TUGAS PENDAHULUAN MODUL 1 - DIODA
Dioda merupakan komponen elektronika yang mempunyai dua elektroda (terminal), dapat berfungsi sebagai penyearah arus listrik. Ada dua jenis dioda yaitu dioda tabung dan dioda semikonduktor. Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Dioda dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang elektronika. Dioda sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan sering kali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis dioda juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.
Dioda pada suatu rangkaian disimbolkan sebagai berikut :
2. Jelaskan prinsip kerja dan kurva karakteristik dari diode!
Jawab :
Dioda disebut aktif atau ‘on’ apabila mendapat arus maju IF (forward bias) dari hubungan baterai seperti gambar 19 dan dioda disebut tidak aktif atau ‘off’ apabila mendapat arus mundur IR (reverse bias ) dari hubungan baterai seperti gambar berikut :
1. Kurva Karakteristik Dioda Ideal:
Dioda nyata memiliki karakteristik yang lebih kompleks daripada dioda ideal. Kurva karakteristik dioda nyata mencerminkan perilaku nyata dioda dalam hal tegangan dan arus. Saat dioda nyata dalam polarisasi maju (tegangan positif), arus akan mulai mengalir secara signifikan setelah tegangan tertentu yang disebut tegangan ambang diterapkan. Diode memiliki resistansi internal yang menyebabkan penurunan tegangan saat arus mengalir melalui dioda. Kurva karakteristik dioda nyata biasanya berbentuk kurva eksponensial yang naik tajam setelah melewati tegangan ambang.
Kurva karakteristik dioda digambarkan seperti gambar berikut :
Dioda aktif apabila , untuk bahan semikonduktor Silikon VF = 0,7 Volt dan untuk bahan semikonduktor Germanium VF = 0,3 Volt. Dioda tidak aktif apabila VD < 0 maka untuk semikonduktor Silikon ID = 0 mA dan untuk semikonduktor Germanium ID =IR. Pada saat arus reverse bias maksimum atau sama dengan VBD (Breakdown Voltage) maka arus tak terhingga atau dioda dapat menjadi rusak.
Rumus umum dioda adalah :
keterangan :
- IS = arus reverse saturasi
- k = 11.600/ɳ dengan ɳ=1 untuk Ge dan ɳ=2 untuk Si
- Tk = TC + 2730
3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan dioda Zener!
Jawab :
Dioda Zener adalah jenis dioda khusus yang dirancang untuk beroperasi dalam mode terbalik terpolarisasi (reverse-bias) dan mempertahankan tegangan tetap diantara dua terminalnya, bahkan jika tegangan pada dioda tersebut melebihi tegangan breakdown tertentu yang disebut tegangan zener atau tegangan breakdown zener. Fungsi utama dioda Zener adalahh untuk mengatur tegangan dalam suatu rangkaian dengan cara yang sangat presisi. Dioda Zener adalah komponen elektronik yang sangat berguna untuk menghasilkan tegangan referensi yang stabil dalam berbagai alat elektronik. Ini membantu mencegah kerusakan perangkat elektronik akibat fluktuasi tegangan dan memungkinkan perangkat lain dalam rangkaian untuk beroperasi dengan stabil.
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Clipper!
Jawab :
Clipper adalah sebuah sirkuit elektronik yang digunakan untuk memotong atau membatasi (clipping) rentang tegangan sinyal inputnya ke dalam rentang tegangan yang lebih kecil atau terbatas. Sirkuit clipper sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik untuk mengubah bentuk sinyal, membatasi level tegangan, atau menghapus bagian dari sinyal input.
5. Jelaskan prinsip kerja clipper!
Jawab :
Prinsip kerja clipper adalah memotong atau membatasi (clipping) rentang tegangan sinyal inputnya ke dalam rentang tegangan yang lebih kecil atau terbatas. Ini dilakukan dengan cara mengarahkan sinyal input melalui suatu komponen atau sirkuit yang menghilangkan atau membatasi bagian-bagian dari sinyal yang melewati ambang tertentu. Prinsip kerja clipper dapat dijelaskan dengan menggunakan dua jenis clipper utama: positive clipper (clipper positif) dan negative clipper (clipper negatif).
1. Positive Clipper (Clipper Positif):
Prinsip kerja positive clipper adalah memotong bagian atas (positif) dari sinyal input yang melampaui suatu tegangan ambang tertentu. Untuk sirkuit positif clipper yang menggunakan dioda, ketika tegangan input positif melewati dioda dalam arah polarisasi maju (forward bias), dioda akan mengalirkan arus dan mencegah tegangan output melampaui tegangan ambang tersebut. Oleh karena itu, sinyal output akan memiliki rentang tegangan yang lebih terbatas daripada sinyal inputnya.
