Bengkel Tv – Dioda Zener merupakan sebuah komponen elektronika yang memiliki banyak kegunaan dalam berbagai aplikasi elektronik.
Dalam artikel ini, kita akan membahas pengertian, fungsi, dan cara kerja dari dioda Zener secara detail. Dioda Zener memiliki karakteristik yang berbeda dari dioda biasa dan memiliki banyak manfaat dalam mempertahankan tegangan dan arus dalam sirkuit elektronik.
Oleh karena itu, dioda Zener sangat penting untuk dipahami dan diterapkan dalam berbagai aplikasi elektronik.
Pengertian Dioda Zener
Dioda Zener adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dioda ini dirancang khusus untuk bekerja dengan sistem bias balik. Karakteristik dan prinsip kerja dioda Zener hampir sama dengan dioda biasa, hanya saja dioda Zener memiliki desain yang khusus untuk mengalirkan arus listrik dengan arah berlawanan.
Proses mengalirkan arus listrik ke arah berlawanan ini disebut sebagai tegangan tembus. Karena kemampuannya untuk bekerja dengan sistem bias balik, dioda Zener sering digunakan sebagai pengatur tegangan dan stabilisator arus listrik.
Rumus Dioda Zener
Dimana:
Vs = Sumber tegangan
Vz = Tegangan dari dioda zener
Is = Jumlah arus yang mengalir
Rs = Tegangan resistor
Apa Saja Fungsi Dioda Zener?
Dalam dunia elektronika, penggunaan dioda Zener sudah biasa bagi para teknisi. Dioda Zener sering digunakan dalam berbagai peralatan listrik rumah tangga, seperti peralatan harian yang sering kita jumpai di rumah. Namun, apa saja fungsi dari dioda Zener tersebut?
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
Jika komponen elektronik menerima tegangan yang berlebihan, maka dioda Zener akan mengalirkannya pada arah berlawanan (reserve bias).
Pada dioda biasa, jika rangkaian menerima arus yang melebihi kapasitas, dapat menyebabkan komponen menjadi panas dan rusak. Namun, jika menggunakan dioda Zener, hal tersebut tidak terjadi karena dioda Zener 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, maka ia berfungsi sebagai regulator shunt dan membantu rangkaian untuk menjaga tegangan yang tetap dan stabil.
5. Perlindungan Electro Static Discharge (ESD)
Karena kemampuannya untuk bekerja dengan bias depan, dioda Zener juga dapat berfungsi sebagai perlindungan ESD (Electro Static Discharge).
6. Menghasilkan Tegangan DC yang Murni
Selain membatasi sinyal masuk ke dalam rangkaian, dioda ini juga dapat memanipulasi arus AC menjadi arus DC.
Arus DC yang masuk juga akan melewati proses filter, yang akan menghasilkan tegangan DC yang lebih murni.
Prinsip Kerja Dioda Zener
Untuk memahami lebih lanjut tentang Dioda Zener, mari kita lihat rangkaian dasar berikut:
Dalam rangkaian tersebut, dioda Zener dipasang dengan prinsip reverse bias. Rangkaian ini merupakan metode umum dalam pemasangan dioda Zener. Dalam rangkaian tersebut, tegangan masuk adalah 12V, tetapi multimeter menunjukkan bahwa tegangan yang melewati dioda Zener adalah 2,8V, yang berarti tegangan turun saat melewati dioda Zener yang dipasang dengan prinsip reverse bias.
Balik (Reverse Bias). Sedangkan fungsi Resistor dalam Rangkaian tersebut adalah untuk pembatas arus listrik. Untuk menghitung Arus Listrik (Ampere) tersebut, kita dapat menggunakan Hukum Ohm seperti dibawah ini :
(Vinput – Vzener) / R = I
(12 – 2,8) /460 = 19,6mA
Jika menggunakan Tegangan yang lebih tinggi, contohnya 24V. Maka arus listrik yang mengalir dalam Rangkaian tersebut akan semakin besar :
(24 – 2,8) / 460 = 45mA
Namun, tegangan yang melewati dioda Zener akan tetap sama, yaitu 2,8V. Karena itu, dioda Zener cocok sebagai regulator tegangan. Dioda Zener akan memberikan tegangan yang tetap dan sesuai dengan tegangan Zenernya terhadap tegangan masuk yang diberikan.
Pada umumnya Tegangan Dioda Zener yang tersedia di pasaran berkisar di antara 2V sampai 70V dengan daya (power) dari 500mW sampai dengan 5W.
Untuk menghitung disipasi daya Dioda Zener, kita dapat menggunakan rumus :
P = Vz I
Contoh :
P = 2,8 x 19,6
P = 54,9mW
Dioda Zener sering digunakan sebagai regulator tegangan dan pelindung terhadap tegangan berlebih. Fungsinya adalah untuk menjaga kestabilan arus dan tegangan dalam rangkaian.
Bagaimana Cara Membaca Dioda Zener?
Ternyata, ada banyak jenis dan ukuran dioda Zener. Setiap jenis memiliki spesifikasi yang berbeda dan dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Voltase terendah yang dimiliki adalah 2,4 volt, sedangkan voltase tertingginya adalah 200 volt. Selain itu, dioda hanya dibuat dengan daya maksimal 5 watt.
Untuk memahami ukuran dan nilai dioda Zener, kita juga harus tahu cara membaca kode dioda Zener. Kode dari dioda Zener bervariasi tergantung produsen. Namun, pada bagian luar dioda biasanya tertera kode yang menunjukkan nilai tegangan kerjanya. Misalnya, jika Anda menemukan dioda dengan kode 5V6, itu berarti outputnya 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.
Penutup
Dengan demikian, kita telah mempelajari tentang dioda Zener, pengertian, fungsi, dan cara kerjanya. Dioda Zener adalah komponen elektronik yang memiliki banyak manfaat dalam berbagai aplikasi elektronik.
Fungsinya sebagai pengatur tegangan dan pencegah aliran mundur arus listrik membuat dioda Zener sangat berguna dalam sirkuit elektronik.
Dalam memahami ukuran dan nilai dioda Zener, kita juga harus tahu cara membaca kode dioda Zener. Ini penting agar kita dapat menentukan nilai tegangan kerja dari komponen ini.
Kesimpulannya, dioda Zener memiliki peran yang sangat penting dalam sirkuit elektronik, dan memahami cara kerjanya akan membantu dalam menentukan pemilihan dan penggunaan yang tepat. Semoga bermanfaat