BAB III RANGKAIAN APLIKASI DIODA

Transkripsi

1 1 BAB ANGKAAN APKAS OA Analss rangkaan dda ada pendekatan : 1. Analss gars beban. Pendekatan mdel / rangkaan ekvalen dda 3.1 Analss Gars Beban E Gambar 3.1 angkaan dda Hukum Krchff : E E + E + saat saat E E (ma) E Q Arus yang mengalr d dda Q - pnt E Q egangan pada dda Gambar 3. Gars beban sebuah dda 3. Pendekatan Mdel / angkaan Ekvalen da a. Smplfed mdel Saat dda ON, maka :

2 da S, 7 dan dda Ge, 3 dengan Ω dan Ω,7 f,7 r Gambar 3.3 da slkn,3,3 Gambar 3.4 da germanum Saat dda OFF, maka pada dda menjad pen crcut (terbuka). b. deal mdel Saat dda ON, maka dengan Ω dan Ω f r Gambar 3.5 da deal Saat dda OFF, maka pada dda menjad pen crcut (terbuka). 3.3 Knfguras da Ser dengan nput C Kasus 1 : E Untuk E >, maka dda S ON :

3 3,7 E,7 E E,7 Untuk E <, maka dda S OFF : E E Kasus : S Ge E Untuk E >, maka dda S & Ge ON :,7, 3 E

4 4 E,7,3 Untuk E <, maka dda S & Ge OFF : E E Kasus 3 : S Ge E Untuk E >, maka dda S ON dan Ge OFF :,7 E Karena arus dda, maka pada dda S menjad n bas (tertutup / shrt crcut), sehngga rangkaan menjad :

5 5 E 3.4 Knfguras da Paralel dengan nput C Kasus 1 : + E + E S S,7, 7 Kasus : + E + E Ge Ge,3, 3 Kasus 3 : + E + E S Ge,7 Kasus 4 :

6 6 + E + E S Ge,7, 3 Karena paralel seharusnya tegangan sama besar, tetap karena Ge < S, maka jka S,7 sebaga referens tegangan maka seharusnya Ge juga ON (tdak bleh sama tegangan paralelnya), sehngga jka Ge,3 sebaga tegangan referens maka S OFF. + E,3 3.5 Gerbang gka dasar O / AN dengan da Gerbang O S + E 1 S + E Jka +1 samadengan lgka 1 dan samadengan lgka. S S

7 7 +1 S +1.7 S 1,7 9, S S ,7 9, S S ,7 9, 3 + abel 3.1 Gerbang lgka O E E , , ,3

8 8 Gerbang AN S + E 1 S + E +1 Jka +1 samadengan lgka 1 dan samadengan lgka. S S , S S , 7 +1

9 9 +1 S S , S +1 S +1 abel 3. Gerbang lgka AN E E 1 +,7 +1 +,7 +1 +, nput Snusdal : Penyearah Setengah Gelmbang m + t m

10 1 Saat > + sklus pstf Saat < sklus negatf + m t m m t Prses menghlangkan setengah gelmbang snyal nput menjad level C dsebut penyearah setengah gelmbang. t t 1 1 π vav C vdt m sn tdt C C C m π m π tdt t sn cs π m m [ 1+ 1],318 m π π,318 m m π π cs cs + π

11 11 Jka dda bukan dda deal, maka : m t + m Saat > Saat < sklus pstf + Saat > + Saat < sklus negatf

12 1 m t m m t P ratng sebuah dda adalah hal yang sangat pentng dalam mendesan sebuah sstem penyearah. P ratng m 3.7 nput Snusdal : Penyearah Gelmbang Penuh m 1 t 3 4 m Jka,, 3, 4 adalah dda deal, maka : Saat > sklus pstf Saat < sklus negatf

13 m t m m t v av C C C C 1 m m π,636 [ 1+ 1] m t 1 vdt π sn tdt m π t m m,636 π sn tdt π cs t π m Jka,, 3, 4 adalah bukan dda deal, maka : Saat > sklus pstf Saat < m π π cs + cs π

14 14 Saat > Saat < sklus negatf Saat < Saat > m t m m t 3.8 angkaan Clpper

15 15 angkaan yang memlk kemampuan untuk memtng bagan tertentu dar snyal masukan tanpa mengganggu bagan snyal masukan lannya yang dlewatkan. Ada kategr rangkaan clpper : 1. angkaan clpper ser. angkaan clpper paralel Prsedur analss rangkaan clpper : a. Perhatkan arah dda (katda dan anda) dan snyal nput. b. egangan transs (saat d dan d ) c. Perhatkan plartas d. Gambar utput dbawah gambar nput snyal 1. angkaan clpper ser + Saat > + sklus pstf Saat < sklus negatf +

16 16 m m t m t m m m t t Ser dengan C Supply C + deal Saat > sklus pstf < C dda "OFF" C C dda "ON" C C Saat < sklus negatf

17 17 C Untuk dda deal transs antara regn/ daerah terjad pada ttk dmana d dan d (n bas). C d d Σ + C C + d + d m C t m m C t. angkaan clpper paralel + Saat > sklus pstf

18 18 Saat < sklus negatf m m t m t m t m t m Paralel dengan C Supply + deal C Saat > sklus pstf < C dda "ON" C

19 19 C C dda "OFF" C Saat < sklus negatf C C m C t m m C t 3.9 angkaan Clamper Berfungs untuk mendrng snyal masukan pada suatu level tegangan C tertentu.

