DIODA

dengan Randofo di ELECTRONICS CLASS

Unduh«Pelajaran Sebelumnya PelajaranSelanjutnya»

KELAS ELEKTRONIK

Mendaftar

Pendahuluan: Dioda

Dari semua komponen - setidaknya dalam pikiran saya - dioda terdengar paling futuristik. Bahkan bagian-bagian dioda - katoda dan anoda - terdengar seperti mereka telah keluar langsung dari novel fiksi ilmiah. Namun, Anda tidak perlu mesin waktu untuk mengalami kemuliaan penuh dioda. Seperti semua komponen lain yang telah kami kunjungi sejauh ini, dioda ada di mana-mana. Kecuali, tidak seperti kebanyakan dari mereka, Anda benar-benar melihat dioda sepanjang waktu. Jika Anda belum tahu, LED berarti dioda pemancar cahaya. Setiap kali Anda melihat tampilan LED, Anda melihat dioda sedang beraksi. Meskipun, tidak setiap dioda menyala, mereka semua bekerja dengan cara yang kurang lebih sama. Mari kita luangkan waktu dan belajar tentang apa sebenarnya dioda itu.

Apa itu Dioda?

Dioda adalah komponen elektronik yang memungkinkan listrik mengalir melalui satu arah, dan semua menghentikannya mengalir dengan cara yang berlawanan. 

Tidak seperti komponen listrik lain yang telah kita lihat sejauh ini, yang peran utamanya adalah untuk mempengaruhi tegangan atau arus dalam rangkaian, peran utama dioda adalah untuk mengarahkan listrik. Ini sangat berguna untuk mencegah sinyal listrik dari mengambil rute yang tidak diinginkan atau tidak terduga dalam rangkaian.

Seperti kapasitor elektrolitik, semua dioda terpolarisasi. Ini berarti mereka memiliki anoda (sisi positif) dan katoda (sisi negatif). Anda dapat membedakannya karena katoda memiliki garis kecil yang dicat di sekitarnya.

Dalam skema, dioda terlihat seperti panah yang menunjuk ke dinding. Cara yang baik untuk memikirkan ini adalah bahwa tegangan positif dapat mengalir ke arah panah, tetapi dinding menghentikannya mengalir kembali ke arah lain.

Bagaimana Dioda Bekerja

Dioda terdiri dari sambungan PN yang terbuat dari silikon tipe-P dan silikon tipe-N yang dipisahkan oleh daerah penipisan. Daerah deplesi bertindak seperti isolator. Sederhananya, wilayah-P terhubung ke anoda, dan wilayah-N terhubung ke katoda. Wilayah penipisan berada di antara keduanya.

Ketika daerah-P terhubung ke tanah dan wilayah-N terhubung ke tegangan positif, daerah penipisan sebenarnya tumbuh dalam ukuran bukannya menyusut. Ini memastikan sedikit atau tidak ada listrik yang dapat mengalir melalui dioda antara daya dan tanah. Dalam konfigurasi ini dioda disebut reverse bias.

Ketika tegangan positif diterapkan ke wilayah-P dan wilayah-N terhubung ke tanah, wilayah penipisan akan menghilang dan memungkinkan listrik mengalir. Dalam keadaan ini dioda disebut maju bias.

Untuk mengatasi daerah penipisan, sedikit tegangan harus dikorbankan. Ini disebut drop tegangan. Dalam dioda silikon standar ini biasanya 0.7V. Dengan kata lain, jika Anda memiliki sinyal 5V dan melewati dioda dengan penurunan 0,7V, tegangan yang keluar ujung lainnya akan menjadi 4.3V. Itu dapat berfluktuasi di atas atau di bawah nilai ini tergantung pada jenis dioda.

Jika Anda memiliki tiga dioda secara seri, Anda akan kehilangan 0,7 V melalui masing-masing dioda dan tegangan di ujung rantai ini adalah 2,9V. Ini menambah kerugian yang signifikan, dan merupakan alasan dioda harus digunakan hemat.

