Bagaimana Menghubungkan Dioda

Anda mungkin bertanya-tanya apa yang memungkinkan perangkat elektronik di rumah Anda menggunakan listrik dengan caranya sendiri. Ahli listrik yang membuat peralatan ini serta alat lain yang digunakan dalam industri perlu mengetahui cara menghubungkan dioda untuk tujuan ini.

Saat menghubungkan dioda dalam rangkaian listrik, pastikan anoda dan katoda terhubung dalam rangkaian sedemikian rupa sehingga muatan mengalir dari anoda bermuatan positif ke katoda yang bermuatan negatif.

Anda dapat mengingat ini dengan mengingat bahwa, dalam diagram rangkaian dioda, garis vertikal di sebelah segitiga tampak seperti tanda negatif, yang menunjukkan bahwa ujung dioda bermuatan negatif. Anda dapat membayangkan ini berarti bahwa muatan mengalir dari ujung positif ke ujung negatif. Ini memungkinkan Anda mengingat bagaimana elektron mengalir di persimpangan dioda.

Ingatlah potensi dan arus rangkaian dan bagaimana hal itu mempengaruhi penempatan dioda. Anda dapat membayangkan dioda sebagai sakelar yang membuka atau menutup untuk menyelesaikan rangkaian. Jika ada potensi yang cukup untuk membiarkan muatan mengalir melalui dioda, sakelar menutup sedemikian rupa sehingga arus mengalir. Ini berarti dioda diberi bias maju.

Anda kemudian dapat menggunakanHukum Ohm​

untuk menghitung teganganV, saat inisayadan resistensiRuntuk mengukur perbedaan tegangan antara sumber tegangan dan dioda itu sendiri.

Jika Anda menghubungkan dioda ke arah lain, ini akan membalikkan bias dioda karena arus akan mengalir dari katoda ke anoda. Dalam skenario ini, Anda akan meningkatkan daerah penipisan dioda, area di satu sisi sambungan dioda yang tidak memiliki elektron maupun lubang (area tanpa elektron).

Pergerakan elektron di daerah bermuatan negatif akan mengisi lubang-lubang di daerah bermuatan positif. Saat membuat sambungan dioda, perhatikan bagaimana dioda akan berubah tergantung pada arah sambungannya.

Ketika digunakan dalam rangkaian listrik, dioda memastikan arus mengalir melalui satu arah. Mereka dibangun menggunakan dua elektroda, anoda dan katoda, dipisahkan oleh bahan.

Elektron mengalir dari anoda, di mana oksidasi atau kehilangan elektron terjadi, ke katoda, di mana reduksi atau perolehan elektron terjadi. Biasanya dioda dibuat dengan semikonduktor yang membiarkan muatan mengalir dengan adanya arus listrik atau dengan mengontrol resistansinya menggunakan proses yang dikenal sebagai doping.

​dopingadalah metode menambahkan kotoran ke semikonduktor untuk membuat lubang dan membuat semikonduktor baiktipe-n(seperti dalam "muatan negatif") atautipe-p(seperti dalam "muatan positif").

Semikonduktor tipe-n mengandung kelebihan elektron yang diatur sedemikian rupa sehingga muatan dapat mengalir dengan bebas sambil tetap dapat dikontrol. Mereka umumnya dihasilkan dari arsenik, fosfor, antimon, bismut dan elemen lain yang memiliki lima elektron valensi. Semikonduktor tipe-p, di sisi lain, memiliki muatan positif karena lubang, dan terbuat dari galium, boron, indium, dan elemen lainnya.

Distribusi elektron dan lubang memungkinkan aliran muatan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n, dan, ketika dihubungkan bersama, keduanya menciptakanpersimpangan P-N. Elektron dari semikonduktor tipe-n mengalir ke tipe-p dalam dioda yang membiarkan arus mengalir dalam satu arah.

Dioda biasanya dapat dibuat dari silikon, germanium atau selenium. Insinyur yang membuat dioda dapat menggunakan elektroda logam dalam ruang tanpa gas lain atau dengan gas pada tekanan rendah.

Fitur-fitur dioda yang mengangkut elektron dalam satu arah ini membuatnya ideal untuk penyearah, pembatas sinyal, pengatur tegangan, sakelar, modulator sinyal, pencampur sinyal, dan osilator.Penyearahmengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.Batas sinyalmemungkinkan kekuatan sinyal tertentu untuk lewat.

