Pengertian Photodioda beserta Cara Kerja dan Fungsi Photodioda

Pengertian Photodioda beserta Cara Kerja dan Fungsi Photodioda. Dalam dunia elektronik terdapat beberapa jenis komponen yang memiliki kemiripan sehingga dapat dikatakan dalam satu keluarga komponen elektronik tersebut. Keluarga dioda misalnya memiliki jenis dan karakteristik berbeda yang dapat digunakan sebagai penyearah, penstabil tegangan, pembatas arus dan sensor cahaya. Salahsatu sensor cahaya dari keluarga dioda yang sering digunakan dalam pembuatan rangkaian elektronik yaitu photodioda.

 

Pengertian Photodioda

Photodioda adalah komponen elektronik dari keluarga dioda yang dapat digunakan untuk mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, photodioda ini dapat mengubah cahaya menjadi arus listrik. Photodioda merupakan komponen elektronik aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan termasuk suatu jenis dioda yang resistansinya dapat berubah-ubah jika terdapat intensitas cahaya yang jatuh mengenai dioda tersebut. Dalam keadaan gelap (intensitas cahaya rendah) resistansi photodioda menjadi sangat besar sehingga tidak ada arus yang mengalir, sebaliknya semakin banyak cahaya yang jatuh (intensitas cahaya tinggi) mengenai maka arus yang mengalir akan sangat besar.

Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodioda diantaranya seperti cahaya matahari, cahaya tampak, sinar inframerah, sinar ultra-violet hingga sinar X. Pendeteksi cahaya pada photodioda ini yaitu berupa lensa dan filter optik yang terpasang pada permukaan photodioda itu sendiri. Seperti dioda biasa pada umumnya, photodioda juga terdiri dua buah kaki terminal yaitu kaki terminal Katoda dan kaki terminal Anoda. Secara fungsi, photodioda memiliki fungsi yang hampir sama dengan LDR (Light Dependent Resistor).

Baca juga : Pengertian dan Fungsi LDR

Photodioda tergolong kepada jenis sensor cahaya karena mampu mengubah cahaya menjadi arus listrik dan photodioda sendiri terbuat dari bahan semikonduktor. Bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembuatan dioda biasanya seperti Silicon (Si), Gallium Arsenide (GaAs), Germanium (Ge), Indium Arsenide (InAs), dan Timah Sulfide (PbS). Bahan-bahan semikonduktor tersebut dapat menyerap cahaya melalui karakteristik jangkauan panjang gelombang, misalnya 250 nm hingga 800 nm untuk silicon, 900 nm hingga 1300 nm untuk germanium dan 1400 hingga 1700 nm untuk indium arsenide.

Bentuk dan Simbol Photodioda

Berikut adalah bentuk dan simbol dari Photodioda :

Cara Kerja Photodioda

Photodioda yang dibuat dari semikonduktor dengan bahan-bahan yang populer digunakan seperti silicon, germanium, dan lainnya. Menggunakan bahan tersebut photodioda dibuat sedemikian rupa sehingga photodioda terdiri dari satu lapisan tipis semikonduktor tipe-N yang memiliki kelebihan elektron dan satu lapisan tebal semikonduktor tipe-P yang memiliki kelebihan hole. Ketika photodioda terkena cahaya, partikel terkecil sebuah cahaya yaitu photon akan menembus lapisan semikonduktor tipe-N dan memasuki lapisan semikonduktor tipe-P. Photon-photon yang menembus lapisan semikonduktor tersebut mengakibatkan terjadinya tabrakan dengan elektron-elektron yang terikat sehingga elektron tersebut terpisah dari intinya dan menghasilkan hole.

Elektron yang terpisah akibat tabrakan dan berada dekat persimpangan semikonduktor P-N akan menyeberangi persimpangan tersebut dan berpindah ke daerah semikonduktor tipe-N. Akibatnya jumlah elektron pada semikonduktor tipe-N bertambah sedangkan pada semikonduktor tipe-P memiliki kelebihan hole. Dengan demikian, secara terus-menerus akan terjadi perbedaan potensial pada persimpangan antara semikonduktor tipe-N sebagai katoda dan semikonduktor tipe-P sebagai anoda. Ketika dihubungkan beban atau kabel pada kaki terminal katoda dan anoda, maka elektron akan mengalir dari katoda menuju anoda melalui beban atau kabel tersebut. Kondisi ini sering disebut juga dengan aliran arus listrik.

Perlu diingat bahwa ketika photodioda terkena cahaya maka akan bersifat sebagai sumber tegangan dan resistansinya menjadi sangat kecil. Namun ketika photodioda tidak terkena cahaya, maka resistansinya akan sangat besar dan tidak ada arus yang mengalir. Besarnya aliran arus listrik pada photodioda bergantung pada intensitas cahaya yang diterima photodioda tersebut.

Fungsi Photodioda

Fungsi dari photodioda adalah sebagai sensor cahaya karena memiliki kemampuan sensitivitas terhadap cahaya yang cukup tinggi. Oleh karena itu photodioda juga memiliki banyak fungsi lainnya yang dapat diaplikasikan ke berbagai bidang diantaranya sebagai penghitung kendaraan di lalu lintas, peralatan keamanan, scanner barcode, sensor pada robot line follower, pendeteksi garis pada robot pemadam api, alat-alat medis, sensor cahaya kamera, dan masih banyak yang lainnya.