Sementara dioda memungut biaya tol untuk melintasi daerah penipisan dalam bentuk tegangan, mereka tidak memberikan hambatan nyata. Jika Anda hanya meletakkan dioda dalam suatu rangkaian tanpa beban untuk menghabiskan listrik, ia akan benar-benar terlihat seperti korsleting dan menarik arus sebanyak yang dapat disediakan oleh catu daya. Karena itu kemungkinan lebih tinggi dari peringkat arus maksimum dioda, itu akan melepaskan asap ajaib dioda.

Menguraikan Dioda

Tidak banyak yang perlu diketahui tentang membaca dioda. Biasanya, nama dioda dicetak tepat di atasnya. Nama adalah nomor bagiannya, dan tidak ada hubungannya dengan nilai aktual komponen.

Kadang-kadang nama dicetak secara horizontal di seluruh tubuh yang membuatnya sangat mudah dibaca.

Kadang-kadang dicetak di sekitar lingkar yang membuatnya sangat menjengkelkan untuk dibaca, terutama karena mereka cenderung kecil.

Dioda Khusus

Sementara dioda pada umumnya melakukan hal yang sama, ada dioda tertentu yang melakukan fungsi khusus.

Dioda Schottky sangat mirip dengan dioda sinyal standar, tetapi memiliki tegangan maju sangat rendah - sesedikit 0.2V - dan tindakan switching yang sangat cepat. Mereka baik dalam aplikasi di mana dioda perlu bekerja sangat cepat, dan / atau jumlah tegangan yang minimal diperlukan.

Dioda zener bekerja seperti dioda normal. Namun, ketika tegangan yang sangat besar diterapkan pada dioda zener reverse-bias, Zener Effect yang tepat menendang dan memungkinkan sejumlah listrik tetap mengalir dengan 'cara yang salah' melalui dioda. Ini membuat dioda ini berguna sebagai pengatur tegangan mentah dalam aplikasi arus rendah.

Terakhir, satu dioda yang benar-benar bersinar di atas yang lain adalah LED.

LED

LED adalah kependekan dari diode pemancar cahaya. Dari semua komponen elektronik yang akan kita temui dalam kursus ini, LED mendapatkan yang paling meriah. Ini adalah superstar komponen elektronik. Anda bisa mengatakan itu bersinar lebih terang daripada yang lain.

Sebuah LED adalah dioda yang memancarkan foton ketika bias maju dan ada listrik yang mengalir melaluinya. Foton hanyalah partikel cahaya dan apa yang membuatnya bersinar.

Jika Anda melihat dengan sangat hati-hati di dalam LED, Anda akan melihat kawat tipis yang menempel di tengah mangkuk kecil. Kawat menjembatani anoda dan katoda ke dudukan semikonduktor yang terletak di bagian bawah mangkuk reflektif. Ketika arus mengalir dari anoda ke katoda, bahan semikonduktor memancarkan foton, memantul dari mangkuk, dan selanjutnya diperkuat oleh bahan plastik dari tutupnya.

Biasanya ada tiga cara untuk mengetahui anoda LED 5mm standar dari katoda. 

1) Kaki yang terhubung ke anoda biasanya lebih panjang dari kaki yang terhubung ke katoda. 
2) Tubuh LED biasanya memiliki titik datar di sisi katoda. 
3) Jika Anda melihat ke dalam LED, bit logam kecil yang terhubung ke kabel anoda jauh lebih kecil dari katoda.

Resistor Pembatas Saat Ini

Karena LED tidak menawarkan resistansi dalam rangkaian, biasanya memerlukan resistor pembatas arus secara seri dengannya.

Ini mencegah LED dari korslet dan - diberi arus yang cukup - benar-benar meledak.

