Dioda dan LED (resistor pembatas arus)

LED yang putus dalam sekejap

LED merah ditempel langsung ke baterai 9 V. Ada kilatan terang, lalu padam selamanya. Kenapa? Bukankah lampu biasa bisa langsung disambung ke baterai?

LED memang tidak berperilaku seperti lampu atau resistor. Di materi ini kamu akan melihat bedanya.

Dioda, si katup satu arah

Ketuk satu per satu.

Satu arah

Dioda mengalirkan arus dari anoda ke katoda, dan hampir menahan sepenuhnya arah sebaliknya. Seperti katup di pompa sepeda.

Anoda dan katoda

Pada LED, kaki yang lebih panjang adalah anoda (+). Sisi katoda (−) biasanya ditandai bagian pinggir yang datar. Pada dioda biasa, katoda ditandai garis.

Tegangan maju

Dioda baru menghantar setelah tegangannya mencapai nilai tertentu. Dioda silikon sekitar 0,7 V. LED merah sekitar 2 V, LED biru dan putih sekitar 3 V.

LED

Light Emitting Diode, dioda yang memancarkan cahaya saat dialiri arus. Arus kerja umum LED kecil sekitar 5–20 mA.

Kenapa LED butuh resistor

Pada resistor, tegangan naik sedikit, arus naik sedikit (Hukum Ohm). Pada LED tidak begitu. Setelah melewati tegangan majunya, sedikit saja kelebihan tegangan membuat arus melonjak.

Resistor pembatas menyerap kelebihan tegangan itu dan mengatur arusnya.

R = (Vsumber − V LED) ÷ I

Contoh: sumber 5 V, LED merah 2 V, arus yang diinginkan 15 mA. R = (5 − 2) ÷ 0,015 = 200 Ω. Pilih nilai baku terdekat yang lebih besar, 220 Ω (lihat Resistor dan kode warna).

Atur resistornya

Sumber 5 V. Ubah resistor dan warna LED, lalu coba tanpa resistor. Cari keadaan redup, aman, dan rusak. Kartu terbuka setelah kamu menemukan ketiganya.

Simulasi interaktif tersedia saat JavaScript aktif.

Resistor terlalu besar membuat LED redup. Terlalu kecil membuat arus melewati batas dan LED rusak. Tanpa resistor, arusnya hanya dibatasi hambatan kabel dan baterai, sehingga LED langsung putus. LED biru butuh resistor lebih kecil daripada LED merah karena tegangan majunya lebih besar.

Hitung sendiri

1. Sumber 9 V, LED merah (2 V), arus 20 mA. Berapa R?
   Jawaban

   350 Ω. (9 − 2) ÷ 0,02 = 350 Ω. Nilai baku terdekat yang lebih besar 390 Ω.

2. Pin ESP32 3,3 V, LED merah (2 V), arus 10 mA. Berapa R?
   Jawaban

   130 Ω. (3,3 − 2) ÷ 0,01 = 130 Ω. Pilih 150 Ω, atau 220 Ω kalau sedikit lebih redup tidak masalah.

3. Sumber 5 V, resistor 330 Ω, LED biru (3 V). Berapa arusnya? (dalam mA)
   Jawaban

   6.06 mA. (5 − 3) ÷ 330 = 0,00606 A ≈ 6,1 mA. Menyala, agak redup.

Benar atau salah?

1. "LED boleh langsung disambung ke baterai, asal tegangannya kecil."
   • Benar
   • Salah
   Jawaban

   Salah. Kalau tegangan baterai di atas tegangan maju LED, arus melonjak dan LED rusak. Selalu pakai resistor pembatas (kecuali sumbernya khusus mengatur arus).

2. "Dioda berperilaku seperti resistor biasa, hanya nilainya kecil."
   • Benar
   • Salah
   Jawaban

   Salah. Pada resistor, tegangan dibagi arus (V ÷ I) selalu tetap. Dioda tidak, ia hampir tidak menghantar di bawah tegangan maju dan sangat menghantar di atasnya. Ini yang disinggung di materi Hukum Ohm.

3. "Kalau LED dipasang terbalik, LED tidak menyala tapi biasanya tidak rusak pada tegangan rendah."
   • Benar
   • Salah
   Jawaban

   Benar. Terbalik berarti katup tertutup. Pada tegangan rendah seperti 3,3 V atau 5 V umumnya aman. Tegangan balik yang tinggi bisa merusak.

Untuk yang penasaran lebih dalamlanjutan

Hubungan arus dan tegangan dioda mendekati persamaan Shockley, I = Is × (e^(V ÷ nVt) − 1). Is adalah arus bocor yang sangat kecil, e ≈ 2,718, n faktor bahan (sekitar 1–2), dan Vt sekitar 26 mV pada suhu kamar. Arus naik eksponensial terhadap tegangan, itu sebabnya tegangan maju terlihat "hampir tetap".

Tegangan maju LED berbeda karena bahan semikonduktornya berbeda. Warna yang energinya lebih tinggi (biru) butuh tegangan lebih besar daripada warna yang energinya lebih rendah (merah).

Selesai

• Dioda = katup satu arah. Kaki panjang LED = anoda (+).
• LED butuh resistor. Nilainya = (tegangan sumber − tegangan LED) ÷ arus yang diinginkan, atau R = (Vsumber − V LED) ÷ I.
• Tanpa resistor, arus LED melonjak dan LED putus.

Berikutnya

Kode materi k3 · versi 0.1 · 2026-10-06