Komponen semikonduktor yang paling sederhana — dioda —melakukan berbagai fungsi yang berguna yang terkait dengan tujuan intinya mengelola arah aliran arus listrik. Dioda memungkinkan arus mengalir melalui mereka dalam satu arah saja.
Dioda yang sangat efisien tampaknya merupakan sirkuit terbuka dengan tegangan negatif dan mereka terlihat seperti sirkuit pendek sebaliknya. Tetapi karena dioda mengakui beberapa ketidakefisienan, hubungan arus-ke-tegangan mereka tidak linier.
Dengan demikian, Anda akan ingin berkonsultasi dengan datasheet dioda untuk melihat grafik kurva dari setiap tegangan maju dioda relatif terhadap arus maju, sehingga Anda memilih dioda yang tepat untuk proyek khusus Anda.
Aplikasi Dioda
Meskipun hanya perangkat semikonduktor dua pin sederhana, dioda sangat penting dalam elektronik modern. Beberapa aplikasi khas dioda meliputi:
- Memperbaiki tegangan, seperti mengubah AC menjadi tegangan DC
- Mengisolasi sinyal dari suplai
- Mengontrol ukuran sinyal
- Mencampur sinyal
Konversi Daya
Salah satu aplikasi dioda yang signifikan adalah mengubah daya AC menjadi daya DC. Dioda tunggal atau empat dioda dapat digunakan untuk mengubah daya rumah tangga 110V ke DC dengan membentuk penyearah tengah (dioda tunggal) atau penyearah gelombang penuh (empat dioda). Diode melakukan ini dengan hanya mengizinkan setengah dari gelombang AC untuk melakukan perjalanan melewatinya. Ketika pulsa tegangan ini digunakan untuk mengisi kapasitor, tegangan output tampaknya menjadi tegangan DC stabil dengan riak tegangan kecil. Menggunakan penyearah gelombang penuh membuat proses ini bahkan lebih efisien dengan mem-routing pulsa AC sehingga kedua bagian positif dan negatif dari gelombang sinus input dilihat hanya sebagai pulsa positif, yang secara efektif menggandakan frekuensi pulsa input ke kapasitor, yang membantu agar tetap diisi dan memberikan tegangan yang lebih stabil.
Dioda dan kapasitor juga dapat digunakan untuk membuat sejumlah jenis pengganda tegangan untuk mengambil tegangan AC kecil dan mengalikannya untuk menciptakan output tegangan yang sangat tinggi. Kedua output AC dan DC dimungkinkan menggunakan konfigurasi yang tepat dari kapasitor dan dioda.
Demodulasi Sinyal
Penggunaan dioda yang paling umum adalah untuk menghilangkan komponen negatif dari sinyal AC. Karena bagian negatif dari gelombang AC biasanya identik dengan setengah positif, sangat sedikit informasi yang hilang secara efektif dalam proses pengupasan ini, yang mengarah ke pemrosesan sinyal yang lebih efisien.
Demodulasi sinyal biasanya digunakan di radio sebagai bagian dari sistem penyaringan untuk membantu mengekstraksi sinyal radio dari gelombang pembawa.
Proteksi Over-Voltage
Dioda juga berfungsi dengan baik sebagai perangkat perlindungan untuk komponen elektronik yang sensitif. Ketika digunakan sebagai perangkat proteksi tegangan, dioda non-konduktor dalam kondisi operasi normal tetapi segera memendekkan lonjakan tegangan tinggi ke tanah di mana ia tidak dapat merusak sirkuit terpadu. Dioda khusus yang disebut supresor tegangan transien dirancang khusus untuk perlindungan tegangan berlebih dan dapat menangani lonjakan daya yang sangat besar untuk periode waktu yang singkat, karakteristik khas dari lonjakan tegangan atau sengatan listrik, yang biasanya akan merusak komponen dan mempersingkat masa pakai produk elektronik.
Demikian pula, sebuah dioda dapat mengatur tegangan dengan melayani sebagai clipper atau limiter —sebuah tujuan khusus yang membatasi tegangan yang dapat melewatinya pada titik tertentu.
Pengarah arus
Aplikasi dasar dioda adalah untuk mengarahkan arus dan memastikan hanya mengalir ke arah yang benar. Satu area di mana kemampuan arus kemudi dioda digunakan untuk efek yang baik adalah beralih dari daya yang berasal dari catu daya ke daya yang mengalir dari baterai. Saat perangkat dicolokkan dan mengisi daya — misalnya, telepon seluler atau catu daya tak terputus — perangkat harus hanya menarik daya dari catu daya eksternal dan bukan baterai, dan ketika perangkat dicolokkan ke baterai, Anda harus menarik daya dan mengisi ulang. Segera setelah sumber daya dilepas, baterai harus memberi daya pada perangkat agar tidak ada gangguan yang diperhatikan oleh pengguna.
Contoh yang baik dari kemudi saat ini adalah melalui perlindungan arus balik. Pertimbangkan, misalnya, mobil Anda. Ketika baterai Anda mati dan pejalan kaki yang ramah menawarkan untuk membantu dengan kabel jumper, jika Anda mencampur urutan kabel merah dan hitam Anda tidak akan menggoreng sistem listrik mobil Anda karena dioda yang berdekatan dengan baterai memblokir arah yang salah saat ini.
Logika Gates
Komputer beroperasi dalam biner — lautan nol yang tak berujung dan yang satu. Pohon-pohon keputusan biner dalam komputasi didasarkan pada gerbang logika diaktifkan oleh dioda yang mengontrol apakah saklar aktif ("1") atau tidak aktif ("0"). Meskipun ratusan juta dioda muncul dalam prosesor modern, fungsinya sama dengan dioda yang Anda beli di toko elektronik — jauh lebih kecil.
Dioda dan Cahaya
Senter LED hanyalah senter yang iluminya bersumber dari dioda pemancar cahaya. Di hadapan tegangan positif, LED menyala.
Fotodioda, sebaliknya, menerima cahaya melalui kolektor (seperti panel surya mini) dan mengubah cahaya itu menjadi sedikit arus.