Sebagai pedoman umum, sebuah resistor 470 ohm harus lebih dari cukup untuk melindungi hampir semua LED daya rendah.

Namun, jika Anda ingin menghitung resistor yang tepat untuk memaksimalkan kecerahan, Anda dapat menghitungnya dengan menggunakan persamaan ini. Lebih sederhana lagi, Anda dapat mencari "kalkulator resistor LED" secara daring.

Sebagai contoh, mengingat LED ini dengan tegangan maju 3v, arus operasi 20mA, dan sumber 9V, kita dapat menghitung bahwa resistansi yang tepat adalah 300 ohm. Namun, itu adalah resistor minimum absolut, dan karena resistor cenderung memiliki rentang toleransi, yang terbaik adalah meningkatkan nilai sedikit agar berada di sisi yang aman. Aman untuk mengatakan bahwa resistor 330 ohm harus melakukan pekerjaan. Namun, Anda tidak ingin menambahnya terlalu banyak karena semakin banyak hambatan yang ada, semakin redup LEDnya.

Bonanza LED

Ada begitu banyak jenis dan bentuk faktor LED pada saat ini, sulit untuk mengikuti.

LED datang dalam berbagai bentuk dan ukuran. Kubah 5mm adalah yang paling umum, tetapi Anda mungkin juga menemukannya dalam kubah 3mm, kubah 10mm, persegi panjang, oval, dan bujur sangkar (untuk beberapa nama).

LED juga tersedia dalam berbagai warna. Seringkali plastik diwarnai untuk menunjukkan warna apa mereka. Namun, LED yang jelas menipu karena Anda mungkin menganggap mereka bercahaya putih, tetapi sebenarnya dapat menyalakan sejumlah warna yang berbeda.

LED memiliki tingkat kecerahan berbeda yang biasanya diukur dalam MCD (millicandella). Seribu millicandella setara dengan kecerahan satu lilin. Jadi, LED seperti yang digambarkan di atas dengan intensitas 6.000mcd sama dengan kecerahan 6 lilin. Tidak jarang juga melihat LED daya tinggi yang sangat terang diukur dalam Lumens - unit pengukuran cahaya lainnya - atau Watt.

LED memiliki sudut pandang yang berbeda, atau lebar sinar. Artinya, kecerahan LED yang terlihat tampak berkurang saat Anda melihat LED dari dan tempat di luar sudut pandang ideal. Sudut ini juga menentukan ukuran sorotan yang dibuat oleh LED. Melihat sudut pada LED dapat sangat bervariasi.

LED juga menghasilkan jumlah daya yang berbeda. Bahkan, beberapa LED daya tinggi menarik begitu banyak daya sehingga mereka dipasang pada heatsink logam untuk menghilangkan panas. Sementara LED seperti ini cenderung sangat terang, mereka terkadang membutuhkan sirkuit khusus untuk mengendarainya.

LED dapat dikelompokkan bersama menjadi modul tampilan. Dengan tampilan numerik LED, bar, dan 7-segmen ini, setiap segmen lampu individual adalah LED diskrit. Misalnya, matriks 8X8 di sebelah kiri sebenarnya memiliki 64 LED terpisah di dalamnya.

LED juga dikemas dalam bentuk strip fleksibel. Strip ini dibuat dalam warna putih, warna solid, dan multi warna, yang dapat menghasilkan warna apa pun dalam spektrum yang terlihat. Selain itu, strip multi-warna datang dalam warna solid, atau dalam array yang dapat diprogram di mana setiap LED dapat memiliki warna yang berbeda. Mempelajari cara mengontrol strip LED yang dapat diprogram berada di luar cakupan kelas ini, tetapi sesuatu yang dapat Anda lakukan jika Anda pernah memutuskan untuk belajar cara menggunakan mikrokontroler seperti Arduino. 

Singkatnya, ada banyak cara Anda dapat menemukan LED. Mempelajari semua LED bisa menjadi kelas tersendiri!