MODUL 1
Karakteristik Dioda
1. Pendahuluan[Kembali]
Dioda adalah salah satu komponen
elektronik dasar yang berfungsi untuk mengarahkan aliran arus listrik dalam
satu arah saja. Dioda memiliki dua terminal, yaitu anoda dan katoda, yang
memungkinkan arus mengalir dari anoda ke katoda ketika tegangan maju (forward
bias) diberikan, namun menghambat arus dalam kondisi sebaliknya (reverse bias).
Dioda banyak digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari penyearah arus,
pengaman rangkaian, hingga pemotong sinyal. Dalam modul praktikum ini, kita
akan membahas beberapa jenis dioda, yaitu dioda biasa, dioda Zener, Half Bridge
Rectifier, dan Full Bridge Rectifier, serta karakteristik dan fungsi
masing-masing dalam rangkaian elektronik.
Dioda Zener
merupakan jenis dioda khusus yang dirancang untuk beroperasi pada kondisi
reverse bias dengan tegangan yang tinggi. Tidak seperti dioda biasa yang hanya
mengalirkan arus dalam satu arah, dioda Zener dapat mengalirkan arus dalam arah
sebaliknya ketika tegangan mencapai nilai tertentu yang disebut tegangan Zener.
Dioda ini sering digunakan sebagai pengatur tegangan (voltage regulator) dalam
rangkaian elektronik, karena kemampuannya untuk menjaga tegangan tetap stabil
meskipun terjadi perubahan arus. Dalam praktikum ini, kita akan mengeksplorasi
bagaimana dioda Zener berfungsi dalam kondisi reverse bias dan bagaimana
penerapannya dalam menjaga stabilitas tegangan dalam berbagai aplikasi.
Half Bridge
Rectifier adalah rangkaian penyearah sederhana yang menggunakan dua dioda untuk
mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Rangkaian ini hanya
menyearahkan setengah gelombang positif dari sinyal AC, sementara setengah
gelombang negatif diabaikan, menghasilkan arus DC yang berdenyut. Meskipun
desainnya lebih sederhana dan menggunakan komponen lebih sedikit, Half Bridge
Rectifier memiliki efisiensi yang lebih rendah dibandingkan dengan Full Bridge
Rectifier karena hanya menggunakan setengah dari sinyal AC yang tersedia. Dalam
praktikum ini, kita akan mempelajari karakteristik Half Bridge Rectifier,
termasuk bagaimana bentuk gelombang output yang dihasilkan dan aplikasinya
dalam sistem elektronik sederhana.
Full Bridge
Rectifier, di sisi lain, merupakan rangkaian yang lebih kompleks yang
menggunakan empat dioda untuk menyearahkan seluruh gelombang AC menjadi DC.
Dalam Full Bridge Rectifier, baik setengah gelombang positif maupun negatif dari
sinyal AC digunakan, yang menghasilkan output DC yang lebih halus dan efisien.
Rangkaian ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi daya karena kemampuannya
untuk mengubah arus AC menjadi DC dengan efisiensi tinggi dan dengan ripple
yang lebih rendah dibandingkan dengan Half Bridge Rectifier. Dalam praktikum
ini, kita akan menganalisis bagaimana Full Bridge Rectifier bekerja, bagaimana
output yang dihasilkan dibandingkan dengan Half Bridge Rectifier, dan mengapa
desain ini lebih disukai dalam aplikasi yang membutuhkan penyearahan arus yang
lebih efisien.
2. Tujuan[Kembali]
- Mengetahui Prinsip Kerja da Karakteristik Dioda
- Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda
Zener.
- Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik Half
Bridge Rectifier dan Full Bridge Rectifier
3. Alat dan Bahan[Kembali]
4. Dasar Teori[Kembali]
Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda. Kontruksi dan simbol dioda seperti pada gambar berikut :
Gambar 1.1
(a) Kontruksi dioda (b) Simbol dioda
Dioda akan mengalirkan arus maju (konduksi) jika diberi bias maju (forward bias) yaitu anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif. Sebaliknya, jika diberi bias mundur (reverse bias) maka dioda mempunyai resistansi tinggi. Pada dasarnya dioda akan mengalami konduksi jika diberi tegangan maju yang cukup (0,7 V untuk dioda silikon dan 0,2 V untuk dioda germanium). Setelah mencapai tegangan tersebut, setiap kenaikan tegangan akan diikuti dengan kenaikan arus.
Pada saat terjadi forward bias, terjadi perpindahan muatan listrik positif ke bagian positif dioda yang akan mengisi positif layer sehingga menekan depletion layer. Sedangkan pada reverse bias, muatan positif dan muatan negative pada daerah P dioda akan ditarik oleh sumber. Sehingga depletion layer akan melebar dan tidak dapat mengalirkan arus.