​Regulator teganganmempertahankan tegangan konstan di sirkuit.Modulator sinyalmengubah sudut fasa dari sinyal input.Pencampur sinyalmengubah frekuensi yang melewati dan osilator menghasilkan sinyal sendiri.

Anda juga dapat menggunakan dioda untuk melindungi komponen sensitif atau penting dari perangkat elektronik. Anda dapat menggunakan dioda yang tidak konduksi dalam keadaan normal yang, ketika ada lonjakan tegangan yang tiba-tiba, yang dikenal sebagai transien tegangan, atau perubahan drastis lainnya dalam sinyal yang dapat menyebabkan kerusakan, dioda akan menekan tegangan agar tidak merusak bagian lain dari sirkuit. Sengatan listrik ini karena paku sebaliknya akan merusak sirkuit dengan menerapkan terlalu banyak tegangan tanpa membiarkan sirkuit beradaptasi dengan tepat.

Dioda ini adalahdioda penekan tegangan transien(TVS), dan Anda dapat menggunakannya untuk mengurangi tegangan transien atau mengarahkannya ke tempat lain yang jauh dari sirkuit. Sambungan P-N berbasis silikon dapat menangani tegangan transien dan, setelah itu, kembali normal setelah lonjakan tegangan berlalu. Beberapa TVS menggunakan heat sink yang dapat menangani lonjakan tegangan dalam jangka waktu yang lama.

Sirkuit yang mengubah daya dariarus bolak-balik (AC)untukarus searah (DC)dapat menggunakan salah satu dioda atau kelompok empat dari mereka. Sementara perangkat DC menggunakan muatan yang mengalir dalam satu arah, daya AC bergeser antara arah maju dan mundur secara berkala.

Ini penting untuk mengubah listrik DC dari pembangkit listrik ke listrik AC, yang berbentuk gelombang sinus, yang digunakan di sebagian besar peralatan rumah tangga. Penyearah yang melakukan ini melakukannya dengan menggunakan dioda tunggal yang hanya memungkinkan satu setengah dari gelombang melewati atau mengambil pendekatan penyearah gelombang penuh yang menggunakan kedua bagian dari bentuk gelombang AC.

Rangkaian dioda menunjukkan bagaimana perilaku ini terjadi. Ketika sebuahdemodulatormenghilangkan setengah dari sinyal AC dari sumber listrik, menggunakan dua komponen utama. Yang pertama adalah dioda itu sendiri, atau penyearah, yang meningkatkan sinyal setengah dari siklus AC.

Yang kedua adalah filter lolos rendah yang menghilangkan komponen frekuensi tinggi dari sumber daya. Ini menggunakan resistor dan kapasitor, perangkat yang menyimpan muatan listrik dari waktu ke waktu, dan menggunakan respons frekuensi dari sirkuit itu sendiri untuk menentukan frekuensi mana yang harus dilewati.

Desain rangkaian dioda ini umumnya menghilangkan komponen negatif dari sinyal AC. Ini memiliki aplikasi di radio yang menggunakan sistem filter untuk mendeteksi sinyal radio tertentu dari gelombang pembawa umum.

Dioda juga digunakan dalam pengisian daya perangkat elektronik seperti ponsel atau laptop dengan beralih dari daya yang dipasok oleh baterai perangkat elektronik ke daya catu daya eksternal. Metode ini menjauhkan arus dari sumbernya dan juga memastikan bahwa, jika baterai perangkat mati, Anda dapat mengambil tindakan lain untuk mengisi daya perangkat Anda.

Teknik ini juga berlaku untuk mobil. Jika aki mobil Anda mau padam, Anda bisa menggunakan kabel jumper untuk mengubah distribusi kabel merah dan hitam menjadi menggunakan dioda untuk mencegah arus mengalir ke arah yang salah.

Komputer yang menggunakan informasi biner dalam bentuk nol dan yang juga menggunakan dioda untuk bekerja melalui pohon keputusan biner. Ini berbentukgerbang logika, unit dasar sirkuit digital yang memungkinkan informasi lewat berdasarkan perbandingan dua nilai yang berbeda. Ini dibangun menggunakan salah satu jenis potongan dioda yang jauh lebih kecil daripada dioda dalam aplikasi lain.