Struktur dan skema dari dioda dapat dilihat
pada gambar 7 di atas.
Pada dioda, plate diletakkan dalam posisi
mengelilingi katoda sedangkan heater disisipkan di dalam katoda. Elektron
pada katoda yang dipanaskan oleh heater akan bergerak dari katoda
menuju plate.
Untuk dapat memahami bagaimana cara kerja
dioda kita dapat meninjau 3 situasi sebagi berikut ini yaitu :
- Dioda diberi tegangan nol
- Dioda diberi tegangan negative
- Dioda diberi tegangan positive
Dioda Diberi Tegangan
nol
Ketika dioda diberi tengangan nol maka tidak
ada medan listrik yang menarik elektron dari katoda. Elektron yang mengalami
pemanasan pada katoda hanya mampu melompat sampai pada posisi yang tidak
begitu jauh dari katoda dan membentuk muatan ruang ( Space Charge).Tidak
mampunya elektron melompat menuju katoda disebabkan karena energi yang
diberikan pada elektron melalui pemanasan oleh heater belum cukup
untuk menggerakkan elektron menjangkau plate.
Dioda diberi tegangan
negative
Ketika dioda diberi tegangan negatif maka
potensial negatif yang ada pada plate akan menolak elektron yang sudah
membentuk muatan ruang sehingga elektron tersebut tidak akan dapat menjangkau
plate sebaliknya akan terdorong kembali ke katoda, sehingga tidak akan
ada arus yang mengalir.
Dioda diberi tegangan
positive
Ketika dioda diberi tegangan positif maka
potensial positif yang ada pada plate akan menarik elektron yang baru saja
terlepas dari katoda oleh karena emisi thermionic, pada situasi inilah
arus listrik baru akan terjadi. Seberapa besar arus listrik yang akan mengalir
tergantung daripada besarnya tegangan positif yang dikenakan pada plate.
Semakin besar tegangan plate akan semakin besar pula arus listrik yang
akan mengalir.
Oleh karena sifat dioda yang seperti ini
yaitu hanya dapat mengalirkan arus listrik pada situasi tegangan tertentu
saja, maka dioda dapat digunakan sebagai penyearah arus listrik (rectifier).
Pada kenyataanya memang dioda banyak digunakan sebagai penyearah tegangan
AC menjadi tegangan DC.
Plate Characteristic
dari Dioda
Karakteristik yang paling penting dari dioda
adalah Plate Characteristic, dimana karakteristik ini memberikan koorelasi
antara tegangan pada dioda dengan arus yang mengalir pada dioda.
Pada Figure 11 di atas dapat dilihat
rangkaian uji (Figure 11.A) untuk mendapatkan karakteristik plate dan contoh
karakteristik plate dari dioda(Figure 11.B).
Heater voltage diberikan pada filament untuk
memanaskan tabung sampai pada temperatur tertentu yaitu T1, dan kemudian
tegangan plate Eb diubah mulai dari 0 sampai pada suatu nilai tertentu
yang masih dapat ditangani oleh dioda. Arus Ib yang mengalir pada dioda
akan naik bersamaan dengan naiknya tegangan pada plate seperti terlihat
pada grafik karakteristik plate, akan tetapi ketika menjangkau harga Eb
tertentu maka Ib tidak dapat naik lagi dan tetap konstan walaupun Eb dinaikkan
terus. Titik dimana Ib tidak dapat naik lagi walaupun Eb terus dinaikkan
dinamakan saturation point.
Jika tegangan filament dinaikkan sehingga
suhu dari dioda menjadi naik (T2) dan percobaan serupa seperti diatas dilakukan
lagi, akan didapat arus Ib yang lebih besar pada saturation point. Atas
dasar situasi ini dapat disimpulkan bahwa temperatur pada dioda dapat berpengaruh
dalam menentukan arus maksimum yang dapat mengalir pada dioda.
Resistansi Dioda
Dari karakteristik plate yang telah kita
bahas di atas maka, kita dapat melihat bahwa ada kaitan tertentu antara
tegangan dan arus yang mengalir pada dioda, berdasarkan atas kenyataan
ini maka kita dapat menyimpulkan bahwa sesungguhnya dioda memiliki resistansi
dalam ( internal resistance).
Resistansi dalam yang dimiliki oleh dioda
adalah tidak sama untuk arus AC maupun DC yang diberikan oleh dioda sehingga
dalam kaitan dengan sifat ini maka terdapat dua definisi resistansi
internal dioda yaitu DC Plate Resistance dan AC Plate Resistance.
DC Plate resistance adalah resistansi dioda yang diukur ketika pada dioda
dberikan tegangan DC, sedangkan AC Plate resistance ialah resistansi dioda
yang diukur ketika pada dioda diberikan tegangan AC.
Untuk lebih memahami proses perhitungan
resistansi dioda dapat anda lihaat gambar 12 berikut ini.
Figure 12.A menampilkan grafik untuk mengukur
DC Plate resistance dari dioda dimana DC Plate resistance dari dioda (Rb)
ialah Rb= 0A/0B
Figure 12.b menampilkan perhitungan AC Plate
resistance dari dioda, karena tegangan AC adalah bersifat dinamik atau
berubah ubah nilainya setiap saat maka perhitungan AC Plate resistance
harus dilakukakan juga dengan memperhatikan perubahan tegangan dan arus
dioda pada beberapa keadaan dalam hal ini ialah selisih perubahan tegangan
arus dan tegangan dioda.
AC Plate resistance (rb) berdasarkan Figure
12.B ialah rb= (BC/YZ)