MODUL 1 - DIODA

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Video Simulasi

6. Percobaan

Percobaan ...

1. Dioda
2. Dioda Zener
3. Half Bridge Rectifier
4. Full Bridge Rectifier

MODUL 1

DIODA

1. Pendahuluan[Kembali]

Dioda adalah salah satu komponen elektronik dasar yang berfungsi sebagai penyearah arus listrik. Dalam rangkaian listrik, dioda memungkinkan arus mengalir hanya dalam satu arah, yaitu dari anoda ke katoda. Sifat ini menjadikan dioda sangat penting dalam aplikasi-aplikasi seperti penyearah gelombang, proteksi terhadap tegangan balik, dan pengubahan sinyal AC (arus bolak-balik) menjadi DC (arus searah).

Praktikum ini bertujuan untuk memahami karakteristik dasar dioda, termasuk hubungan tegangan-arus dan bagaimana dioda berperilaku dalam berbagai konfigurasi rangkaian. Melalui pengukuran praktis, kita akan mempelajari bagaimana dioda dapat digunakan untuk menyearahkan tegangan AC serta mengenal fenomena tegangan maju (forward voltage) dan tegangan balik (reverse voltage). Praktikum ini juga akan memperkenalkan penggunaan dioda zener sebagai pengatur tegangan. Selain itu, dioda juga digunakan dalam rangkaian clipper untuk memotong atau membatasi bagian tertentu dari sinyal listrik tanpa mengubah bentuk sinyal lainnya.

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). 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.

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). 

 

• Half Bridge Rectifier 

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

 

• Full 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 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.  

 

Gambar 1.5 Full Bridge Rectifier

Dioda bridge sebagai Full Bridge Rectifier lebih menguntungkan dari segi biaya karena trafo bekerja secara full

5. Video Simulasi[Kembali]

A. dioda

 

B. dioda zener

 

C. half bridge

D. full bridge