Prinsip Kerja LED Jenis Dioda Pemancar Cahaya Forward Reverse Kutub Kaki Diode

LED (Light Emitting Diode) merupakan salah satu Jenis Diode yang dapat memancarkan cahaya. LED banyak digunakan sebagai indicator, display, dan sekarang banyak LED yang digunakan sebagai lampu penerangan. Kelebihan yang dimiliki LED dibandingkan dengan lampu pijar yaitu konsumsi daya yang sangat kecil. Selain itu juga ketahanan yang dimiliki LED sangat luar biasa. LED mempunyai umur pakai yang sangat panjang bila dibandingkan dengan lampu pijar.

Simbol LED dengan penampakan samping dan atas diperlihatkan pada gambar di bawah.

LED Dengan Forward Bias

Rangkaian forward adalah rangkaian LED dimana kaki anoda LED terhubung dengan positif sumber tegangan dan kaki katoda terhubung dengan negatif sumber tegangan. Rangkaian forward LED diperlihatkan pada gambar di bawah.

LED merupakan salah satu jenis diode yang menggunakan penggabungan antara bahan semikonduktor tipe P dan tipe N.  Di antara sambungan bahan semikonduktor tipe P dan tipe N tersebut terdapat Depletion Area (Daerah Pemisahan) yang berisi hole. Sedangkan pada semikonduktor tipe P (Anoda) terdapat ion bermuatan positif dan juga hole. Semikonduktor tipe N (Katoda) terdapat ion bermuatan negatif dan juga hole yang diilustrasikan pada gambar di bawah yang merupakan dioda yang belum dirangkai. Hole difungsikan sebagai jalan muatan listrik untuk berpindah tempat.

Prinsip dasar kerja LED menggunakan hukum fisika coloumb “Muatan Sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik menarik”. Dari hukum coloumb tersebut akan diaplikasikan untuk menjelaskan kerja LED.

Pada keadaan dioda dirangkai dengan bias maju (forward), maka bagian Anoda akan terhubung dengan kutub positif tegangan dan bagian Katoda akan terhubung dengan kutub negatif tegangan. Muatan positif pada bagian Anoda akan tolak menolak dengan muatan positif dari sumber tegangan, begitu pula pada bagian Katoda yang berisi muatan negatif akan terjadi tolak menolak dengan kutub negatif sumber tegangan. Dari gambar di bawah diilustrasikan muatan positif pada Anoda akan terdorong ke kanan dan muatan negatif pada Katoda akan terdorong ke kiri.

Oleh karena itu, area pemisahan (depletion) akan menyempit sehingga memungkinkan terjadinya loncatan mutan listrik. Loncatan muatan listrik tersebut akan memancarkan cahaya yang akan diteruskan ke luar dari LED. Oleh karena itu, sebuah LED dibuat dengan bahan yang transparan yang dapat meneruskan cahaya yang dihasilkan oleh loncatan muatan listrik tersebut sehingga akan terlihat menyala.

LED Dengan Forward Bias

Untuk rangkaian reverse kebalikannya yaitu kaki anoda LED terhubung dengan negatif sumber tegangan dan kaki katoda terhubung dengan positif sumber tegangan. Rangkaian reverse LED diperlihatkan pada gambar di bawah. 

Pada keadaan LED dirangkai dengan bias mundur (reverse), maka bagian Anoda akan terhubung dengan kutub negatif tegangan sumber dan bagian Katoda akan terhubung dengan kutub positif tegangan sumber. Muatan positif pada bagian Anoda akan tarik menarik dengan muatan negatif dari sumber tegangan, begitu pula pada bagian Katoda yang berisi muatan negatif akan terjadi tarik menarik dengan kutub positif sumber tegangan.

Dari gambar di bawah diilustrasikan muatan positif pada Anoda akan tertarik ke kiri dan muatan negatif pada Katoda akan tertarik ke kanan. Oleh karena itu, area pemisahan (depletion) akan melebar sehingga tidak memungkinkan terjadinya loncatan mutan listrik. Pada keadaan bias mundur (reverse) ini tidak akan terjadi aliran listrik.

Dengan demikian, tidak ada loncatan muatan listrik yang terjadi di antara bagian anoda dan katoda. Oleh karena itu LED tidak akan memancarkan cahaya dan akan Nampak tidak menyala.

Demikian penjelasan prinsip kerja LED berdasarkan Hukum Coloumb “Muatan Sejenis (bertanda sama) akan saling tolak-menolak, sedangkan muatan berbeda jenis akan saling tarik menarik”. Semoga artikel ini dapat bermanfaat.

Share this post