3.1 Pendahuluan Dioda mempunyai dua kondisi atau state: - Prategangan arah maju - Prategangan arah mundur

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "3.1 Pendahuluan Dioda mempunyai dua kondisi atau state: - Prategangan arah maju - Prategangan arah mundur"

Hendra Cahyadi
7 tahun lalu
Tontonan:

1 BAB III Rangkaian Doda Dan Aplikasi 3.1 Pendahuluan 3.2 Metoda Grafis Analisa Rangkaian DC Analisa Rangkaian AC 3.3 Metoda Dengan Model Penggunaan Aproksimasi Contoh-Contoh Penerapan Dioda Sebagai Elemen Rangkaian 3.4 Rangkaian Pemotong 3.5 Pengganda Tegangan 3.6 CLAMPERS Jaringan Konstanta Waktu Tunggal (Single Time Constant (STC)) Clampers 3.7 Dioda Zener Contoh Perhitungan Dengan Dioda Zener 3.8 Jenis Dioda Lainnya LED (Light Emitting Diode) Varaktor Dioda Tunnel (Dioda Terowongan) Dioda Foto (Photo Diode) 3.9 Rangkaian Penyearah 3.1 Pendahuluan Dioda mempunyai dua kondisi atau state: - Prategangan arah maju - Prategangan arah mundur Untuk menghitung i d dan V d, dapat digunakan 2 cara : 1. Metoda grafis menggunakan karakteristik I V dioda. 2. Dengan model 3.2 Metoda Grafis Analisa Rangkaian DC V D I D I O. η V e T I D = - V= V D + I D. R L 1 V. I D = V D + RL R L Persamaan garis beban DC. I D, V D : variabel 1 : Koefisien arah RL Titik Q :titik kerja dioda I Q, V Q :besarnya tegangan Lab. Sistem dan Elektronika arus dioda rangkaian pada titik kerja Analisa Rangkaian AC Misalkan, tegangan masuk V boleh berubah-ubah. Maka prosedur sebelumnya harus diulang-ulang tiap nilai tegangan Analisa Rangkaian AC Arus I A digambar vertikal di atas V dititik B. Bila V berubah kemiringan dari garis beban tak berubah harus R L tetap. V 1 I A1 ; digambarkan sebagai titik B 1 di atas V 1. Simbol rangkaian Dioda PN Junction. 1

2 3.3 Metoda Dengan Model Dioda Ideal Aproksimasi Kedua Tak terdapat tegangan jatuh dan arus reverse pada dioda. Prategangan maju, dioda dianalogikan dengan switch on. Prategangan mundur, dioda dianalogikan dengan switch off. R f = 0 dan V DON 0.7 Volt Aproksimasi Ketiga Aproksimasi Ke-empat R f Penggunaan Aproksimasi Dioda ideal paling sering digunakan paling sederhana Contoh-Contoh Penerapan Dioda Sebagai Elemen Rangkaian Dengan menganggap dioda ideal, tentukan I V: Diperhatikan: Dalam analisa rangkaian dioda penyearah, mulai dengan pendekatan dioda ideal. Memberikan hasil cukup baik untuk tegangan sumber yang jauh lebih besar daripada tegangan cut-in / tegangan ambang. Bila tegangan sumber tidak jauh lebih besar dibandingkan dengan Vj, kita gunakan aproksimasi kedua. Bila resistansi beban tidak jauh lebih besar dibandingkan resistansi arah maju dioda, digunakan aproksimasi ketiga. Bila resistansi beban (RL) tidak jauh lebih besar daripada resistansi maju dioda dengan tegangan sumber tidak jauh lebih besar dibandingkan Lab. Sistem Vj Elektronika maka digunakan model keempat. 10 K 9,9 K 9,9 K 10 K 2

3 3.4 Rangkaian Pemotong 3

4 3.5 Pengganda Tegangan Tidak ada R, sehingga muatan yang ada di C tidak bisa dibuang. Pada puncak ½ siklus (+), D1 dapat prategangan balik dan D1 dapat prategangan balik dan D2 dapat prategangan maju. Karena sumber tegangan berhubungan seri dengan C1, maka C2 akan diisi sampai 2 VP. Pada puncak ½ siklus negatif, D1 mendapat prategangan maju dan D2 dapat prategangan balik. Dalam keadaan ini, C1 diisi sampai tegangan puncak VP : 3.6 CLAMPERS Jaringan Konstanta Waktu Tunggal (Single Time Constant (STC)) 4