Gambar 1.2
(a) Forward bias (b) Reverse bias
Dioda Zener merupakan jenis diode yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik).
Gambar 1.3 Simbol dioda Zener
Pada dasarnya, dioda zener akan menyalurkan arus listrik ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan tembusnya. Karakteristik ini berbeda dengan dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Sebuah dioda zener yang dipasangkan dalam rangkaian reverse bias akan menjaga agar tegangan jatuhnya outputnya tetap stabil walaupun tegangan input diubah-ubah.
- Dioda sebagai Rectifier (Penyearah)
Dioda sering digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi arus DC. Ketika dioda dialiri oleh sumber AC, ia hanya akan mengalirkan arus selama setengah siklus positif (untuk dioda ideal) dan menahan arus selama setengah siklus negatif. Ini menghasilkan arus DC yang berdenyut (pulsating DC).
Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang (Half bridge Rectifier), hanya setengah dari gelombang AC yang diteruskan oleh dioda, sehingga menghasilkan arus DC dengan denyutan setengah gelombang. Penyearah setengah gelombang adalah perangkat yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).
Gambar 1.4
Half Bridge Rectifier
Dalam rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan jembatan dioda (bridge rectifier), seluruh gelombang AC digunakan dan akan menghasilkan arus DC dengan denyutan penuh. Jenis penyearah fase tunggal ini menggunakan empat dioda. Keempat penyearah individual terhubung dalam konfigurasi Bridge atau jembatan loop tertutup untuk menghasilkan output yang diinginkan. Keuntungan utama dari rangkaian jembatan ini adalah tidak memerlukan trafo khusus yang menggunakan center tap.
Gambar 1.5
Full Bridge Rectifier
Dioda Bridge Sebagai Full Bridge Rectifier lebih menguntungkan dari segi biaya karena trafo bekerja secara full.
Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari pertemuan semikonduktor
jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan
material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda.
Kontruksi dan simbol dioda seperti pada gambar berikut :
Dioda akan mengalirkan arus maju (konduksi) jika diberi bias maju (forward bias) yaitu
anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif. Sebaliknya, jika
diberi bias mundur (reverse bias) maka dioda mempunyai resistansi tinggi. Pada dasarnya
dioda akan mengalami konduksi jika diberi tegangan maju yang cukup (0,7 V untuk dioda
silikon dan 0,2 V untuk dioda germanium). Setelah mencapai tegangan tersebut, setiap
kenaikan tegangan akan diikuti dengan kenaikan arus.
Pada saat terjadi forward bias, terjadi perpindahan muatan listrik positif ke bagian positif dioda yang akan mengisi positif layer sehingga menekan depletion layer. Sedangkan pada reverse bias, muatan positif dan muatan negatif pada daerah P dioda akan ditarik oleh sumber. Sehingga depletion layer akan melebar dan tidak dapat mengalirkan arus.
Dioda zener merupakan jenis dioda yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik).
Pada dasarnya, dioda zener akan menyalurkan arus listrik ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan tembusnya. Karakteristik ini berbeda dengan dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Sebuah dioda zener yang dipasangkan dalam rangkaian reverse bias akan menjaga agar tegangan outputnyatetap stabil walaupun tegangan input diubah-ubah.
- Dioda sebagai Rectifier (Penyearah)
Dioda sering digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi arus DC. Ketika dioda dialiri oleh sumber AC, ia hanya akan mengalirkan arus selama setengah siklus positif (untuk dioda ideal) dan menahan arus selama setengah siklus negatif. Ini menghasilkan arus DC yang berdenyut (pulsating DC).
Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang (Half bridge Rectifier), hanya setengah dari gelombang AC yang diteruskan oleh dioda, sehingga menghasilkan arus DC dengan denyutan setengah gelombang. Penyearah setengah gelombang adalah perangkat yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).
Dalam rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan jembatan dioda (bridge rectifier), seluruh gelombang AC digunakan dan akan menghasilkan arus DC dengan denyutan penuh. Jenis penyearah fase tunggal ini menggunakan empat dioda. Keempat penyearah individual terhubung dalam Configuration Bridge atau jembatan loop tertutup untuk menghasilkan output yang diinginkan. Keuntungan utama dari rangkaian jembatan ini adalah tidak memerlukan trafo khusus yang menggunakan center tap.
Dioda bridge sebagai Full Bridge Rectifier lebih menguntungkan dari segi biaya karena trafo bekerja secara full.
Komentar
Posting Komentar