Modul 2 CATU DAYA DAN RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG Nama : Muhammad Ilham NIM : 10211078 E-mail : ilham_atlantis@hotmail.com Shift/Minggu : III/2 Asisten : Widyo Jatmoko (10208038) : Derina Adriani (10209043) Tanggal Praktikum : 17 Oktober 2012 Tanggal Pengumpulan : 24 Oktober 2012 Abstrak Fungsi diode yaitu peyearah setengah gelombang dan gelombang penuh. Penggunaan regulator zener dan penyearah gelombang menggunakan filter,serta mengamati tegangan masukan dan keluaran dengan berbagai macam teknik penyearah teknik gelombang. Kata Kunci : fungsi dioda,penyearah gelombang,regulator zener kurva karakteristik Dioda sambunganp-n terdiri dari semikonduktor jenis p 1. Tujuan yang disambungkan dengan a. Menentukan tegangan pada catu semikonduktor jenis n. daya Sambungan p-n jika diberi b. Mengetahui cara kerja rangkaian tegangan panjar maju(anidakatoda) maka bandgap antara penyearah gelombang c. Melakukan pengukuran pita konduksi dan pita valensi pembebanan pada catu daya menjadi kecilyang menyebabkan adanya arus 2. Teori Dasar yang mengalir dan jika diberi tegangan panjar DIODA mundur(katoda-anoda) maka bandgap antara pita konduksi dan valensi akan semakin Dioda merupakan komponen berbahan membesar sehingga tidak ada semikonduktor berupa silikon atau elektron yang mangalir. germanium yang dapat melewatkan arus pada satu arah saja. Macam macam dioda antara lain : Dioda p-n junction
Dioda Zener Gambar 1. Kurva karateristik dioda Karateristik dioda merupakan hubungan antara arus dioda dengan beda tegangan antara kedua ujung dioda. Pada kurva, arus dioda (ID) bernilai nol saat tegangan dioda(vd) bernilai nol., karena saat keadaan tanpa tegangan arus minoritas dan mayoritas mempunyai besar yang sama namun berlawanan arah sehingga total arusnya nol.jika diberi panjar maju arus mula mula nol terus akan naik dengan cepat terhadap perubahan tegangan,tegangan dimana arus melonjak naik disebut tegangan potong.saat diberi panjar mundur arus mengalir sangat kecilsampai batas tertentu yang tidak bergantung lagi pada tegangannya yang dikenal kedadalan(breakdown). Hubungan tegangan dan arus dioda sevbagai berikut : Vcc=Vab+Vbc=Vab+(IDxRL)....... (1) Atau ID=-Vab/RL+Vcc/RL.......(2) 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. Dioda yang biasa tidak akan mengalirkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan operasional, diode biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Catu Daya ( Rangkaian Penyearah ) Berfungsi mengubah sinyal tegangan AC menjadi DC.Rangkaian penyearah dengan tapis digunakan agar tegangan DC yang dihasilkan lebih rata. Dengan adanya pemasangan sebuah kapisitor, tegangan keluaran tidak akan segera turun walaupun tegangan masukan telah turun. Karena kapasitor memerlukan waktu untuk mengosongkan muatannya. tegangan yang terjadi disebut tegangan riak(ripple voltage). Kualaitas rangkaian penyearah dengan tapis dinyatakan dengan nisbah riak puncak ke puncak(pprr/peak to peak ripple ratio). PPRR =Vrpp/VDC rata-rata atau VDC rata-rata=vp/π........(3) Untuk setengah gelombang Vrpp=Vp/f*RL*C...........(4) Untuk gelombang penuh Vrpp=Vp/2f*RL*C Tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami penurunan tegangan jika dibebani.dengan adanya pengaturan tegangan, maka tegangan keluaran akan tetap jika diberi beban arus dalam batas tertentu.
