Modul 1 Karakteristik Dioda

Modul 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. A. Dioda
2. B. Dioda Zener
3. C. Half Bridge Rectifier
4. D. Full Bridge Rectifier

MODUL 1

KARAKTERISTIK DIODA

1. Pendahuluan[Kembali]

Dioda adalah komponen elektronik dua terminal yang berfungsi sebagai penghantar arus listrik dalam satu arah dengan beberapa karakteristik penting. Dalam kondisi bias maju, dioda memungkinkan arus mengalir dari anoda ke katoda, sedangkan dalam bias balik, dioda menghambat arus kecuali jika tegangan balik mencapai tegangan tembus. Dioda memiliki tegangan ambang, yaitu tegangan minimum yang diperlukan agar arus mengalir; sekitar 0,7 V untuk dioda silikon dan 0,3 V untuk dioda germanium. Jika tegangan balik melebihi tegangan tembus, arus mulai mengalir terbalik, yang bisa menyebabkan kerusakan kecuali pada dioda khusus seperti dioda Zener. Pada dioda ideal, arus hanya mengalir dalam satu arah tanpa penurunan tegangan atau arus bocor, tetapi pada dioda nyata, selalu ada sedikit penurunan tegangan dan arus bocor. Dioda digunakan dalam berbagai aplikasi seperti penyearah arus, perlindungan rangkaian, dan regulasi tegangan pada dioda Zener.

2. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda.
2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda Zener.
3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik rangkaian clipper.                                              

3. Alat dan Bahan[Kembali]

 A. Alat

    a).  Multimeter

    b). Jumper

    c). DC Power Supply

      d) Osiloskop

       (e) Function generator

B. Bahan

a) Dioda 1N4001

b) Resistor

    

4. Dasar Teori[Kembali

Dioda adalah komponen elektronika pasif 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 :

(a)                                                       (b)

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.

(a)                                                                              (b)

Gambar 1.2

(a) Forward bias (b) Reverse bias

Dioda ideal, didekati melalui pendekatan setengah linier (Piece Wise Linear) ada 3 pendekatan, yang didekati secara grafis.

(a)

(b)

(c)

Gambar 1.3

 (a)Kondisi diode ideal (R=0) (b)Kondisi diode non-ideal (R≠0) (c)Kondisi diode riil

 

Dioda Zener

Dioda Zener merupakan jenis diode yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik).

Gambar 1.4

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.

Aplikasi rangkaian dioda

Terdapat beberapa jenis aplikasi dari dioda, salah satu aplikasinya adalah clipper. Diamana rangkaian clipper adalah rangkaian pembentuk gelombang (waveshaping) yang berfungsi memotong bentuk gelombang pada level dc tertentu.

  Gambar 1.5 Rangkaian clipper

5. Percobaan[Kembali]

5.1 Dioda

• Susun rangkaian sesuai gambar.
• Hubungkan resistor dan dioda.
• Gunakan AC power supply.
• Aktifkan power supply, dan ukur nilai arus dan tegangannya.
• Gunakan osiloskop dan hubungkan pada rangkaiannya untuk menganalisa gelombang input dan outputnya.
• Ulangi percobaan dengan variasi nilai resistansi yang berbeda.

5.2 Diode Zener

• Susun rangkaian sesuai gambar.
• Hubungkan dioda, resistor dan potensiometer.
• Gunakan DC power supply.
• Aktifkan power supply dan ukur nilai arus dan tegangannya.
• Ulangi percobaan dengan nilai resistor yang berbeda.

5.3 Half Bridge Rectifier

• Susun rangkaian sesuai gambar.
• Hubungkan dioda, kapasitor dan resistor.
• Gunakan AC power supply serta hubungkan osiloskop pada rangkaian.
• Aktifkan power supply dan ukur nilai arus dan tegangan serta analisa gelombang outputnya.
• Ulangi percobaan dengan nilai resistor dan kapasitor berbeda.

5.4 Full Bridge Rectifier

• Susun rangkaian sesuai gambar.
• Hubungkan dioda, kapasitor dan resistor.
• Gunakan AC power supply, dan hubungkan osiloskop pada rangkaian.
• Aktifkan power supply dan ukur nilai arus dan tegangan, serta analisa gelombang output.
• Ulangi percobaan dengan nilai kapasitor dan resistor yang berbeda.