Dioda Zener: Pengertian, Fungsi, dan Cara Kerjanya
Dioda Zener adalah salah satu jenis dioda yang dirancang khusus untuk dapat bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi perbedaanya pada dioda zener arus juga memungkinkan untuk mengalir mundur (backwards) secara andal ketika mencapai tegangan balik (reverse-breakdown) tertentu, tegangan tersebut dikenal sebagai tegangan Zener.
Artinya, dioda Zener hanya dapat menghentikan arus yang mengalir melalui rangkaian hingga tegangan tertentu saja.
Contohnya, jika tegangan reverse-breakdown dioda Zener adalah 10 V dan arus yang mengalir hanya 6 V maka dioda Zener akan memblokir aliran arus. Akan tetapi, jika aliran arus rangkaian adalah 11 V maka dioda Zener akan membiarkan arus lewat/mengalir.
Konstruksi dioda Zener juga berbeda dengan konstruksi dioda biasa. Dioda Zener dibuat dari semikonduktor tipe N dan P yang didoping dengan jumlah doping yang bervariasi untuk mencapai tegangan tembus (breakdown) yang bervariasi.
Akibatnya, tingkat tegangan dioda Zener yang berbeda memiliki kapasitas tegangan yang bervariasi. Singkatnya, dioda Zener dirancang untuk dapat digunakan dalam mode reverse-bias, dengan tegangan tembus yang rendah dan stabil.
Fungsi Dioda Zener
Apa fungsi dari dioda Zener yang mampu digunakan dalam dua arah?
Jadi, dioda Zener dapat difungsikan sebagai pengaturan tegangan, sebagai elemen referensi, sirkuit clipper, perlindungan sirkuit dari tegangan berlebih, dan untuk menavigasi aliran arus parsial ke arah yang berbeda dalam suatu rangkaian.
Dioda Zener banyak digunakan dalam semua jenis peralatan elektronik dan merupakan salah satu blok dasar sirkuit elektronik.
Dioda Zener digunakan untuk menghasilkan rel pasokan yang stabil pada daya rendah dari tegangan yang lebih tinggi dan untuk memberikan tegangan referensi untuk sirkuit, terutama pasokan listrik stabil.
Dioda Zener juga digunakan untuk melindungi sirkuit dari tegangan lebih, terutama pelepasan muatan listrik statis.
Baca Juga: Pengertian Lampu LED, Fungsi, Jenis, Simbol, dan Cara Kerjanya
Cara Kerja Dioda Zener
Dioda Zener bertindak seperti dioda pada umumnya ketika dibias maju. Namun, dioda Zener dirancang untuk memungkinkan arus mengalir secara bias mundur setelah tegangan balik sama dengan tegangan Zener yang diizinkan.
Tidak seperti dioda penyearah biasa, yang tidak pernah dimaksudkan untuk dioperasikan pada atau mendekati breakdown, dioda Zener dirancang untuk beroperasi di wilayah breakdown. Breakdown pada dioda terjadi ketika Anda menerapkan tegangan bias balik di dioda.
Dioda Zener yang beroperasi dalam keadaan breakdown bertindak sebagai pengatur tegangan karena ia mempertahankan tegangan yang hampir konstan, yang sama dengan tegangan Zener, di seluruh terminalnya pada rentang nilai arus balik yang ditentukan.
Penurunan tegangan konstan di dioda Zener yang dihasilkan oleh reverse-breakdown diwakili oleh simbol tegangan DC.
Sejarah Singkat Dioda Zener
Dioda Zener dinamai dari fisikawan Amerika yang bernama Clarence Zener. Beliau adalah yang pertama kali menggambarkan efek Zener pada tahun 1934 dalam studi teoritis utamanya tentang kerusakan sifat isolator listrik.
Kemudian, karyanya mengarah pada implementasi efek Bell Labs dalam bentuk perangkat elektronik, yang sekarang dikenal sebagai perangkat yang bernama dioda Zener.
Clarence Zener lahir pada tahun 1903 di Indianapolis. Dalam banyak hal dia adalah anak yang tidak mungkin untuk melanjutkan menjadi seorang peneliti karena Zener memiliki masalah dengan gagap dan dia tidak dapat membaca dengan benar sebelum usia 10 tahun.
Namun demikian, Zener mengembangkan kepercayaan diri dalam belajar mandiri dan berhasil masuk Universitas Stanford pada usia 16 tahun dan ia lulus pada tahun 1926 sebelum pindah ke Harvard di mana ia memperoleh gelar Ph.D. fisika pada tahun 1929.
Setelah lulus, Zener menghabiskan waktu di Universitas Princeton dan juga di Inggris di Universitas Bristol di mana dia mengeksplorasi bakatnya yang mungkin paling berguna untuk dikerahkan. Satu area di mana dia melihat mungkin dapat berkontribusi adalah di area gangguan bias balik dioda semikonduktor.
Akhirnya, pada tahun 1934 Zener menulis makalah tentang kerusakan listrik bahan.
