ejarah

Walaupun diode kristal (semikonduktor) dipopulerkan sebelum diode termionik, diode termionik dan diode kristal dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari diode termionik ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873^[1] Sedangkan prinsip kerja diode kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl Ferdinand Braun^[2].
Pada waktu penemuan, peranti seperti ini dikenal sebagai penyearah (rectifier). Pada tahun 1919, William Henry Eccles memperkenalkan istilah diode yang berasal dari di berarti dua, dan ode (dari ὅδος) berarti "jalur".

Prinsip kerja

Prinsip kerja diode termionik ditemukan kembali oleh Thomas Edison pada 13 Februari 1880 dan dia diberi hak paten pada tahun 1883 (U.S. Patent 307.031), namun tidak dikembangkan lebih lanjut. Braun mematenkan penyearah kristal pada tahun 1899^[3]. Penemuan Braun dikembangkan lebih lanjut oleh Jagdish Chandra Bose menjadi sebuah peranti berguna untuk detektor radio.

Penerima radio

Penerima radio pertama yang menggunakan diode kristal dibuat oleh Greenleaf Whittier Pickard. Dioda termionik pertama dipatenkan di Inggris oleh John Ambrose Fleming (penasihat ilmiah untuk Perusahaan Marconi dan bekas karyawan Edison^[4]) pada 16 November 1904 (diikuti oleh U.S. Patent 803.684 pada November 1905). Pickard mendapatkan paten untuk detektor kristal silikon pada 20 November 1906 (U.S. Patent 836.531).

Dioda termionik

Dioda termionik adalah sebuah peranti katup termionik yang merupakan susunan elektrode-elektrode di ruang hampa dalam sampul gelas. Dioda termionik pertama bentuknya sangat mirip dengan bola lampu pijar.
Dalam diode katup termionik, arus listrik yang melalui filamen pemanas secara tidak langsung memanaskan katode (Beberapa diode menggunakan pemanasan langsung, dimana filamen wolfram berlaku sebagai pemanas sekaligus juga sebagai katode), elektrode internal lainnya dilapisi dengan campuran barium dan strontium oksida, yang merupakan oksida dari logam alkali tanah. Substansi tersebut dipilih karena memiliki fungsi kerja yang kecil. Bahang yang dihasilkan menimbulkan pancaran termionik elektron ke ruang hampa. Dalam operasi maju, elektrode logam disebelah yang disebut anode diberi muatan positif jadi secara elektrostatik menarik elektron yang terpancar.
Walaupun begitu, elektron tidak dapat dipancarkan dengan mudah dari permukaan anode yang tidak terpanasi ketika polaritas tegangan dibalik. Karenanya, aliran listrik terbalik apapun yang dihasilkan dapat diabaikan.
Dalam sebagian besar abad ke-20, diode katup termionik digunakan dalam penggunaan isyarat analog, dan sebagai penyearah pada pemacu daya. Saat ini, diode katup hanya digunakan pada penggunaan khusus seperti penguat gitar listrik, penguat audio kualitas tinggi serta peralatan tegangan dan daya tinggi.

Dioda semikonduktor

Sebagian besar diode saat ini berdasarkan pada teknologi pertemuan p-n semikonduktor. Pada diode p-n, arus mengalir dari sisi tipe-p (anode) menuju sisi tipe-n (katode), tetapi tidak mengalir dalam arah sebaliknya.
Tipe lain dari diode semikonduktor adalah diode Schottky yang dibentuk dari pertemuan antara logam dan semikonduktor (sawar Schottky) sebagai ganti pertemuan p-n konvensional.

Karakteristik arus–tegangan

Karakteristik arus–tegangan dari diode, atau kurva I–V, berhubungan dengan perpindahan dari pembawa melalui yang dinamakan lapisan penipisan atau daerah pengosongan (hole) yang terdapat pada pertemuan p-n di antara semikonduktor. Ketika pertemuan p-n dibuat, elektron pita konduksi dari daerah N menyebar ke daerah P dimana terdapat banyak lubang yang menyebabkan elektron bergabung dan mengisi lubang yang ada, baik lubang dan elektron bebas yang ada lenyap, meninggalkan donor bermuatan positif pada sisi-N dan akseptor bermuatan negatif pada sisi-P. Daerah disekitar pertemuan p-n menjadi dikosongkan (hole) dari pembawa muatan dan karenanya berlaku sebagai isolator.
Walaupun begitu, lebar dari daerah pengosongan tidak dapat tumbuh tanpa batas. Untuk setiap pasangan elektron-lubang yang bergabung, ion pengotor bermuatan positif ditinggalkan pada daerah terkotori-n dan ion pengotor bermuatan negatif ditinggalkan pada daerah terkotori-p. Saat penggabungan berlangsung dan lebih banyak ion ditimbulkan, sebuah medan listrik terbentuk di dalam daerah pegosongan yang memperlambat penggabungan dan akhirnya menghentikannya. Medan listrik ini menghasilkan tegangan tetap dalam pertemuan.