20 erdr dar kapastr, dda, resstr, dan sumber C. C + Saat >, maka dda "ON" sehngga. Sedangkan pada kapastr terjad prses pengsan sampa nla tegangan. C C m C Saat <, maka dda "OFF" sehngga C m. Sedangkan pada kapastr terjad prses pengsngan dmana knstanta pengsan dan pengsngan sebesar τ C, pada praktsnya untuk mendapatkan keluaran rangkaan clamper sebesar 5 τ. C C Prsedur analss rangkaan clamper : a. Analss saat dda frward bas b. Selama dda "ON" kapastr ters c. Selama dda "OFF" kapastr mengalam pengsngan d. Perhatkan plartas e. tal swng utput samadengan nput

21 1 m t m t m 3.1 da ener Analss jarngan dengan menggunakan dda zener sama sepert dda semknduktr. Perbedaan hanya terletak pada pemdeln knds "ON" dan "OFF" dda zener dbandngkan dda semknduktr. Gambar 3.6 Karakterstk dda zener Pada saat dda zener mendapatkan prategangan maju atau frward bas, jka tegangannya lebh kecl darpada tegangan threshld, maka dda zener tersebut kndsnya "OFF", sedangkan jka tegangannya lebh besar darpada tegangan threshld, maka dda zener tersebut kndsnya "ON" dmana tegangan dda zener samadengan tegangan threshld. Saat < Saat

22 Pada saat dda zener mendapatkan prategangan mundur atau reverse bas, jka tegangannya lebh kecl darpada tegangan zener, maka dda zener tersebut kndsnya "OFF", sedangkan jka tegangannya lebh besar darpada tegangan zener, maka dda zener tersebut kndsnya "ON" dmana tegangan dda zener samadengan tegangan zener. Saat < Saat egangan yang menyebabkan munculnya arus mundur yang sangat besar dsebut tegangan dadal (breakdwn), dmana saat terjad tegangan tersebut daerah ksngnya lebar dan arus yang bertambah cepat terjad karena dua perstwa : 1. ener breakdwn engan adanya tegangan mundur yang relatf tngg, medan lstrknya dapat menark keluar elektrn dar katan kvalen sehngga terjad pembentukan pasangan elektrn dan hle sebaga pengangkut muatan yang memungknkan terjadnya arus mundur.. Avalanche breakdwn/ tabrakan beruntun Elektrn dan hle yang telah dbangktkan dpercepat leh medan lstrk tngg, karena kecepatannya tngg menabrak katan kvalen sehngga menambah pembangktan beruntun pasangan elektrn-hle sehngga mempercepat pertambahan arus mundur. + P m Gambar 3.7 angkaan dda zener untuk regulatr tegangan dan etap ua tahap untuk menganalss : 1. entukan knds dda zener dengan memndahkannya dar rangkaan dan htung tegangan yang melntas pada rangkaan terbuak tersebut.

23 3 + + Jka dda zener "ON" Jka < dda zener "OFF". Gantkan dengan rangkaan ekvalen dda zener dan htung parameter yang dtanyakan. Jka knds dda zener "OFF" maka : Jka knds dda zener "ON" maka : + P dmana P P m Penggunaan dda zener sebaga rangkaan regulatr dan rangkaan referens tegangan. etap, Berubah-ubah

24 ( ) + + Beban yang kecl menyebabkan tegangan yang melntasnya pun kecl, sehngga jka lebh kecl dar menyebabkan dda "OFF", maka nla resstans beban mnmumnya : mn max mn Saat dda "ON" : dmana zmn saat max dan zmax saat mn m mn dmana zm adalah arus maksmum dda zener pada datasheet mn max Berubah-ubah dan etap Supaya dda "ON" harus besar, maka nla mnmum : + + mn Maksmum nla dbatas leh arus maksmum dda zener m m m max max max max max 3.11 angkaan Pengal egangan angkaan n dterapkan pada traf dengan tegangan puncak yang rendah dmana dapat dnakkan utput tegangan puncakmenjad dua, tga, empat atau lebh tegangan puncak penyearahnya. Pengganda egangan ua dak ada, sehngga muatan d kapastr tdak bsa dbuang. 4

