modul1 - dioda

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ... 

1. Diode Forward Bias dan Reverse Bias
2. Diode Zener
3. Diode Half Bridge
4. Diode Full Bridge

MODUL 1
DIODA

1. Pendahuluan [Kembali]

    Dioda adalah komponen semikonduktor fundamental yang berfungsi sebagai pengarah arus listrik dalam sirkuit elektronik. Dengan dua terminalnya, anoda dan katoda, dioda memungkinkan arus listrik mengalir hanya dalam satu arah ketika diberikan tegangan yang sesuai, menjadikannya sangat penting dalam berbagai aplikasi, seperti penyearah daya, pengaturan tegangan, dan proteksi sirkuit. Cara kerja dioda sangat dipengaruhi oleh kondisi tegangan yang diterapkan pada terminalnya, yang dikenal dengan istilah bias. Ada dua kondisi utama bias yang memengaruhi perilaku dioda: bias maju (forward bias) dan bias mundur (reverse bias).

    Dalam kondisi bias maju, anoda dioda dihubungkan ke terminal positif sumber tegangan, sementara katoda dihubungkan ke terminal negatif. Ketika tegangan yang diterapkan melebihi tegangan ambang (biasanya sekitar 0,7V untuk dioda silikon), daerah deplesi di dalam dioda menyempit, dan dioda mulai menghantarkan arus listrik dari anoda ke katoda. Ini memungkinkan dioda berfungsi sebagai saklar tertutup dalam rangkaian, yang umum digunakan dalam aplikasi penyearah untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Sebaliknya, dalam kondisi bias mundur, polaritas tegangan diterapkan sebaliknya; anoda dihubungkan ke terminal negatif, dan katoda ke terminal positif. Kondisi ini menyebabkan daerah deplesi melebar, menghalangi aliran arus dari anoda ke katoda. Hanya arus bocor yang sangat kecil yang dapat mengalir dalam kondisi ini, kecuali jika tegangan yang diterapkan melebihi tegangan breakdown, yang dapat menyebabkan aliran arus besar secara tiba-tiba dan berpotensi merusak dioda, kecuali jika dioda tersebut dirancang untuk beroperasi dalam kondisi ini, seperti 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 Half Bridge Rectifier dan Full Bridge Rectifier

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A, Alat

1. Module
   
   
2. Multimeter
   

   

   Multimeter

   
   
   
3. Jumper
   
   

B. BAHAN

1. Resistor
   
   
   
   
   
   
2. Dioda 1N4007
   
   

4. Dasar Teori [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 :

gambar 1.1
(a) Konstruksi 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.

gambar 1.2
(a) Forward bias (b) Reverse bias

• Dioda Zener
  Dioda Zener merupakan jenis diode 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 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 konfigurasi 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. Percobaan [Kembali]