Apa itu Dioda Persimpangan?

Dioda sambungan adalah kristal semikonduktor, biasanya terbuat dari silikon, dengan dua terminal listrik terpasang. Dioda sambungan PN adalah jenis dioda semikonduktor yang paling umum. Karakteristik dioda junction biasanya memungkinkannya untuk mengalirkan arus dengan mudah dalam satu arah tetapi tidak pada yang lain. Dioda sambungan dapat digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC), merasakan suhu, dan melindungi rangkaian dari tegangan yang merusak. Mereka juga dapat membuat dan merasakan cahaya, membentuk gerbang logika dan melakukan banyak fungsi lainnya. Berbagai jenis dioda sambungan digunakan dalam perangkat seperti radio, TV dan drive CD, di antara banyak perangkat elektronik lainnya.

Ketika dioda sambungan dibuat, kristalnya ditanamkan dengan pembawa muatan positif tipe-p, yang disebut lubang, di satu sisi. Sisi lain ditanamkan dengan pembawa muatan negatif tipe-n, yaitu elektron. Daerah tipis di antaranya dikenal sebagai PN junction. Beberapa elektron berkeliaran di persimpangan untuk bergabung dengan lubang, dan sebaliknya. Ini menciptakan wilayah sempit muatan netral di sekitar persimpangan, yang disebut lapisan penipisan.

Ketika tegangan bias maju diterapkan di dioda persimpangan, biasanya memaksa lebih banyak elektron ke wilayah tipe-n. Ini juga memaksa lebih banyak lubang ke wilayah tipe-p. Ketika tegangan ini meningkat, lapisan penipisan menyempit. Hal ini membuat lebih mudah untuk arus mengalir melintasi persimpangan. Setelah bias maju melebihi tegangan tertentu, arus dapat mengalir dengan mudah.

Jika sebaliknya, tegangan bias balik, diterapkan, lebih banyak lubang dapat diekstraksi dari wilayah tipe-p dan lebih banyak elektron dari wilayah tipe-n. Lubang dan elektron ditarik menjauh dari persimpangan, memperluas lapisan penipisan. Ini biasanya membuat lebih sulit untuk arus mengalir. Ketika tegangan bias balik meningkat, arus melintasi persimpangan melambat menjadi hampir nol. Arus “kebocoran” yang tersisa seringkali sangat kecil tetapi dapat meningkat dengan suhu sambungan dioda.

Dioda sambungan memiliki banyak kegunaan terkait dengan kemampuannya untuk menghantarkan arus hanya dalam satu arah. Misalnya, dapat mengubah AC ke DC, juga dikenal sebagai penyearah. Itu juga dapat memisahkan sinyal audio dari sinyal frekuensi radio (RF) di penerima radio. Dalam sirkuit kontrol, dioda sambungan dapat menawarkan perlindungan dari lonjakan daya ketika perangkat arus tinggi, seperti motor atau koil relai, dihidupkan atau dimatikan. Banyak jenis sirkuit terpadu menggunakan dioda pada setiap pin untuk mencegah tegangan luar yang berlebihan merusak chip.

Dioda sambungan bisa sangat peka terhadap cahaya tanpa plastik gelap tempat mereka biasanya terbungkus. Mereka biasanya digunakan sebagai fotodioda untuk mendeteksi cahaya, dan dalam sel surya untuk mengubah cahaya menjadi listrik. Light-emitting diode (LED) adalah dioda sambungan yang menghasilkan foton. LED ada dalam berbagai warna dan dapat menghasilkan cahaya dari inframerah hingga ultraviolet dekat. Mereka sering digunakan sebagai indikator status di perangkat elektronik juga. Dioda laser menghasilkan cahaya dengan panjang gelombang tunggal yang biasanya difokuskan melalui rongga yang dipoles dalam kemasannya. Dioda laser sering digunakan dalam komunikasi berkecepatan tinggi dan drive CD/DVD konsumen.

Aplikasi lain dari dioda persimpangan termasuk gerbang logika, matriks keyboard, sensor suhu dan pengatur tegangan. Dioda sambungan juga dapat bertindak sebagai kapasitor yang dikontrol tegangan variabel; rangkaian penyetelan radio atau televisi dapat memvariasikan ukuran lapisan penipisan dioda, yang pada gilirannya mengubah kapasitansi.