MODUL 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Video Simulasi

6. Percobaan

Percobaan ...

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

MODUL 1

DIODA

1. Pendahuluan[Kembali]

Dioda adalah komponen elektronik yang memungkinkan arus listrik mengalir hanya dalam satu arah. Dioda biasanya terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium. Dioda memiliki dua terminal, yaitu anoda dan katoda. Arus listrik dapat mengalir dari anoda ke katoda, tetapi tidak sebaliknya, sehingga dioda sering digunakan sebagai penyearah untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).

    Dioda Zener adalah jenis dioda khusus yang dirancang untuk beroperasi dalam arah terbalik (reverse bias) pada tegangan tertentu yang disebut tegangan Zener. Tegangan Zener adalah titik di mana dioda Zener mulai menghantarkan arus listrik dalam arah terbalik.

    Half-bridge rectifier diode adalah komponen utama dalam sebuah rangkaian penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier). Rangkaian ini digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC), meskipun hanya satu setengah siklus dari gelombang AC yang diubah menjadi DC. Rangkaian ini sangat sederhana dan sering digunakan dalam aplikasi yang tidak memerlukan arus DC yang sangat stabil atau tinggi.

    Full-bridge rectifier diode adalah komponen utama dalam rangkaian penyearah jembatan penuh (full-wave bridge rectifier) yang digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Rangkaian ini lebih efisien daripada penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier) karena menggunakan kedua setengah siklus dari gelombang AC, sehingga menghasilkan tegangan DC yang lebih stabil dan dengan riak yang lebih rendah

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                                          

1. Electronic Base Station

            

                                      

                                                

2. Electronic Module Kit Dioda, Dioda Zener, Half Bridge rectifier dan Full Bridge rectifier

                                   

3. MULTIMETER

                                                

 4. Kabel Jumper

                                                                        

 5. Osciloscope

                                                                        

6. Signal Generator

                                                                

 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 :

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.

Dioda Zener

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

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).

·       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.

Dioda Bridge Sebagai Full Bridge Rectifier lebih menguntungkan dari segi biaya karena trafo bekerja secara full.

5. Video Simulasi[Kembali]

1. Diode Forward Bias dan Reverse Bias

2.Diode Zener Forward Bias dan Zener Reverse Bias

3. Half Bridge Rectifier 

4. Full Bridge Rectifier

6. Percobaan[Kembali]

6.1 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.

6.2 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.

6.3 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.

6.4 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.