2.2 Load Line Analysis



 1. Pendahuluan[kembali]

Dioda adalah sebuah komponen elektronik yang memiliki fungsi sebagai penghantar arus listrik hanya pada satu arah saja. Dioda terdiri dari dua jenis terminal yang disebut anoda dan katoda, dan memanfaatkan sifat semikonduktor yang memungkinkan aliran arus listrik hanya dalam satu arah. Arus dioda mengalir dari terminal anoda ke terminal katoda saat dioda dipolarisasi maju. Sebaliknya, saat dioda dipolarisasi mundur, arus hampir tidak mengalir atau mengalir dalam arah yang sangat kecil dari katoda ke anoda. Arah arus dioda tergantung pada polaritas teganan yang diberikan ke dioda. Dioda berperan sebagai saklar yang mengizinkan aliran arus mengalir pada polarisasi maju dan memblokir arus saat polarisasi mundur. Salah satu teknik analisis yang penting dalam memahami dioda pada sirkuit adalah load line analysis.

Load line analysis atau analisis garis beban adalah teknik yang digunakan dalam desain dan analisis sirkuit elektronik linier. Tujuan dari analisis garis beban adalah untuk memahami bagaiman sirkuit bereaksi terhadap perubahan beban atau tegangan input. Dengan memvisualisasikan garis beban di atas kurva karakteristik dioda, kita dapat mengeksplorasi titik operasi yang optimal dan mengidentifikasi kinerja sirkuit secara keseluruhan.

 2. Tujuan[kembali]

  • Mengetahui apa yang dimaksud dengan analisis garis beban
  • Mengetahui persamaan-persamaan yang berhubungan dengan analisis garis beban pada dioda
  • Mampu membuat rangkaian analisis garis beban 

 3. Alat dan Bahan[kembali]

Alat :

a. Voltmeter

Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan yang mengalir pada suatu rangkaian dengan cara dihubungkan secara paralel dengan sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian.

b. Amperemeter

Amperemeter merupakan alat ukur listrik yang berfungsi untuk mengukur arus listrik dalam suatu rangkaian. Amperemeter dipasang secara seri dalam rangkaian sehingga seluruh arus yang mengalir melewati amperemter.


Bahan :
a. Dioda

Dioda adalah komponen elektronik yang memiliki dua terminal yaitu anoda dan katoda. Dioda berfungsi untuk mengalirkan arus listrik ke satu arah dan memblokir arus listrik dari arah sebaliknya. 

b. Baterai




Baterai berfungsi sebagai sumber penyedia energi listrik. Baterai menyimpan energi kimia dan dapat mengubahnya menjadi energi listrik yang dapat digunakan untuk menghidupkan perangkat elektronik atau sistem lainnya dalam rangkaian.

c. Resistor


Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan dalam rangkaian untuk mengatur aliran arus listrik dan menurunkan tegangan. Fungsi utama resistor adalah menghasilkan resistansi, yaitu hambatan terhadap aliran arus listrik. Nilai resistansi pada resistor dapat dilihat dari gelang warna yang ada pada resistor.

Berikut tabel warna untuk menentukan nilai resistansi resistor:


d. Ground

Ground merupakan referensi titik nol atau titik referensi tegangan. Ground berfungsi untuk menjaga rangkaian dengan memberikan jalur untuk arus yang berlebih atau bocor kembali ke bumi.

 4. Dasar Teori[kembali]

Bentuk konfigurasi dioda yang paling sederhana digunakan untuk menggambarkan analisis rangkaian dioda dengan menggunakan karakteristik sebenarnya. 


Gambar (a) merupakan bentuk rangkaian sederhana yang menggunakan dioda, sedangkan gambar (b) merupakan tampilan karakteristiknya. Karakteristik tersebut ditempatkan pada sumbu yang sama dengan garis beban. Analisis yang dilakukan ini disebut "analisis garis beban". 

Dapat dilihat pada gambar di atas, efek tekanan yang diberikan oleh baterai sebagai sumber energi membetuk arus yang melalui rangkaian seri searah jarum jam. Arah arus ini memiliki arah yang sama dengan panah pada simbol dioda menunjukkan bahwa dioda dalam posisi aktif dan akan menghantarkan arus tingkat tinggi. Hasilnya polaritas yang melintasi dioda akan seperti yang ditunjukkan pada gambar (b), tegangan dan arus berada pada kuadran pertama (VD dan ID positif) yang membuktikan bahwa dioda dalam keadaan bias maju.

(c)

Untuk menentukan analisa garis beban, dapat digunakan ketentuan hukum kirchoff searah jarum jam yang menghasilkan persamaan:

(2.1)

Persimpangan garis beban dapat ditentukan apabila kita menetapkan VD = 0 V untuk mendapatkan nilai ID pada sumbu vertikal dan untuk mendapatkan nilai VD pada sumbu horizontal kita dapat mengasumsikan nilai ID = 0.

Jika nilai VD = 0  V, maka akan diperoleh besar ID pada sumbu vertikal menjadi :

(2.2)

dan jika ID = 0 A, maka dapat diperoleh nilai VD menjadi:

(2.3)


Seperti yang ditunjukkan pada gambar (c), garis lurus yang ditarik antara dua tiitk akan menentukan garis beban. Dengan menarik garis ke sumbu horizontal kita dapat menentukan tegangan dioda VD, sedangkan garis horizontal dari titik potong ke sumbu vertikal akan memberikan nilai ID. Titik operasi disebut titik tenang (disingkat "Q-point") untuk mencerminkan kualitas "diam, tidak bergerak" seperti yang didefinisikan oleh jaringan DC.


Solusi yang diperoleh di persimpangan kedua kurva adalah sebagai berikut:



 5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

  • Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, diambil dari library proteus
  • Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak
  • Tepatkan posisi letaknya dengan gambar rangkaian
  • Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
  • Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaiannya bekerja 

    b) Rangkaian simulasi [kembali]

a) Tampilan rangkaian dioda sederhana


2.11 Rangkaian dioda sederhana

Prinsip Kerja: Pada sebuah rangkaian dioda terdapat beban yang memberikan pengaruh terhadap daerah kerja operasi dioda yang mana digambarkan sebagai karakteristik dioda. Rangkaian seri dioda dipasangkan beberapa beban listrik yang dihubungkan ke satu sumber daya melalui sebuah rangkaian. Perhitungan besaran rangkaian adalah dengan cara pemasangan amperemeter secara seri dan voltmeter secara paralel.

b) Tampilan rangkaian dioda dengan besaran pada komponennya


2.12 Rangkaian dioda example 2.1

Prinsip Kerja: Baterai 10V dipasang seri dengan dioda dan juga resistor 500 ohm, pengukuran arus menggunakan dc amperemeter secara seri diperoleh nilai 18,9 mA, tegangan dioda diukur menggunakan dc voltmeter dan diperoleh nilai 0,53V, serta nilai tegangan pada resistor adalah 9,46V.


2.13 Rangkaian example 2.2

Prinsip Kerja: Baterai 10V dipasang seri dengan dua buah resistor senilai 42,16 ohm dan senilai 500 ohm. Pengukuran arus menggunakan dc amperemeter secara seri diperoleh nilai 18,4 mA, serta tegangan resistor 500 ohm diukur menggunakan dc voltmeter dan diperoleh nilai 9,22V.

    c) Video Simulasi [kembali]



Video 2.1


Video 2.3


Video 2.4

 6. Download File[kembali]

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH  ELEKTRONIKA 2024 Nama : Halwa Meidola Beniska NIM : 2310951001 Dosen Pengampu : Dr. Darwison, MT Referensi : a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang  b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.
Read more »