Modul 1
MODUL 1
Karateristik Dioda
1. Pendahuluan[Kembali]
Karakteristik dioda bertujuan untuk memahami bagaimana dioda, sebuah komponen elektronik dasar, berfungsi dalam rangkaian listrik. Dioda adalah komponen semikonduktor yang memungkinkan arus listrik mengalir hanya dalam satu arah, yaitu dari anoda ke katoda. Dalam praktikum ini, kita akan mengamati hubungan antara tegangan dan arus pada dioda dengan menggunakan berbagai alat ukur seperti voltmeter dan ampermeter. Melalui pengukuran ini, kita dapat mempelajari bagaimana dioda berperilaku di bawah berbagai kondisi tegangan dan bagaimana karakteristiknya mempengaruhi kinerja rangkaian elektronik.
Selama praktikum, kita akan melakukan pengujian terhadap kurva karakteristik dioda dengan mengukur tegangan maju (forward voltage) dan arus yang mengalir melalui dioda pada kondisi dioda aktif. Hasil dari pengukuran ini akan menunjukkan bagaimana dioda mulai menghantarkan arus hanya setelah tegangan tertentu tercapai, serta bagaimana arus meningkat seiring dengan kenaikan tegangan. Melalui pemahaman karakteristik ini, kita dapat menerapkan pengetahuan tersebut dalam merancang rangkaian elektronik yang lebih kompleks dan efektif.
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]
5. Prosedur Percobaan[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 :
(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 negatif 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 Zener
Dioda zener merupakan jenis dioda 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 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).
· 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.