Dioda Zener adalah dioda P-N junction yang bekerja dengan memanfaatkan area reverse bias sehingga pemasangannya selalu terbalik (berlawanan dengan dioda pada umumnya).
 |
| Gambar 1. Dioda Zener |
Saat dioda zener dipasang pada posisi reverse dan mencapai tegangan breakdown maka dioda zener mengalirkan arus reverse yang besar sehingga tegangan pada dioda zener dijaga tetap stabil dikisaran tegangan breakdown.
Dioda zener di-doping lebih tinggi sehingga memiliki bahan semikonduktor dengan konsentrasi tinggi dibanding dengan dioda P-N junction biasa sehingga memiliki daerah depletion layer yang lebih tipis dan mengijinkan arus lebih besar dibanding P-N junction pada umumnya. Dioda zener juga dapat bekerja pada forward bias seperti normal P-N junction meskipun dioda zener didesain bekerja dalam keadaan reverse.
Dioda Zener memiliki 2 jenis tegangan breakdown yaitu :
1. Zener breakdown
Tegangan breakdown terjadi karena lapisan depletion layer sangat tipis yang disebabkan doping tinggi pada masing-masing region. Saat diberi tegangan reverse maka daerah depletion layer menghasilkan medan listrik kuat. Saat tegangan reverse mendekati tegangan breakdown dioda zener, medan listrik sekitar depletion layer mampu menarik elektron dari pita valensi. Elektron valensi yang menerima cukup energi dari medan listrik kuat pada depletion layer memutus ikatan dengan atom induk dan menjadi elektron bebas. Elektron bebas inilah yang membawa arus listrik dari satu tempat ke tempat lain. Dengan meningkatnya tegangan reverse akan meningkatkan besarnya arus listrik.
Dioda Zener memiliki 2 jenis tegangan breakdown yaitu :
1. Zener breakdown
Tegangan breakdown terjadi karena lapisan depletion layer sangat tipis yang disebabkan doping tinggi pada masing-masing region. Saat diberi tegangan reverse maka daerah depletion layer menghasilkan medan listrik kuat. Saat tegangan reverse mendekati tegangan breakdown dioda zener, medan listrik sekitar depletion layer mampu menarik elektron dari pita valensi. Elektron valensi yang menerima cukup energi dari medan listrik kuat pada depletion layer memutus ikatan dengan atom induk dan menjadi elektron bebas. Elektron bebas inilah yang membawa arus listrik dari satu tempat ke tempat lain. Dengan meningkatnya tegangan reverse akan meningkatkan besarnya arus listrik.
 |
| Gambar 2. Kondisi zener breakdown |
2. Avalanche breakdown
Avalanche breakdown terjadi saat dioda zener dan normal P-N junction pada kondisi tegangan reverse tinggi sehingga elektron bebas mendapatkan sejumlah energi yang besar yang menyebabkan laju atau pergerakan menjadi lebih cepat. Elektron dengan kecepatan tinggi bertabrakan dengan atom dan menghasilkan lebih banyak elektron, lalu elektron yang dihasilkan tadi mendapatkan energi yang besar dan menghasilkan kecepatan tinggi dan bertabrakan lagi dengan atom bebas dan menghasilkan elektron bebas. Karena tabrakan terjadi terus menerus dan menghasilkan elektron semakin banyak maka dioda akan mengalirkan arus listrik semakin besar.
 |
| Gambar 3. Avalanche breakdown |
Kegunaan Dioda Zener
Dioda zener umumnya digunakan sebagai voltage regulator yaitu untuk menjaga tegangan agar tetap stabil meskipun tegangan sumber mengalami kenaikan tegangan.
Dioda zener umumnya digunakan sebagai voltage regulator yaitu untuk menjaga tegangan agar tetap stabil meskipun tegangan sumber mengalami kenaikan tegangan.
 |
| Gambar 4. Zener sebagai voltage regulator |
Gambar 4 menunjukan rangkaian voltage regulator menggunakan dioda zener. Tegangan pada dioda zener akan selalu stabil pada nilai sekitar tegangan breakdown dioda zener, hal ini menyebabkan tegangan pada terminal Base transistor juga stabil, sehingga output pada terminal Emitter transistor mengikuti tegangan pada terminal Base transistor tetapi sedikit lebih kecil sekitar 0,7 Volt. Dengan adanya dioda zener terhubung pada terminal Base transistor maka tegangan output akan selalu stabil dikisaran tegangan breakdown dioda zener saat sumber dc input melebihi tegangan breakdown dioda zener.
EoF