Jenis-jenis diode semikonduktor

Ada beberapa jenis dari diode pertemuan yang hanya menekankan perbedaan pada aspek fisik baik ukuran geometrik, tingkat pengotoran, jenis elektrode ataupun jenis pertemuan, atau benar-benar peranti berbeda seperti diode Gunn, diode laser dan diode MOSFET.

Dioda biasa

Beroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih langka dari germanium. Sebelum pengembangan diode penyearah silikon modern, digunakan kuprous oksida (kuprox)dan selenium, pertemuan ini memberikan efisiensi yang rendah dan penurunan tegangan maju yang lebih tinggi (biasanya 1.4–1.7 V tiap pertemuan, dengan banyak lapisan pertemuan ditumpuk untuk mempertinggi ketahanan terhadap tegangan terbalik), dan memerlukan benaman bahan yang besar (kadang-kadang perpanjangan dari substrat logam dari dioda), jauh lebih besar dari diode silikon untuk rating arus yang sama.

Dioda bandangan

Dioda yang menghantar pada arah terbalik ketika tegangan panjar mundur melebihi tegangan dadal dari pertemuan P-N. Secara listrik mirip dan sulit dibedakan dengan diode Zener, dan kadang-kadang salah disebut sebagai diode Zener, padahal diode ini menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu efek bandangan. Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi pada pertemuan, menyebabkan arus besar mengalir melewatinya, mengingatkan pada terjadinya bandangan yang menjebol bendungan. Dioda bandangan didesain untuk dadal pada tegangan terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara diode bandangan (yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V) dan diode Zener adalah panjang kanal yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyai koefisien suhu yang berbeda, diode bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif.

Dioda Cat's whisker

Ini adalah salah satu jenis diode kontak titik. Dioda cat's whisker terdiri dari kawat logam tipis dan tajam yang ditekankan pada kristal semikonduktor, biasanya galena atau sepotong batu bara^[5]. Kawatnya membentuk anode dan kristalnya membentuk katode. Dioda Cat's whisker juga disebut diode kristal dan digunakan pada penerima radio kristal.

Dioda arus tetap

Ini sebenarnya adalah sebuah JFET dengan kaki gerbangnya disambungkan langsung ke kaki sumber, dan berfungsi seperti pembatas arus dua saluran (analog dengan Zener yang membatasi tegangan). Peranti ini mengizinkan arus untuk mengalir hingga harga tertentu, dan lalu menahan arus untuk tidak bertambah lebih lanjut.

Esaki atau diode terobosan

Dioda ini mempunyai karakteristik resistansi negatif pada daerah operasinya yang disebabkan oleh quantum tunneling, karenanya memungkinkan penguatan isyarat dan sirkuit dwimantap sederhana. Dioda ini juga jenis yang paling tahan terhadap radiasi radioaktif.

Dioda Gunn

Dioda ini mirip dengan diode terowongan karena dibuat dari bahan seperti GaAs atau InP yang mempunyai daerah resistansi negatif. Dengan panjar yang semestinya, domain dipol terbentuk dan bergerak melalui dioda, memungkinkan osilator gelombang mikro frekuensi tinggi dibuat.

Demodulasi radio

Penggunaan pertama diode adalah demodulasi dari isyarat radio modulasi amplitudo (AM). Dioda menyearahkan isyarat AM frekuensi radio, meninggalkan isyarat audio. Isyarat audio diambil dengan menggunakan tapis elektronik sederhana dan dikuatkan.

Penyearah arus

Penyearah arus dibuat dari diode, dimana diode digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Contoh yang paling banyak ditemui adalah pada rangkaian adaptor. Pada adaptor, diode digunakan untuk menyearahkan arus bolak-balik menjadi arus searah. Sedangkan contoh yang lain adalah alternator otomotif, dimana diode mengubah AC menjadi DC dan memberikan performansi yang lebih baik dari cincin komutator dari dinamo DC.

