Pengertian Dioda Zener dan Cara Kerjanya – Dioda Zener adalah komponen elektronika yang terbuat dari Semikonduktor. Dioda zener dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian Reverse Bias (Bias Balik). Pada saat dipasangkan pada Rangkaian Forward Bias (Bias Maju), Dioda Zener akan memiliki karakteristik dan fungsi sebagaimana Dioda Normal pada umumnya.
Dioda Zener bisa mengalirkan arus listrik yang masuk dari arah yang berlawanan yaitu dari katoda menuju anoda. Prinsip Kerja Dioda Zener memanfaatkan bias terbalik dari arus yang mengalir melalui dioda. Ini bisa terjadi ketika tegangan yang diberikan melewati batas tegangan breakdown. Dengan karakteristik ini, maka dioda zener tidak seperti dioda biasa yang hanya dapat mengalirkan arus listrik satu arah saja dari anoda ke katoda.
Daftar Isi :
Pengertian Dioda Zener
Dioda zener adalah dioda yang mengalirkan arus tidak hanya pada arah maju (forward) seperti dioda biasa namun bisa juga mengalirkan arus pada arah balik (reverse) jika tegangan pada katodanya melebihi tegangan breakdown dari dioda zener. Nama “Zener” diambil dari nama penemu karakteristik dioda zener, Clarence Malvin Zener.
Tidak seperti dioda biasa, dioda zener memiliki tegangan breakdown yang lebih kecil dan bervariasi nilainya sesuai dengan jenis dioda zener. Contoh jenis dioda zener misalnya dioda zener 5V6 memiliki tegangan breakdown 5.6V, lalu dioda zener 3V9 berarti tegangan breakdown-nya sebesar 3.9V dan seterusnya.
Karakteristik tegangan breakdown dari dioda zener ini kemudian diaplikasikan pada berbagai rangkaian misalnya stabiliser power supply dan rangkaian pembatas tegangan.
Simbol Dioda Zener
Dioda zener memiliki simbol mirip dengan dioda biasa dengan sedikit modifikasi tekukan miring pada garis lurus didepan panah. Seperti dioda biasa, dioda zener juga memiliki kaki katoda dan anoda. Kaki pada ujung panah adalah katoda dan kaki yang satunya adalah Anoda.
Baca Juga : Penyearah Gelombang Penuh Dengan Dua Dioda
Baca Juga : Cara Membaca Kode Resistor SMD (Surface Mount Device Resistor)
Bentuk Fisik Dioda Zener
Bentuk fisik dioda zener umumnya kecil dan sekilas mirip dengan dioda IN4148. Oleh karena itu harus diperhatikan saat praktek dalam merakit komponen agar tidak salah pasang. Pada dioda zener ada ciri khusus berupa tulisan pada bodi yang menunjukkan tegangan kerja dioda zener.
Cara Kerja Dioda Zener
Dioda zener dikerjakan secara terbalik (reverse), tidak seperti dioda biasa yang dikerjakan secara maju (forward). Jika dikerjakan seperti dioda biasa maka pada dioda zener berlaku aturan dioda biasa yaitu tegangan maju sebesar 0.7V.
Berdasarkan penjelasan diawal artikel tadi, secara umum dapat diambil kesimpulan bahwa dioda zener memiliki besar tegangan breakdown tertentu dan bersifat tetap. Besarnya tegangan breakdown diukur antara kaki katoda dan anoda, dalam hal ini katoda lebih positif dari anoda karena dikerjakan secara terbalik (reverse). Jadi intinya adalah tegangan antara katoda dan anoda selalu tetap.
Berikut ini grafik yang menggambarkan karakteristik dan prinsip kerja dioda zener:
Untuk menjelaskan dioda zener biasanya saya menggunakan dua rangkaian dioda zener yaitu secara paralel (shunt) dan secara seri (series). Dengan melakukan percobaan dari dua rangkaian ini semoga lebih mudah dipahami prinsip kerja dioda zener.
Untuk memudahkan pemahaman harus dipenuhi dulu syarat bahwa besarnya tegangan input (Vin) harus lebih tinggi dari nilai tegangan dioda zener. Misalnya kita gunakan dioda zener 5V6 maka besarnya tegangan input harus lebih tinggi, misal sebesar 10V.
Cara kerja dioda zener pada rangkaian paralel
Pada rangkaian diatas, dioda zener dipasang secara paralel terhadap jalur masukan tegangan DC. Besarnya tegangan output (Vout) pada rangkaian diatas adalah sebesar tegangan dioda zener, misalnya digunakan dioda zener 5V6 maka tegangan outputnya akan sebesar 5.6V.
Kemudian untuk mengetahui kerja dioda zener, kita akan ubah-ubah nilai tegangan input misal kita naikkan jadi 12V atau kita turunkan jadi 8V.
Jika dioda zener berfungsi dengan baik maka besarnya tegangan output akan selalu tetap sebesar 5.6V meskipun besarnya tegangan input berubah-ubah. Kesimpulannya besar tegangan output pada rangkaian diatas sama dengan besar tegangan dioda zener.
Rumus tegangan output prinsip kerja dioda zener pada rangkaian paralel adalah:
Dari perbandingan pada rumus diatas kita bisa memanfaatkan dioda zener sebagai penyetabil tegangan dan pembatas level tegangan. Selain itu kita juga bisa pakai untuk pengaman posrt mikrokontroler dari loncakan tegangan yang masuk ke port tersebut agar IC tidak rusak.
Baca Juga : Dioda Bridge: Penyearah Sistem Jembatan
Cara kerja dioda zener pada rangkaian seri
Pada rangkaian diatas, dioda zener dipasang secara seri terhadap jalur masukan tegangan DC. Besarnya tegangan output (Vout) pada rangkaian diatas adalah tegangan input dikurangi tegangan dioda zener, misalnya digunakan dioda zener 5V6 dan tegangan input 10V maka tegangan outputnya akan sebesar 4.4V.
Kemudian untuk mengetahui kerja dioda zener, kita akan ubah-ubah nilai tegangan input misal kita naikkan jadi 12V atau kita turunkan jadi 8V. Jika dioda zener berfungsi dengan baik maka besarnya tegangan output juga akan naik turun selaras dengan tegangan input.
Hal ini terjadi karena besarnya tegangan pada dioda zener selalu tetap. Kesimpulannya besar tegangan output pada rangkaian diatas sama dengan besar tegangan input dikurangi tegangan dioda zener.
Jadi rumus tegangan output prinsip kerja dioda zener pada rangkaian seri adalah:
Dari rumus diatas, kita bisa memakai dioda zener untuk mendeteksi level tegangan pada suatu titik rangkaian. Nantinya nilai selisih tegangan yang kita deteksi bisa kita pakai untuk membuat rangkaian pembanding tegangan.
Berdasarkan karakteristik dan cara kerja Dioda Zener diatas baik secara seri maupun paralel, maka kita bisa memanfaatkan dioda zener untuk berbagai kerperluan diantaranya sebagai penyetabil tegangan dan pendeteksi level tegangan. Selain itu dioda zener juga bisa dipakai untuk pembatas level dan pengaman port IC dari bahaya elektro statik discharge. Lebih lanjut bisa dilihat pada materi tentang fungsi dioda zener dalam rangkaian elektronika.(nulis-ilmu.com)
Baca Juga : Pengertian Dioda Varactor
Baca Juga : Mengukur Dioda Zener dengan Multimeter