2. Negative Clipper (Clipper Negatif):
Prinsip kerja negative clipper adalah memotong bagian bawah (negatif) dari sinyal input yang lebih rendah dari suatu tegangan ambang tertentu. Dalam sirkuit negative clipper yang menggunakan dioda, ketika tegangan input negatif melewati dioda dalam arah polarisasi mundur (reverse bias), dioda akan menghambat aliran arus dan mencegah tegangan output mencapai nilai yang lebih rendah dari tegangan ambang tersebut. Akibatnya, sinyal output juga akan memiliki rentang tegangan yang lebih terbatas daripada sinyal inputnya.
1. Dioda
- Forward bias
Pada rangkaian forward bias, arus dari sumber tegangan akan memasuki resistor R1 sebesar 100 ohm menuju kaki anoda dioda dan keluar pada kaki katoda, lalu mengalir menuju ground. Dikarenakan sumber positif bertemu dengan kaki positif dioda (anoda), terjadi pemindahan muatan positif yang akan mengisi positif layer dan menyebabkan depletion layer ditekan. Hal ini yang menyebabkan arus mengalir melewati dioda sehingga pada amperemeter terdeteksi arus menuju gound.
- Reverse bias
Pada rangkaian reverse bias, arus dari sumber tegangan akan memasuki resistor R2 sebesar 100 ohm menuju kaki katoda dioda. Dikarenakan sumber positif bertemu dengan kaki negatif dioda (katoda), muatan positif dan negatif dioda pada daerah P akan ditarik oleh sumber. Hal ini menyebabkan depletion layer melebar. Oleh karena itu, arus tertahan pada kaki katoda dioda dan tidak dapat mengalir melewati dioda, sehingga pada amperemeter terdeteksi arus menuju gound bernilai nol.
2. Dioda Zener
- Forward bias
Pada rangkaian, sumber dc sebesar 5v akan mengalirkan arus menuju R1 sebesar 100 ohm, dan memasuki kaki anoda pada dioda zener. Arus akan lanjut mengalir menuju ke ground. Nilai tegangan yang terdapat pada rangkaian terukur kecil. Hal ini disebabkan karena arus positif bertemu dengan kaki anoda dioda zener. Pada amperemeter, terlihat bahwa ada arus yang mengalir dari dioda menuju ground bernilai sangat kecil.
- Reverse bias
Pada rangkaian, sumber dc sebesar 5v akan mengalirkan arus menuju R2 sebesar 100 ohm, dan memasuki kaki katoda pada dioda zener. Arus akan lanjut mengalir menuju ke ground. Nilai tegangan yang terdapat pada rangkaian terukur lebih besar daripada forward bias. Hal ini disebabkan karena arus positif bertemu dengan kaki katoda dioda zener. Pada amperemeter, terlihat bahwa ada arus yang mengalir dari dioda menuju ground bernilai lebih besar daripada arus diforward bias.
3. Clipper
- Clipper positif
Pada rangkaian, sumber tegangan ac diberikan sebesar 7,5v dengan frekuensi 1 kHz menuju resistor sebesar 10k ohm. Arus akan dilanjutkan mengalir pada dioda dengan memasuki kaki anoda dioda. Rangkaian ini merupakan jenis clipper positif, yaitu rangkaian pemotongan sinyal input positif. Hal ini bisa dilihat pada osiloskop, dimana sinyal output yang terbaca hanyalah sisi negatif dari sinyal input.
- Clipper negatif
Pada rangkaian, sumber tegangan ac diberikan sebesar 7,5v dengan frekuensi 1 kHz menuju resistor sebesar 10k ohm. Arus akan dilanjutkan mengalir pada dioda dengan memasuki kaki katoda dioda. Rangkaian ini merupakan jenis clipper negatif, yaitu rangkaian pemotongan sinyal input negatif. Hal ini bisa dilihat pada osiloskop, dimana sinyal output yang terbaca hanyalah sisi positif dari sinyal input.
1. Dioda
- Forward bias
- Reverse bias dioda
2. Dioda Zener
- Forward bias
- Reverse bias
3. Clipper
- positif
- negatif
- File rangkaian forward bias dioda download
- File rangkaian reverse bias dioda download
- File rangkaian forward bias zener download
- File rangkaian reverse bias zener download
- File rangkaian clipper positif download
- File rangkaian clipper negatif download
- Video rangkaian forward bias dioda download
- Video rangkaian reverse bias dioda download
- Video rangkaian forward bias dioda zener download
- Video rangkaian reverse bias dioda zener download
- Video rangkaian clipper positif download
- Video rangkaian clipper negatif download
- Datasheet dioda download
- Datasheet dioda zener download
- Datasheet resistor download
- Datasheet osiloskop download
- Datasheet voltmeter download
- Datasheet amperemeter download
Tidak ada komentar:
Posting Komentar