5 3.6.2 Clampers Anggap dioda D on : 3.7 Dioda Zener Dioda Zener / Patah / Avalans: dirancang untuk dapat bekerja didaerah breakdown. Dua mekanisme : -Pelipatan Avalans -Patah Zener Pelipatan Avalans : - Dioda diberi tegangan balik. - Pembawa yang ditimbulkan energi panas menurunkan halangan junction dan menerima energi dari potensial yang diberi. Pembawa tersebut membentur ion kristal dan memecahkan ikatan kovalen timbul pasangan e- dan hole yang baru. Tiap-tiap pembawa yang baru, menghasilkan pembawa-pembawa tambahan melalui tumbukan-tumbukan dan terlepasnya ikatanikatan. Proses kumulatif : Pelipatan Avalans. 3.7 Dioda Zener Patah Zener Kedadalan dapat terjadi melalui perpecahan ikatan. Karena E yang cukup kuat e- dapat lepas dari ikatan kovalennya. Pasangan hole dan e- yang baru timbul memperbesar arus balik Kepatahan Zener. (tidak melibatkan tumbukan pembawa-pembawa dengan ion kristal) Reverse bias < 6 V : efek zener Reverse bias > 6 V : efek avalans 5

6 Karakteristik V I Dioda Zener V ZK : nilai ambang dioda, tegangan dadal. Bila tegangan balik lebih besar dari V ZK Dioda menuju daerah dadal. V Z : tegangan zener, tegangan dadal tertentu yang dimiliki setiap dioda zener. merupakan tegangan jatuh pada zener bila arus nominal I Z yang diperlukan mengalir melaluinya. r Z = -hambatan inkremental dioda zener -ditentukan pada titik operasi oleh V Z, I Z -ideal r Z ~ 0 Batas arus dioda ditentukan oleh batas disipasi daya. Pengatur tegangan : tegangan keluaran harus tetap konstan meski terjadi perubahan arus yang ditarik dari pengatur/perubahan pada catu. Δ V Δ I Z Z Contoh Perhitungan Dengan Dioda Zener 2) Dioda Avalans mengatur arus dioda pada 50 V didaerah sekitar 5 40 ma. Tegangan sumber V = 200 Volt. a).hitung besarnya R agar dapat mengatur arus beban dari I L = 0 sampai I L (max), yakni harga I L terbesar yang dibolehkan. I L (max)? b).kalau R diberi harga seperti pada (a) dan arus beban dipasang pada I L = 25 ma, berapa batas-batas V? 6

7 3) Pendekatan lain : a) Fixed Vi, variabel RL b) Fixed RL, Variabel Vi 3.8 Jenis Dioda Lainnya LED (Light Emitting Diode) Pada LED: e- bebas yang berkombinasi dengan hole meradiasikan energi diubah menjadi energi cahaya (keadaan prategangan maju). Kelebihan LED : tahan lama, tegangan rendah (1 2V), waktu switching cepat (orde ns) Dioda Tunnel (Dioda Terowongan) Dipakai pada rangkaian: - osilator frekuensi tinggi. - sebagai switch Lab. Sistem kecepatan Elektronika tinggi. Rapat tak murnian tinggi Institut lebar Teknologi barier Telkomjadi tipis. 7

8 3.8.4 Dioda Foto (Photo Diode) Bila suatu p n junction dengan prategangan balik disinari, arus akan berubah hampir linear dengan fluks cahaya, efek ini dimanfaatkan dalam foto dioda semikonduktor. 3.9 Rangkaian Penyearah Penyearah Setengah Penyearah Gelombang Penuh Kelemahan penyearah setengah : -r besar (1.21) -efisiensi rendah (0.406) 8

dokumen-dokumen yang mirip

DIODA. Program Studi S1 Informatika ST3 Telkom Purwokerto

DIODA. Program Studi S1 Informatika ST3 Telkom Purwokerto DIODA Pertemuan ke-vii Program Studi S1 Informatika ST3 Telkom Purwokerto Tujuan Pembelajaran Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa mampu: Menjelaskan cara kerja dan karakteristik dioda Menjelaskan jenis