Bengkeltv.id – Pengertian Dioda Zener & Fungsinya Lengkap. Dioda Zener adalah salah satu komponen esensial dalam dunia elektronika yang memiliki peran krusial dalam banyak aplikasi, terutama karena kemampuannya yang unik dibandingkan dengan dioda biasa. Dioda biasa umumnya hanya mengalirkan arus dalam satu arah, yaitu dari anoda ke katoda, dan akan menghentikan arus ketika tegangan balik melebihi batas tertentu. Namun, dioda Zener dirancang khusus untuk bekerja dalam kondisi tegangan balik yang tinggi, di mana ia akan tetap menghantarkan arus jika tegangan melebihi nilai tertentu yang dikenal sebagai tegangan Zener. Karakteristik ini memberikan kemampuan unik pada dioda Zener untuk menstabilkan tegangan, menjadikannya komponen yang sangat berguna dalam aplikasi yang membutuhkan regulasi tegangan yang akurat.
Kemampuan dioda Zener untuk menstabilkan tegangan membuatnya banyak digunakan dalam rangkaian pengatur tegangan. Pada rangkaian ini, dioda Zener akan mempertahankan tegangan output yang konstan meskipun terjadi perubahan pada tegangan input atau beban yang terhubung. Hal ini sangat penting untuk melindungi komponen elektronik sensitif dari kerusakan akibat fluktuasi tegangan yang bisa menyebabkan malfungsi atau bahkan kerusakan permanen. Selain itu, dioda Zener juga sering digunakan dalam rangkaian pelindung lonjakan tegangan, di mana ia akan membatasi tegangan yang diterima oleh komponen lain sehingga dapat mencegah terjadinya kelebihan tegangan yang merusak.
Dalam artikel ini, kita akan membahas secara lebih mendalam mengenai Pengertian Dioda Zener, termasuk bagaimana komponen ini bekerja dan bagaimana fungsinya diaplikasikan dalam berbagai jenis rangkaian elektronik. Kalian juga akan mempelajari bagaimana dioda Zener membantu memastikan performa stabil dan melindungi peralatan elektronik dari kerusakan akibat lonjakan tegangan.
Pengertian Dioda Zener
Dioda Zener adalah jenis dioda dengan karakteristik khusus. Ketika tegangan yang diterapkan melebihi tegangan tembus, yang dikenal sebagai “tegangan Zener,” dioda ini memungkinkan aliran arus listrik ke arah berlawanan.
Ini berbeda dengan dioda konvensional yang hanya dapat mengalirkan arus dalam satu arah saja. Dioda biasa tidak akan mengizinkan arus mengalir ke arah berlawanan saat dalam kondisi bias-balik di bawah tegangan breakdown.
Jika tegangan operasional dioda biasa terlampaui, arus berlebih yang dihasilkan dapat menyebabkan panas dan merusak dioda. Namun, jika masih dalam batas aman, proses ini dapat diatasi. Dalam kondisi bias-maju, dioda biasanya menghasilkan tegangan jatuh sekitar 0,6 volt pada dioda silikon, tergantung pada jenis diodanya.
Fungsi Dioda Zener
Dalam dunia komponen elektronika, dioda Zener sudah banyak digunakan oleh para teknisi. Contohnya, dioda ini sering ditemukan dalam berbagai perangkat listrik rumah tangga. Komponen ini kerap hadir dalam peralatan yang biasa kita temui sehari-hari di rumah. Lalu, apa saja fungsi dioda Zener?
1. Penyaluran Arus
Fungsi utama dioda Zener adalah menyalurkan arus listrik ke arah berlawanan ketika tegangan yang diterapkan melebihi batas kapasitasnya. Jika arus yang melebihi kapasitas tersebut dialirkan melalui dioda biasa, dioda akan cepat panas dan bisa mengalami kerusakan.
2. Stabilisasi Tegangan
Fungsi lain dari dioda Zener adalah untuk menstabilkan tegangan, terutama dalam mengubah arus AC menjadi DC. Dioda Zener memiliki dua kutub, yaitu positif dan negatif, di mana kutub positif dihubungkan ke bagian sumber tegangan DC yang belum stabil.
Sebagai bagian dari rangkaian penstabil tegangan, dioda Zener mengatur arus dan tegangan sesuai dengan nilai voltase yang telah ditentukan oleh dioda tersebut.
3. Memberikan Tegangan Tetap
Rangkaian dioda Zener dapat berfungsi sebagai regulator, yang terdiri dari sambungan paralel empat dioda yang dipasangkan. Setiap dioda dalam rangkaian ini berperan sebagai regulator tegangan dan saling terhubung untuk membentuk sumber tegangan yang stabil.