1. Atom adalah: Satuan terkecil dari suatu materi yang terdiri atas inti, yang biasanya mengandung proton (muatan+) dan neutron (netral), dan kulit yang berisi muatan negatif yaitu elektron. Ada juga yang menyebutkan bahwa atom adalah partikel penyusun unsur.
Kedua pengetian ini semuanya benar. Yang pasti atom itu :
- punya proton, neutron, elektron, (kecuali pd Hidrogen-1, yg tidak memiliki neutron)
- punya karekteristik tertentu, yaitu punya jumlah proton dan elektron yang sama (jika tdk sama disebut ion)
- atom2 yang punya karakteristik yang sama dinamakan unsur,
Analogi sederhana: Setiap orang yang sering membaca, kita sebut sikutu buku, ceritanya kita punya 4 teman yang punya hobi membaca, sehingga kita simpulkan keempat teman kita ini sikutubuku karena punya kebiasaan yang sama. Jadi
teman kita= atom,
sama2 hobi baca= punya jumlah proton&elektron sama/ berkarakter sama,
sikutu buku=unsur
Anggapan yang salah
- gabungan/ikatan beberapa atom akan membentuk unsur (SALAH).
Yang benar: unsur adalah nama untuk kumpulan/himpunan atom yang punya karakter yang sama. Gabungan/ikatan dari beberapa atom bukan membentuk unsur tapi membentuk molekul. Bedakan himpunan dan ikatan..!
2. Molekul adalah: Gabungan dari beberapa atom unsur, bisa dua atau lebih. Artinya ketika berbicara molekul maka yang dibayangkan adalah gabungan atom2 (bukan 1 atom). Molekul adalah partikel terkecil dari suatu unsur/senyawa
- Jika gabungan dari atom unsur yang sama jenisnya maka disebut Molekul Unsur, Contohnya: O2, H2, O3, S8
- Jika gabungan dari atom unsur yang berbeda jenisnya maka disebut Molekul Senyawa, Contohnya: H2O, CO2, C2H5
3. Ion adalah: atom yang bermuatan listrik, ion yang bermuatan listrik disebut kation, dan ion yang bermuatan negatif disebut anion. Kation dan anion dapat berupa ion tunggal hanya terdiri dari satu jenis atom atau dapat pula berupa ion poliatom mengandung dua atau lebih atom yang berbeda.
Beberapa Kesimpulan:
Unsur itu partikelnya bisa berupa atom/molekul unsur. Unsur2 yang partikelnya berupa atom, berarti unsur tersebut bisa berdiri sendiri atau hanya mengandung satu atom saja, penulisannya ditulis dengan lambang unsurnya, misalnya C (karbon), He (Helium). Bila partikelnya berupa molekul maka artinya unsur tersebut dibentuk dari gabungan atom yang berjenis sama, dia tidak bisa berdiri sendiri, unsur2 tersebut ditulis dengan lambang unsurnya disertai dengan jumlah atom penyusunya. Contohnya: O2, H2. Makanya unsur oksigen tidak pernah ditulis hanya huruf O saja, melainkan ditambah angka 2 sebagai arti bahwa Unsur ini dibentuk dari 2 atom oksigen.
JENIS-JENIS MATERI/ZAT
Materi/Zat secara umum dibagi menjadi 2 bagian yaitu zat tunggal dan campuran. Zat tunggal dapat berupa unsur, atau berupa senyawa. Sedangkan campuran dapat berupa campuran homogen atau berupa campuran heterogen.

1. Unsur adalah: Sekelompok atom yang memiliki jumlah proton yang sama pada intinya. Jumlah ini disebut sebagai nomor atom unsur. Unsur didefinisikan pula sebagai zat tunggal yang sudah tidak bisa dibagi-bagi lagi menjadi bagian yang lebih kecil.

Saya hanya ingin menekankan “unsur hanyalah sebutan saja untuk atom-atom yg yang punya karakter sama (punya jumlah proton yg sama)”. Sebagai contoh, semua atom yang memiliki 6 proton pada intinya adalah atom dari unsur kimia karbon, dan semua atom yang memiliki 92 proton pada intinya adalah atom unsur uranium.

