Dioda zener merupakan komponen yang sering kita temukan pada mayoritas perangkat elektronika. Secara umum, fungsi paling mendasar dari komponen dioda ini adalah untuk menstabilkan arus listrik sekaligus sebagai pengatur tegangan.
Penggunaan dioda zener juga sering kita temukan pada berbagai peralatan listrik. Diantaranya yaitu beragam alat elektronik yang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari.
Bagaimana, tertarik dengan pembahasan mengenai apa itu dioda zener dan fungsinya? Mari simak pembahasan selengkapnya di bawah ini.
Pengertian Dioda Zener
Dioda zener adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan atau material semikonduktor. Dioda yang satu ini juga dirancang secara khusus agar dapat bekerja dengan sistem bias balik (reserve bias).
Bisa dikatakan karakteristik dan prinsip kerja dioda zener sebenarnya tidak jauh berbeda dengan dioda pada umumnya. Hal yang membedakan adalah karena dioda ini telah dirancang khusus. Dimana nantinya dapat difungsikan untuk menyalurkan arus listrik dengan arah yang saling berlawanan.
Kemampuan dioda untuk menyalurkan arus listrik ke arah berlawanan ini disebut sebagai proses tegangan tembus (breakdown voltage). Karena kemampuannya yang dapat bekerja dengan sistem bias balik, membuat dioda zener sering difungsikan sebagai pengatur tegangan dan juga menstabilkan arus listrik.
Apa Saja Fungsi Dioda Zener?
Pada komponen elektronika, penggunaan dioda zener cukup familiar bagi banyak teknisi. Contohnya saja yaitu digunakan pada beragam alat listrik rumah tangga. Tentunya komponen ini akan ada dalam peralatan harian yang sering kita jumpai di rumah. Namun, apa saja kira-kira fungsi dari komponen bernama dioda zener tersebut?
Adapun fungsi dioda zener, diantaranya adalah:
- Membantu menstabilkan tegangan.
- Menyalurkan arus listrik.
- Membangkitkan tegangan referensi.
- Menjaga tegangan tetap.
- Pengaman Electro Static Discharge (ESD).
- Menghasilkan tegangan DC yang murni.
Berikut ini pembahasan dari setiap fungsi dioda zener dalam rangkaian elektronika:
1. Membantu Menstabilkan Tegangan
Pertama, dioda zener berfungsi sebagai penstabil tegangan aliran arus listrik. Hal ini dapat terjadi karena zener memiliki kemampuan untuk membatasi arus dan tegangan yang masuk. Sehingga kapasitasnya nanti bisa sesuai dengan voltase yang terdapat pada dioda tersebut.
2. Menyalurkan Arus Listrik
Apabila komponen elektronik menerima tegangan dengan jumlah yang berlebihan, maka dioda zener akan menyalurkannya pada arah berlawanan (reserve bias).
Pada dioda biasa, apabila rangkaian mendapatkan arus yang melebihi kapasitas, maka dapat membuat komponen menjadi cepat panas dan rusak. Namun apabila menggunakan dioda zener tidak demikian, karena dioda ini memiliki kemampuan untuk membalikkan arus listrik berlebih yang diterimanya.
3. Membangkitkan Tegangan Referensi
Fungsi dioda zener yang selanjutnya adalah dapat membangkitkan tegangan referensi. Dioda zener memiliki batas toleransi atau batas minimum tegangan tembus. Ketika tegangan tembus berkurang dan tegangan masuk stabil, maka kondisi tersebut akan memicu bangkitnya tegangan referensi.
4. Menjaga Tegangan Tetap
Ketika dioda zener dipasang secara paralel secara berpasangan, maka saat itu dioda akan berfungsi sebagai regulator shunt. Selain itu juga dapat membantu rangkaian untuk mendapatkan tegangan yang tetap dan stabil.
5. Pengaman Electro Static Discharge (ESD)
Karena dapat bekerja dengan sistem forward bias, dioda zener juga dapat difungsikan sebagai pengamanan ESD (Electro Static Discharge).
6. Menghasilkan Tegangan DC yang Murni
Selain dapat membatasi sinyal input yang masuk ke dalam rangkaian, dioda ini juga dapat memanipulasi arus AC agar menjadi arus DC.
Selain itu arus DC yang masuk juga akan langsung melalui proses filterisasi. Dimana nantinya proses tersebut dapat membuat tegangan DC yang dihasilkan menjadi jauh lebih murni.
Gambar Simbol Dioda Zener
Dalam rangkaian elektronika, gambar simbol dioda zener adalah sebagai berikut:
Cara Kerja Dioda Zener
Cara kerja dioda zener ternyata cukup berbeda dengan dioda pada umumnya. Jika pada umumnya dioda bekerja untuk menstabilkan arus searah, maka dioda zener dibuat untuk dapat bekerja dan menyalurkan arus listrik dengan arah berlawanan.
Ada dapat melihat prinsip kerja dioda zener melalui gambar yang ada dibawah ini.
Adapun cara kerja dioda zener adalah sebagai berikut:
- Pada saat dipasang pada rangkaian bias maju, dioda zener akan berfungsi sebagaimana dioda pada umumnya.
- Namun ketika dipasang pada rangkaian bias balik, dioda akan berfungsi untuk membalikkan tegangan (tegangan breakdown).
- Lalu, ketika telah mencapai breakdown voltage, maka dioda akan mengubahnya menjadi tegangan referensi.
Jenis Rangkaian Dioda Zener dan Cara Kerjanya
Berdasarkan cara pemasangannya, rangkaian dioda zener dibagi menjadi 2 jenis, yaitu tipe rangkaian seri dan paralel. Apa perbedaan dari keduanya? Mari kita simak selengkapnya berikut ini!