4. Menghasilkan Tegangan Referensi
Dengan tegangan dioda Zener yang telah ditentukan, dioda ini dapat menampilkan tegangan tembus yang melebihi batas yang tidak dapat dikendalikan.
Untuk menjaga stabilitas tegangan jatuh, tegangan tembusnya dapat dikurangi. Kondisi ini memungkinkan dioda Zener menghasilkan tegangan referensi yang digunakan untuk menstabilkan tegangan arus kecil serta berbagai kebutuhan lainnya.
Prinsip Kerja Dioda Zener
Dalam pemasangan dioda Zener, bias balik diterapkan seperti pada dioda biasa. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, dioda Zener berfungsi menyalurkan arus searah ketika tegangan melebihi batas tertentu.
Tegangan pada dioda dapat dilihat dari penKalianan yang terdapat di tubuh dioda. Dioda Zener umumnya digunakan dalam rangkaian listrik yang melibatkan Pengatur Tegangan (Voltage Regulator) dan Perlindungan Terhadap Kelebihan Tegangan (Over Voltage Protection).
Dalam prinsip kerjanya, dioda Zener berfungsi untuk menstabilkan tegangan dan arus listrik. Saat berada dalam mode bias maju, dioda Zener beroperasi seperti dioda biasa dengan tegangan ambang antara 0,3 hingga 0,7 V.
Namun, ketika dioda dihubungkan dalam mode bias balik, yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi, arus kebocoran kecil dapat mengalir. Ketika tegangan balik meningkat hingga mencapai tegangan tembus yang telah ditentukan (Vz), arus mulai mengalir melalui dioda.
Arus ini akan meningkat hingga mencapai nilai maksimum yang ditentukan oleh resistor seri, dan setelah itu akan tetap stabil dan konstan dalam rentang tegangan yang luas.
Gambar Simbol Dioda Zener
Simbol yang digunakan untuk merepresentasikan dioda zener dalam rangkaian elektronika adalah sebagai berikut:
Rumus Dioda Zener
Keterangan:
- D = Dioda Zener
- RS = Resistor Sumber
- VS/VIN = Tegangan Sumber/Input
- VOUT = Tegangan Output
- IS = Arus Sumber
- IZ = Arus Zener
Untuk memastikan kinerja yang optimal dalam rangkaian dan pengukuran dioda Zener, penting untuk mengetahui besaran tegangannya. Pengukuran tegangan dioda Zener dapat dilakukan dengan menggunakan rumus yang sesuai. Rumus dioda Zener digunakan untuk menghitung besar arus listrik, yang dapat dihitung menggunakan hukum Ohm sebagai berikut:
- VInput – Vzener / R = I
Perlu dicatat bahwa dioda Zener yang tersedia di pasaran umumnya memiliki tegangan antara 2 Volt hingga 70 Volt, dengan daya yang bervariasi dari 500 mW hingga 5 W. Untuk menghitung daya dioda Zener, digunakan rumus yang berbeda, yaitu:
- P = VZener × I
Sebagai contoh, jika Vzener = 2,8 dan arus listrik (I) = 19,6mA:
- P = 2,8 × 19,6
- P = 54,9 mW
Jenis Rangkaian Dioda Zener dan Cara Kerjanya
Berdasarkan cara pemasangannya, rangkaian dioda Zener dibagi menjadi dua jenis, yaitu rangkaian seri dan rangkaian paralel. Berikut adalah perbedaan antara kedua jenis rangkaian tersebut:
1. Rangkaian Seri
Pada rangkaian seri, dioda Zener dipasang secara berurutan dalam jalur input dari tegangan DC. Dalam konfigurasi ini, nilai tegangan input sama dengan total tegangan output yang dihasilkan. Sementara itu, jumlah arus yang mengalir melalui dioda Zener memiliki nilai yang sama.
Untuk menghitung besarnya arus keluar pada rangkaian seri, kita dapat mengurangi nilai tegangan input dengan tegangan dioda Zener.
2. Rangkaian Paralel
Pada rangkaian paralel, dioda Zener disusun secara paralel dalam jalur input arus DC. Dalam konfigurasi ini, tegangan keluaran dari rangkaian memiliki nilai yang sama dengan tegangan dioda Zener. Dengan kata lain, meskipun terjadi perubahan pada tegangan input yang masuk ke rangkaian, nilai tegangan output tetap konstan sesuai dengan nilai yang ditetapkan oleh dioda Zener.
