi tegangan positive

Dioda Diberi Tegangan nol



Ketika dioda diberi tengangan nol maka tidak ada medan listrik yang menarik elektron dari katoda. Elektron yang mengalami pemanasan pada katoda hanya mampu melompat sampai pada posisi yang tidak begitu jauh dari katoda dan membentuk muatan ruang ( Space Charge).Tidak mampunya elektron melompat menuju katoda disebabkan karena energi yang diberikan pada elektron melalui pemanasan oleh heater belum cukup untuk menggerakkan elektron menjangkau plate.




Dioda diberi tegangan negative

Ketika dioda diberi tegangan negatif maka potensial negatif yang ada pada plate akan menolak elektron yang sudah membentuk muatan ruang sehingga elektron tersebut tidak akan dapat menjangkau plate sebaliknya akan terdorong kembali ke katoda, sehingga tidak akan ada arus yang mengalir.

Dioda diberi tegangan positive

Ketika dioda diberi tegangan positif maka potensial positif yang ada pada plate akan menarik elektron yang baru saja terlepas dari katoda oleh karena emisi thermionic, pada situasi inilah arus listrik baru akan terjadi. Seberapa besar arus listrik yang akan mengalir tergantung daripada besarnya tegangan positif yang dikenakan pada plate. Semakin besar tegangan plate akan semakin besar pula arus listrik yang akan mengalir.

Oleh karena sifat dioda yang seperti ini yaitu hanya dapat mengalirkan arus listrik pada situasi tegangan tertentu saja, maka dioda dapat digunakan sebagai penyearah arus listrik (rectifier). Pada kenyataanya memang dioda banyak digunakan sebagai penyearah tegangan AC menjadi tegangan DC.


Plate Characteristic dari Dioda

Karakteristik yang paling penting dari dioda adalah Plate Characteristic, dimana karakteristik ini memberikan koorelasi antara tegangan pada dioda dengan arus yang mengalir pada dioda.


Pada Figure 11 di atas dapat dilihat rangkaian uji (Figure 11.A) untuk mendapatkan karakteristik plate dan contoh karakteristik plate dari dioda(Figure 11.B).

Heater voltage diberikan pada filament untuk memanaskan tabung sampai pada temperatur tertentu yaitu T1, dan kemudian tegangan plate Eb diubah mulai dari 0 sampai pada suatu nilai tertentu yang masih dapat ditangani oleh dioda. Arus Ib yang mengalir pada dioda akan naik bersamaan dengan naiknya tegangan pada plate seperti terlihat pada grafik karakteristik plate, akan tetapi ketika menjangkau harga Eb tertentu maka Ib tidak dapat naik lagi dan tetap konstan walaupun Eb dinaikkan terus. Titik dimana Ib tidak dapat naik lagi walaupun Eb terus dinaikkan dinamakan saturation point.

Jika tegangan filament dinaikkan sehingga suhu dari dioda menjadi naik (T2) dan percobaan serupa seperti diatas dilakukan lagi, akan didapat arus Ib yang lebih besar pada saturation point. Atas dasar situasi ini dapat disimpulkan bahwa temperatur pada dioda dapat berpengaruh dalam menentukan arus maksimum yang dapat mengalir pada dioda.

Resistansi Dioda

Dari karakteristik plate yang telah kita bahas di atas maka, kita dapat melihat bahwa ada kaitan tertentu antara tegangan dan arus yang mengalir pada dioda, berdasarkan atas kenyataan ini maka kita dapat menyimpulkan bahwa sesungguhnya dioda memiliki resistansi dalam ( internal resistance).
Resistansi dalam yang dimiliki oleh dioda adalah tidak sama untuk arus AC maupun DC yang diberikan oleh dioda sehingga dalam kaitan dengan sifat ini maka terdapat dua definisi resistansi internal dioda yaitu DC Plate Resistance dan AC Plate Resistance. DC Plate resistance adalah resistansi dioda yang diukur ketika pada dioda dberikan tegangan DC, sedangkan AC Plate resistance ialah resistansi dioda yang diukur ketika pada dioda diberikan tegangan AC.
Untuk lebih memahami proses perhitungan resistansi dioda dapat anda lihaat gambar 12 berikut ini.


Figure 12.A menampilkan grafik untuk mengukur DC Plate resistance dari dioda dimana DC Plate resistance dari dioda (Rb) ialah Rb= 0A/0B
Figure 12.b menampilkan perhitungan AC Plate resistance dari dioda, karena tegangan AC adalah bersifat dinamik atau berubah ubah nilainya setiap saat maka perhitungan AC Plate resistance harus dilakukakan juga dengan memperhatikan perubahan tegangan dan arus dioda pada beberapa keadaan dalam hal ini ialah selisih perubahan tegangan arus dan tegangan dioda.
AC Plate resistance (rb) berdasarkan Figure 12.B ialah rb= (BC/YZ)