- Rangkaian Seri
Pada tipe rangkaian seri, dioda akan dipasangkan dengan susunan berurutan terhadap jalur input dari tegangan DC. Pada rangkaian seri, besarnya nilai tegangan input adalah sama dengan jumlah tegangan outputnya. Sedangkan jumlah arus yang dimiliki oleh dioda zener nilainya adalah sama.
Jadi, untuk mencari besarnya arus keluar pada rangkaian seri, caranya adalah dengan mengurangi tegangan input dengan besarnya tegangan dari dioda zener.
- Rangkaian Paralel
Gambar di atas adalah contoh susunan dioda dalam rangkaian paralel. Pada tipe rangkaian ini, dioda akan disusun paralel pada jalur input arus DC.
Pada rangkaian paralel, besarnya tegangan yang keluar dari rangkaian nilainya adalah sama dengan tegangan yang dimiliki oleh dioda zener. Jadi meskipun terjadi perubahan pada tegangan input yang masuk ke dalam rangkaian, besar tegangan outputnya akan tetap sama dengan besarnya nilai yang dimiliki oleh dioda zener.
Rumus Dioda Zener
Rumus dioda zener adalah sebagai berikut:
Dimana:
Vs = Sumber tegangan
Vz = Tegangan dari dioda zener
Is = Jumlah arus yang mengalir
Rs = Tegangan resistor
Bagaimana Cara Membaca Dioda Zener?
Dioda zener ternyata memiliki banyak sekali tipe dan ukuran. Dimana setiap tipe mempunyai kualifikasi tersendiri yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Tegangan terendah yang dimilikinya adalah 2.4 volt dan tegangan tertingginya yaitu 200 volt. Selain itu, komponen dioda tersebut juga hanya dibuat dengan daya maksimal 5 watt.
Untuk lebih memahami mengenai ukuran dioda zener dan nilainya, sebaliknya kita juga mengetahui bagaimana cara membaca kode dioda zener. Kode yang dimiliki oleh dioda zener sangat bermacam-macam. Jenis kode tersebut biasanya menyesuaikan dengan manufaktur pembuatannya.
Namun apabila kita jeli, pada komponen terluar dioda biasanya terdapat kode yang mencantumkan nilai tegangan kerja dari komponen tersebut. Misalnya saja, jika Anda mendapati sebuah dioda dengan kode 5V6. Maka dapat disimpulkan besarnya output dari dioda itu adalah 5.6 VDC.
Namun selain kode itu, dioda zener juga memiliki beberapa manufaktur dengan kode tersendiri. Aturan pembacaan kodenya adalah sebagai berikut:
1. Contoh Cara Membaca Dioda Zener Dengan Kode 1N
Contoh pembacaan nilai dioda zener yang diawali dengan kode 1N memiliki aturan sebagai berikut:
- 1N4728 A nilainya adalah 3.3 volt
- 1N4729A nilainya adalah 3.6 volt
- 1N4730A nilainya adalah 3.9 volt.
- 1N4731A nilainya adalah 4.3 volt
- 1N4732A nilainya adalah 4.7 volt
- 1N4733A nilainya adalah 5.1 volt
- 1N3734A nilainya adalah 5.6 volt
- 1N4735A nilainya adalah 6.2 volt dan seterusnya.
2. Contoh Cara Membaca Dioda Zener dengan Kode MA
Selanjutnya ada juga dioda zener yang dibuat dengan kode MA. Berikut ini cara membaca dioda zener yang mempunyai kode MA:
- MA1XXX nilainya adalah 1 watt.
- MA2XXX nilainya adalah 0,5 watt.
- MA3XXX nilainya adalah 0,3 watt.
- MA4XXX nilainya adalah 0,25 watt.
- MA5XXX nilainya adalah 1/8 watt.
Selain itu pada dioda dengan kode MA, 3 angka yang terdapat didalamnya juga berfungsi untuk menunjukkan nilai tegangan kerja yang dimiliki oleh alat tersebut. Misalnya seperti berikut ini:
- 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.
Daftar Kode Dioda Zener Lengkap
Cara Mengukur Dioda Zener
Penggunaan dioda zener sangat mudah kita temukan sehari-hari, karena jenis dioda ini memang banyak dipakai pada rangkaian elektronik. Untuk mengetahui apakah dioda itu masih berfungsi atau tidak, kita dapat mengukurnya dengan alat yang bernama multimeter.
Bagaimana cara mengukur dioda zener akan kita ulas dalam tutorial di bawah ini. Simak langkah-langkahnya secara teliti, ya!
Adapun cara mengukur dioda zener adalah:
- Siapkan multimeter yang sudah dikalibrasi.
- Tempatkan saklar pada posisi Ω (Ohm)
- Tempatkan kabel merah pada terminal anoda.
- Selanjutnya, pada display kita akan melihat angka-angka dengan nilai tertentu yang menunjukkan nilai resistansi dari dioda.
- Setelah itu, balik dan hubungkan kabel hitam pada anoda dan kabel merah pada katoda.
- Jika masih dalam kondisi baik, maka multimeter akan menunjukkan nilai resistensi tertentu.
- Namun jika pada layar display tidak menunjukkan perubahan angka, artinya dioda tersebut sudah rusak.
Kesimpulan
Dioda zener adalah dioda yang disetting agar dapat beroperasi pada tegangan bias balik (reserve bias). Dioda ini dapat berfungsi dengan dua cara. Apabila ditempatkan pada tegangan bias maju, dioda zener akan berfungsi seperti dioda lain pada umumnya.
Namun apabila rangkaian diberi tegangan dengan kapasitas berlebih, maka dioda akan menghasilkan tegangan breakdown dan membalikkan tegangan pada arah berlawanan.