3. Data RL = 1479 Ω (teori: (1500 ± 5%)Ω Tabel 1.1 Polaritas : Anoda-Katoda (Panjar Maju) Vcc Vab Vbc ID = Vbc/RL 0,2037 0,2032 0,0005 3,38066E-07 0,406 0,3886 0,0168 1,1359E-05 0,608 0,473 0,1351 9,13455E-05 0,807 0,507 0,299 0,000202164 1 0,529 0,471 0,000318458 1,199 0,544 0,655 0,000442867 1,4 0,557 0,843 0,00056998 1,599 0,566 1,033 0,000698445 1,8 0,575 1,225 0,000828262 2 0,582 1,418 0,000958756 2,201 0,589 1,612 0,001089926 2,397 0,595 1,802 0,001218391 2,599 0,6 1,999 0,001351589 2,803 0,605 2,198 0,001486139 3,011 0,61 2,401 0,001623394 3,198 0,613 2,585 0,001747803 3,387 0,616 2,771 0,001873563 3,605 0,62 2,985 0,002018256 3,781 0,623 3,158 0,002135227 3,995 0,625 3,373 0,002280595 4,19 0,628 3,56 0,002407032 4,42 0,631 3,79 0,002562542 4,59 0,633 3,96 0,002677485 4,79 0,635 4,15 0,00280595 5,01 0,637 4,37 0,002954699 Table 1.2 Polaritas: Katoda-Anoda (Panjar Mundur) Vcc Vab Vbc ID = Vbc/RL 0,2041 0,2041 0 0 0,398 0,398 0 0 0,598 0,598 0 0 0,807 0,807 0 0 1 1 0 0 1,201 1,201 0 0 1,404 1,404 0 0 1,6 1,6 0 0 1,801 1,801 0 0 2,01 2,01 0 0 2,207 2,207 0 0 2,388 2,388 0 0 2,609 2,609 0 0 2,807 2,807 0 0 3,019 3,019 0 0 3,219 3,219 0 0 3,408 3,408 0 0 3,616 3,616 0 0 3,818 3,818 0 0 4 4 0 0 4,21 4,21 0 0 4,44 4,44 0 0 4,65 4,65 0 0 4,82 4,82 0 0 5 5 0 0 Time/Div = 2, Volt/Div = 1 Tabel 2 Penyearah Setengah Gelombang Input (AC Volt) Multimeter (AC Volt) Vbc (Vout) Osiloskop (AC Volt) 6 0,77 2 4 0,439 1,2 2 0,134 0,4 Pembebanan pada catu daya penyearah gelombang penuh
Tabel 3.1 Tanpa Kapasitor No. R (Ω) Va Vb Vc 1 1479 17 17 8 2 473 17 17 8 Tabel 3.2 Dengan Kapasitor No. R (Ω) 1 1479 2 473 C 3.09 mf 3.09 mf Va Vb Vc Vrpp 17 17 8 2 17 17 8 2 R = 3.3 Ω, C = 0.19 nf Tabel 4 Catu Daya dengan Regulator Zener No. R (Ω) Va Vb Vc 1 1479 17 17 2 2 473 17 17 2 4. Pengolahan Data ID kurva karakteristik panjar maju 0,0035 0,003 0,0025 0,002 0,0015 0,001 0,0005 0 0,2032 0,544 0,589 0,613 0,628 Vab Grafik 1 karakteristik panjar maju Series1 ID 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,2041 1,201 kurva karakteristik panjar mundur 2,207 VD 3,219 4,21 Grafik 2 karakteristik panjar mundur Series1
Gambar 2 Setengah Gelombang 5. Analisis Gambar 3 Gelombang Penuh Gambar 4 Gelombang dengan Tapis Gambar 5 gelombang tegangan jika diberi kapasitor Pada percobaan karakteristik dioda, kurva grafik pada percobaan panjar maju mengalami penaikan yang cukup besar pada tegangan yang diperbesar, namun pada kurva grafik panjar mundur, kurvanya lurus terhadap garis y=o, meskipun dengan peningkatan nilai tegangannya Hasil pengukuran teganngan keluar berbeda,karena pada multimeter tegan ganyang terukur yaitu tegangan rms sedangkan pada osiloskop yaitu tegan gan puncaknya. Faktor koreksi untuk tegangan rms dan tegangan puncak yaitu Vp = 2 Vrms.Peristiwa setengah gelombang terjadikarena tegangan AC merupakan tegangan yang berubah sesuai dengan fungsi sin. Pada tegangan positf di ujungdioda bertegangan nol sehingga terjadi panjar maju pada dioda dan diode akan melewatkanarus, sedangkan pada tegangan AC yang negatif tegangan di ujung dioda nol, sehingga terjadi panjar mundur pada dioda dan dioda akan menahan arus. Pada percobaan pembebanan catu daya pada penyearah gelombang penuh memperlihatkan nilai tegangan yang sama dengan nilai hambatan yang berbeda, dengan kapasitor maupun tanpa kapasitor. Pada catu daya dengan regulator zener, niloai tegangan nya pun sama untuk hambatan yang berbeda. 6. Kesimpulan Pada dioda adanya nilai pada tegangan tertentu untuk terjadinya tegangan potong dan kedadalan.
Pada rangkaian penyearah setengah gelombang. Tegangan keluar dari ran gkaian penyearah ini berupa gelomb ang setengah siklus.tegangan AC yan g searah. Sedangkan padarangkaian penyearah gelombang penuh, tegang ankeluarnya berupa gelombang tegangan AC satusiklus penuh namun tetap searah. Tegangan keluar Tegangan keluar dari rangkaian penyearah gelombang penuh dengn kapasitor menghasilkan tegangan ripple. Tegangan ripple ini merupakan pengaruh dari kapa sitansi kapasitor, menyebabkan tegangan tidak langsung turun dan menjadi lebih stabil. 7. Referensi Malvino, Albert.2007. Electronic Priciple 7th Edition. Singapore: McGraw HillCompanies Inc. Sutrisno. Tahun. ELEKTRONIKA Teori dan Penerapannya 1. Bandung : Institut Teknologi Bandung