DIODA ZENER

Dioda Zener adalah diode yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari diode biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah.


Sifat Dasar Dioda Zener 
Dioda zener berbeda dengan dioda penyearah. Dioda zener dirancang 
untuk bekerja pada tegangan reverse bias dan biasa disebut “break down diode” 
Kaki katoda selalu diberi tegangan yang lebih positif terhadap anoda. Dengan 
mengatur tingkat dopping, pabrik dapat menproduksi dioda zener dengan 
tegangan break down kira-kira dari 2V sampai 200V. 

• Dioda Zener Dalam Kondisi Forward Bias. 

   Dalam kondisi forward bias dioda zener, kaki katoda diberi tegangan lebih 
negatif terhadap anoda atau anoda diberi tegangan lebih positif terhadap katoda. 
   Dalam kondisi demikian dioda zener akan berfungsi sama halnya dioda 
penyearah dan mulai aktif setelah mencapai tegangan barier yaitu 0,7V. 
Tahanan dioda (rz) kecil sekali. Sedangkan konduktansi (∆I/∆U) besar sekali, 
karena tegangan maju akan mempersempit depletion layer (daerah perpindahan 
muatan) sehingga resistansinya menjadi kecil dan mengakibatkan adanya aliran 
elektron. Untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini. 

• Dioda Zener Dalam Kondisi Reverse Bias. 

   Dalam kondisi reverse bias, kaki katoda diberi tegangan yang lebih positif 
terhadap anoda. 
   Jika tegangan yang diberikan kepada dioda zener mencapai nilai breakdown, 
elektron yang baru dibebaskan dengan kecepatan cukup tinggi membebaskan 
elektron valensi yang lain, sehingga arus mengalir cukup besar. Efek zener 
berbeda-beda tergantung daridoping pada metrial pembentukannya. 
   Pada daerah reverse, dioda zener mulai aktif bila tegangan dioda (negatif) 
sama dengan tegangan zener dioda,atau dapat dikatakan bahwa didalam daerah 
aktif reverse (∆I/∆U) konduktansi besar sekali dan sebelum aktif (∆I/∆U) konduktansi 
kecil sekali. 

• Karakteristik Dioda Zener. 

   Titik breakdown dari suatu dioda zener dapat dikontrol dengan memvariasi konsentrasi doping. Konsentrasi doping yang tinggi, akan meningkatkan jumlah pengotoran sehingga tegangan zenernya (Vz) akan kecil. Demikian juga sebaliknya, dengan konsentrasi doping yang rendah diperoleh Vz yang tinggi. Pada umumnya dioda zener dipasaran tersedia mulai dari Vz 1,8 V sampai 200 V, dengan kemampuan daya dari ¼ hingga 50 W. 
   Penerapan dioda zener yang paling penting adalah sebagai regulator atau stabilizer tegangan (voltage regulator). Rangkaian dasar stabilizer tegangan menggunakan dioda zener dapat dilihat pada gambar dibawah. Agar rangkaian ini dapat berfungsi dengan baik sebagai stabilizer tegangan, maka dioda zener harus bekerja pada daerah breakdown. Yaitu dengan memberikan tegangan sumber (Vi) harus lebih besar dari tegangan dioda zener (Vz).

Harga Batas Dioda Zener 
Harga batas adalah data-data komponen dioda zener yang harus di 
penuhi dan tidak boleh dilampaui batas maximumnya serta tidak boleh jauh lebih 
kecil dari batas minimumnya. Adapaun harga batas tersebut memuat antara lain 
keterangan tentang tegangan break down (Uz ), arus maximumnya dioda zener 
(Iz), tahanan dalam dioda zener (Rd). 

Tegangan Breakdown dan Rating Daya 
Pada dioda zener, breakdown mempunyai kenaikan arus yang hampir vertikal pada saat tegangan breakdown tercapai. Tegangan tersebut konstan sebesar UZ.. Disipasi daya 
dioda zener sama dengan perkalian tegangan dan arusnya , yaitu :  PZ = UZ × IZ
Bila diketahui UZ= 12 dan IZ= 10 mA, maka PZ = 1,2×0,01 = 0,12 W  Selama 
rating daya dioda zener PZ kurang dari PZ(max),maka dioda zener tidak akan 
rusak. Dioda zener yang ada di pasaran mempunyai rating daya dari 1/4 W 
sampai lebih dari 50 W . Data sheet zener dioda biasanya mencantumkan harga 
arus zener maksimum IZMHubungan antara IZMdan rating daya adalah : 
IZM = PZ(max) / VZ

Penggunaan Dioda Zener 
Sesuai dengan sifat-sifat yang dimiliki, dioda zener dapat digunakan 
sebagai penstabil tegangan searah.