Bisa dibilang unsur adalah atom itu sendiri, contohnya: jika ada H2O, maka kita bisa bilang: terdiri dari 2 atom hidrogen, dan 1 atom oksigen, padahal Hidrogen dan oksigen keduanya adalah unsur.
2. Senyawa: Senyawa adalah zat tunggal yang terdiri atas beberapa unsur yang saling kait-mengait. Senyawa dibentuk dari minimal 2 unsur yang berbeda. Walaupun dibentuk dari unsur yang berbeda, namun senyawa tetap disebut zat tunggal, karena sifat-sifat unsur yang membentuknya tidak dapat di temukan pada senyawa. Dengan kata lain

Senyawa telah menjelma menjadi zat yang baru.

Contoh:
Reaksi antara Hidrogen(H) dan oksigen (O2), diperoleh zat baru yang disebut air, yaitu:
H + O2 ——–> H2O
Pada reaksi tersebut, dihasilkan zat baru yang sifatnya berbeda dari unsur-unsur penyusunnya. Hidrogen adalah gas yang sangat ringan dan mudah terbakar, sedangkan oksigen adalah gas yang terdapat di udara yang sangat diperlukan tubuh kita untuk pembakaran. Tampak jelas bahwa sifat air berbeda dengan sifat hidrogen dan oksigen.
Ciri khas senyawa adalah dia mempunyai perbandingan massa penyusun yang tetap, air tersusun dari oksigen dan hidrogen dengan perbandingan massa unsur oksigen banding hidrogen adalah selalu 8 : 1
Perbedaan Senyawa dan molekul
“setiap senyawa adalah molekul namun setiap molekul belum tentu senyawa”. Senyawa adalah gabungan minimal 2 atom berbeda, sedangkan molekul gabungan minimal 2 atom bisa sama bisa juga berbeda.
3. Campuran: Zat yang tersusun dari beberapa zat yang lain jenis dan tidak tetap susunannya dari unsur dan senyawa. Campuran merupakan materi yang terdiri dari dua atau zat tunggal. Materi yang kita jumpai sehari-hari hampir semuanya campuran. Bahkan kita sering membuat campuran bahan, misalnya ketika kita membuat kopi atau teh manis.
Campuran dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu:

• Campuran homogen = Larutan
• Campuran Heterogen = Suspensi, dan
• Campuran yang keadaannya antara suspensi dan larutan = Koloid

3.1. Larutan  adalah: campuran dua zat atau lebih yang terdiri dari zat terlarut dan pelarut. Ukuran partikel larutan sangat kecil, kurang dari 1 nm, sehingga tidak dapat dilihat dengan menggunakan microskop ultra sekalipun. dan tidak dapat dibedakan antara zat terlarut dan medium pelarutnya. Zat dalam larutan tidak dapat dipisahkan melalui penyaringan.
Contoh larutan gula, kita tidak bisa membedakan mana gula mana air dalam larutan gula. Beberapa contoh larutan adalah larutan garam, larutan asam basa dan lain-lain.
3.2. Suspensi adalah: Suspensi adalah campuran kasar dan bersifat heterogen. Ukuran partikel suspensi lebih dari 100 nm.
Contoh suspensi adalah campuran terigu dalam air, apakah masih tampak terigu tersebut ? Jawabannya Ya, Masih. Campuran ini awalnya tampak seperti larutan yang keruh, tetapi lambat laun terpisah karena pengaruh gravitasi (mengalami pengendapan). Suspensi dapat dipisahkan melalui penyaringan. Contoh suspensi yang lain misalnya kapur dengan air, tanah dengan air, es cendol, campuran batu kali dengan pasir dan lain-lain.
3.3. Koloid adalah: Koloid adalah campuran yang terdiri dari partikel terdispersi dan pertikel pendispersi. Ukuran partikel koloid terletak antara 1 nm – 100 nm. Atau dengan kata lain ukuran partikel koloid keadaannya antara suspensi dan larutan.
Contoh koloid adalah air susu, santan, air sabun, dan cat. Koloid tampak keruh tetapi stabil (tidak memisah/mengendap). Bahan dalam campuran koloid tidak dapat dipisahkan melalui penyaringan biasa, melainkan dengan menggunakan penyaring ultra.
Beberapa contoh koloid yang lain adalah susu, buih, santan, agar-agar, mutiara, gelas berwarna dan lain-lain