Diod semikonduktor dibuat dengan mencantum dua kepingan semikonduktor yang dirawat khas. Ia mempunyai rintangan rendah terhadap arus dalam satu arah dan rintangan yang sangat tinggi dalam arah yang lain, jadi arus secara berkesan hanya melalui satu arah.
Apabila diod disambung supaya ia mengalirkan arus, ia dipincang ke hadapan dan arus mengalir. Apabila disambung arah bertentangan, ia dipincang songsang dan menyekat arus. Ini memberikan tugas utamanya: rektifikasi, menukar arus ulang-alik, yang berbalik arah beberapa kali sesaat, kepada arus yang mengalir dalam satu arah sahaja.
Satu diod tunggal hanya melepaskan separuh setiap kitaran yang berada dalam arah hadapan, memberikan rektifikasi separuh gelombang. Diod dalam litar itulah yang membolehkan pengecas telefon atau radio beroperasi daripada bekalan sesalur, yang merupakan arus ulang-alik.
Dalam SPM, anda patut memerihalkan pincang hadapan dan pincang songsang serta menerangkan cara diod merektifikasi arus ulang-alik.
Salah faham biasa
- Diod membenarkan arus mengalir sama rata kedua-dua arah -> Ia mengalirkan arus dalam arah hadapan dan menyekat arah songsang.
- Diod menukar arus ulang-alik dengan menyimpan cas -> Ia merektifikasi dengan hanya melepaskan arus satu arah; menyimpan cas ialah tugas kapasitor.
- Ke arah mana pun, diod berfungsi sama -> Menyambungnya pincang hadapan atau songsang memberi kelakuan yang berbeza sama sekali.
Fizik di sebaliknya
Diod semikonduktor terbentuk dengan mencantumkan cebisan semikonduktor jenis-p kepada cebisan semikonduktor jenis-n. Simpang antara keduanya mempunyai rintangan rendah kepada arus dalam satu arah dan rintangan sangat tinggi dalam arah bertentangan, jadi arus pada dasarnya mengalir satu arah sahaja.
Apabila terminal positif bekalan disambung ke sisi-p, diod itu pincang ke hadapan dan mengalirkan arus, membenarkan arus dalam ampere (A) mengalir sebaik voltan dalam volt (V) melebihi ambang kecil, kira-kira 0.7 V bagi diod silikon. Disambung sebaliknya ia pincang songsang dan menyekat arus.
Sifat satu arah ini menjadikan diod berguna untuk rektifikasi, menukar arus ulang-alik, yang berbalik arah banyak kali sesaat, kepada arus yang mengalir dalam satu arah. Satu diod tunggal hanya melepaskan separuh hadapan setiap kitaran, memberi rektifikasi setengah gelombang; titi empat diod mengarahkan kedua-dua separuh ke arah sama, memberi rektifikasi gelombang penuh, dan kapasitor kemudian boleh melicinkan keluaran.
Lihat dalam kehidupan harian
Bekalan sesalur di rumah anda ialah arus ulang-alik, tetapi hampir setiap peranti elektronik, daripada telefon ke komputer riba ke radio, sebenarnya beroperasi dengan arus terus. Penyesuai atau pengecas antara keduanya mengandungi diod yang melakukan rektifikasi, menukar arus sesalur dua arah kepada arus satu arah yang diperlukan litar.
Diod muncul di banyak tempat lain juga. Diod pemancar cahaya, atau LED, ialah diod khas yang memancarkan cahaya apabila ia mengalirkan arus, sebab itu mentol LED dan lampu penunjuk hanya menyala apabila disambung dengan arah yang betul.
Panel suria dibina daripada jenis simpang yang sama tetapi bekerja secara songsang, menjana voltan apabila cahaya jatuh padanya.
Kerana diod melindungi litar daripada arus yang salah arah, ia sering diletakkan di masukan sesuatu peranti supaya menyambung bateri secara terbalik tidak mendatangkan mudarat. Pengawalan satu arah yang senyap ini berlaku di dalam hampir setiap alat yang anda miliki.
Bagaimana ia muncul dalam SPM
Dalam Kertas 2 anda kerap diminta memerihalkan kelakuan diod ketika pincang ke hadapan dan pincang songsang, dan menerangkan bagaimana diod merektifikasi arus ulang-alik. Anda patut boleh menyatakan bahawa diod membenarkan arus satu arah sahaja.
Soalan mungkin menunjukkan litar rektifikasi dan meminta anda melakar voltan keluaran terhadap masa bagi rektifikasi setengah gelombang dan gelombang penuh, atau menerangkan kesan menambah kapasitor untuk melicinkan keluaran. Anda juga mungkin diminta mengenal pasti arah diod mesti disambung untuk mengalirkan arus.
Topik ini berada dalam elektronik, di sebelah transistor dan get logik, jadi bersedialah meletakkan diod dalam litar yang lebih luas dan mengaitkan rektifikasi semula dengan bekalan ulang-alik yang dihasilkan penjana.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)