Bagaimana Cara Membaca Dioda Zener?
Dioda Zener tersedia dalam berbagai jenis dan ukuran, di mana setiap jenis memiliki spesifikasi yang sesuai dengan kebutuhan tertentu. Rentang tegangan dioda Zener berkisar antara 2,4 volt hingga 200 volt, dengan daya maksimum mencapai 5 watt.
Untuk memahami lebih lanjut tentang ukuran dan nilai dioda Zener, penting untuk mengetahui cara membaca kode yang tertera pada dioda tersebut. Kode pada dioda Zener bervariasi tergantung pada produsen yang memproduksinya.
Namun, jika kita memperhatikan dengan seksama, biasanya terdapat kode pada bagian luar komponen dioda yang mencantumkan nilai tegangan kerjanya. Sebagai contoh, jika Kalian menemukan dioda dengan kode 5V6, maka dapat disimpulkan bahwa tegangan output dioda tersebut adalah 5,6 VDC.
Selain kode tersebut, dioda Zener juga dilengkapi dengan kode-kode tertentu yang ditentukan oleh masing-masing produsen. Berikut adalah aturan untuk membaca kode dioda Zener:
1. Contoh Membaca Dioda Zener dengan Kode 1N
Contoh pembacaan nilai dioda zener yang dimulai dengan kode 1N memiliki aturan sebagai berikut:
- 1N4728A memiliki nilai 3.3 volt
- 1N4729A memiliki nilai 3.6 volt
- 1N4730A memiliki nilai 3.9 volt
- 1N4731A memiliki nilai 4.3 volt
- 1N4732A memiliki nilai 4.7 volt
- 1N4733A memiliki nilai 5.1 volt
- 1N3734A memiliki nilai 5.6 volt
- 1N4735A memiliki nilai 6.2 volt, dan seterusnya.
2. Contoh Membaca Dioda Zener dengan Kode MA
Selanjutnya, terdapat dioda zener yang menggunakan kode MA. Berikut adalah cara membaca dioda zener dengan kode MA:
- MA1XXX memiliki daya 1 watt
- MA2XXX memiliki daya 0,5 watt
- MA3XXX memiliki daya 0,3 watt
- MA4XXX memiliki daya 0,25 watt
- MA5XXX memiliki daya 1/8 watt
Pada dioda dengan kode MA, tiga angka yang terdapat di dalamnya juga menunjukkan nilai tegangan kerjanya. Misalnya:
- MA3091, artinya dioda ini memiliki tegangan kerja 9.1 volt
- MA2180, artinya dioda ini memiliki tegangan kerja 18.0 volt
- MA3100, artinya dioda ini memiliki tegangan kerja 10.0 volt
Penutup
Sebagai penutup, pengertian dioda Zener mencakup komponen elektronika yang memiliki kemampuan unik dalam menstabilkan tegangan dan arus listrik. Dioda Zener berbeda dari dioda biasa, karena fungsinya yang mampu menyalurkan arus dalam arah yang berlawanan ketika tegangan yang diberikan melebihi batas tertentu, yang sering disebut sebagai tegangan Zener. Ini menjadikannya alat yang sangat berguna dalam berbagai aplikasi, seperti pengatur tegangan, penyaring noise, dan perlindungan terhadap kelebihan tegangan.
Dioda Zener berfungsi untuk menjaga agar tegangan tetap stabil dalam rangkaian, sehingga mencegah kerusakan pada komponen lain akibat fluktuasi tegangan. Dalam penggunaannya, dioda ini banyak diKalianlkan dalam perangkat elektronik sehari-hari, seperti catu daya, sistem telekomunikasi, dan peralatan audio.
Selain itu, memahami berbagai jenis, ukuran, dan cara membaca kode pada dioda Zener memungkinkan teknisi dan pengguna untuk memanfaatkan komponen ini secara optimal dalam rangkaian elektronik mereka. Pengetahuan tentang rentang tegangan dan daya dioda Zener juga penting untuk memilih dioda yang tepat sesuai dengan kebutuhan spesifik. Dengan demikian, dioda Zener menjadi salah satu elemen penting dalam dunia elektronika modern yang tidak bisa diabaikan. Dengan memahami dan menggunakan dioda Zener secara efektif, pengguna dapat meningkatkan kinerja dan keKalianlan sistem elektronik mereka secara keseluruhan. Semoga informasi dari bengkeltv.id mengenai Pengertian Dioda Zener ini bermanfaat untuk Kalian.