25 5 C 1 m C Saat > m m C 1 sklus pstf C Pada saat sklus n ON dan OFF, sedangkan pada kapastr terjad prses pengsan kapastr sampa level tegangannya sama dengan nput. Saat < sklus negatf m C 1 Pada sklus n OFF dan ON : m m C Snyal keluaran dbandngkan masukan :

26 6 m t m t m angkaan annya untuk Pengganda egangan ua C m 1 C Saat > sklus pstf

27 7 m 1 m C Pada saat sklus n ON dan OFF, sedangkan pada kapastr 1 terjad prses pengsan kapastr sampa level tegangannya sama dengan nput. C m Saat < sklus negatf m 1 m C Pada sklus n OFF dan ON : m m C Snyal keluaran dbandngkan masukan : m t m m m t

28 8 3 m C 1 C 3 m C C 4 m 4 m 3.1 Jens da annya 1. E (ght Emttng de) Merupakan kmpnen yang dapat mengeluarkan ems cahaya bla dberkan frward bas. Banyak dgunakan sebaga ndkatr dan dsplay, transms snyal cahaya, dan sebaga penggandeng rangkaan elektrnk. Untuk mendapatkan ems cahaya dpng yang dpaka adalah Galum, Arsenc dan Phspr. Jens dpng berbeda menghaslkan warna yang berbeda juga. Kelebhan E adalah tahan lama, tegangan rendah, waktu swtchng cepat. Gambar 3.8 E abel 3.3. Berbaga E dan tegangannya Warna Merah Oranye Kunng Hjau Frward Bas 1,8,,1, Besar arus maju suatu E standaradalah sektar ma.. Pht de / da Pht Berkebalkan dengan E dmana dda n akan menghaslkan arus lstrkbla terkena cahaya. Bekerja pada daerah reverse bas, jad hanya arus bcr saja yang melewatnya. Kuat cahaya dapat menakkan arus bcr dan mengubah nla resstansnya dmana semakn kuat cahaya semakn kecl nla resstansnya. Penggunaan pht dde dgunakan untuk sensr dan alat ukur kuat cahaya.

29 9 Gambar 3.9 Pht de 3. aractr / arcap/ da Kapastans arabel Sfatdda n bla dpasangkan menurut arah terbalk akan berperan sebaga kndensatr/ kapastr. Nla kapastansnya tergantung pada tegangan yang masuk, semakn besar tegangan nla kapastansnya semakn kecl dan bekerja pada daerah reverse bas. Penggunaan dda varactr sebaga mdulatr FM, CO pada P, penerma rad dan penerma. Gambar 3.1 aractr 4. da unnel / erwngan Pada persambungan PN knsentras ketdakmurnan 1 : 1 8. engan dpng n daerah deples menmbulkan ptental barrer. Jka knsentras ketdakmurnan tngg 1 : 1 3 maka daerah deples akan tereduks sehngga ptental barrer tps akan mengakbatkan elektrn untuk bsa menembus barrer. da dengan ketdakmurnan tngg dsebut dda tunnel. p v p v F Gambar 3.11 Karakterstk dda tunnel Karakterstk : da tunnel adalah knduktr yang sempurna jka dber reverse bas. Pada p dengan tegangan p graden nl. Jka > p arus mengecl nla resstans negatf antara arus p dan nla arus v arus lembah (valley current). Pada v dmana v knduktans bernla nl resstans kembal menjad pstf. Pad ttk yang dsebut peak frward vltage F arus kembal bernla p. Antara arus p - v kurva memlk tga nla tegangan. Penggunaan dda tunnel sebaga saklar kecepatan tngg dan slatr frekeuns tngg.

30 3 Gambar 3.1 da tunnel athan Sal : 1. entukan dan! +1 deal Jawaban : mA 1k. entukan dan! +1 Jawaban :

31 31 +1 ma entukan dan! +1 1k 5k 1 Jawaban : Asums dan "ON" 1 1 5k k Asums "ON" dan "OFF" 1 lt ( 1) 1 1 1mA 5k 1k Asums "ON" Benar lt 1 1mA 1k Asums "ON" Benar Sehngga : 1mA 1 ( 1) 5k 5k 1 lt ( 1) 1 lt 1 ma 5k Asums "ON" Benar 1lt ma Asums "OFF" Salah

32 3 +1 1k 1 1 5k 1 Asums "OFF" dan "ON" +1 1k lt 1 ma Asums "OFF" Salah lt ( 1) 1 1,33mA 1k + 5k Asums "ON" Benar 5k 1 Asums "OFF" dan "OFF" +1 1k lt 1 ma Asums "OFF" Salah 1 1 lt ( ) ma Asums "OFF" Salah 5k 1 4.

33 33 + S t,k Jawaban : Sklus -18 sklus pstf lt,k Sklus sklus negatf (, 7)lt Jka, 7 dda "OFF",7,k +,7 t 19,7 t 5. entukan dan!

34 34 lt P m 1 4mW 18 Jawaban : lt lt 18 + < dda zener "OFF" 9 5mA 18 ma 5mA