1. Apa yang dimaksud dengan dioda, beserta simbol dari dioda?
Jawab :
Dioda adalah komponen elektronik pasif yang memiliki dua terminal (anode dan katode) dan berfungsi untuk mengizinkan arus listrik mengalir hanya dalam satu arah (dari anode ke katode) sambil menghambat aliran arus dalam arah sebaliknya. Prinsip dasar dioda didasarkan pada sifat semikonduktor.
Simbol dioda digunakan dalam skema rangkaian elektronik untuk memudahkan representasi dioda dalam suatu sirkuit. Simbol dioda terdiri dari garis segitiga yang mengarah dari anode ke katode, dengan panah menunjuk arah aliran arus. Berikut adalah simbol umum untuk dioda:
Simbol dioda tersebut menggambarkan dua terminal dioda, yaitu anode (A) dan katode (K), serta arah aliran arus yang hanya mengalir dari anode ke katode. Panah mengindikasikan arah aliran arus.
Dioda memiliki berbagai jenis, termasuk dioda germanium, dioda silikon, dioda Zener, dan sebagainya, yang memiliki karakteristik khusus sesuai dengan penggunaannya dalam sirkuit elektronik. Dioda sering digunakan dalam aplikasi seperti penyearah (rectifier) untuk mengubah arus AC menjadi arus DC, pelindung terhadap arus searah sebaliknya (reverse current), dan pengatur tegangan seperti dioda Zener.
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 .
Adapun karakteristik Dioda adalah seperti pada gambar .
Gambar Karakteristik Dioda
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 untuk arus dioda ID adalah:
dimana,
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 (reverse-biased) dan mempertahankan tegangan tetap pada level tertentu. Dioda ini dinamai berdasarkan nama fisikawan Amerika, Clarence Zener, yang banyak berkontribusi pada pemahaman tentang fenomena penembusan Zener yang terjadi dalam dioda ini.
Berikut beberapa karakteristik utama dari dioda Zener:
1. Penembusan Zener: Dioda Zener bekerja dalam mode penembusan Zener, yang berarti ketika dioda tersebut diberikan tegangan terbalik melebihi tegangan Zener yang telah ditentukan, dioda akan mengizinkan arus berjalan melalui sirkuit dalam arah terbalik. Ini menghasilkan drop tegangan yang stabil dan terkontrol pada titik tegangan Zener yang telah ditentukan.
2. Tegangan Zener (Vz): Tegangan Zener adalah tegangan tetap yang dioda Zener akan pertahankan ketika beroperasi dalam mode penembusan. Nilai tegangan ini dapat bervariasi, bergantung pada tipe dioda Zener yang digunakan. Dioda Zener tersedia dalam berbagai nilai tegangan Zener yang berbeda sesuai dengan aplikasi yang diinginkan.
3. Aplikasi utama: Dioda Zener digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik untuk mempertahankan tegangan referensi yang stabil. Beberapa contoh penggunaannya adalah sebagai regulator tegangan, pelindung terhadap lonjakan tegangan (surge), dan penghasil tegangan referensi dalam berbagai sirkuit elektronik.
4. Kurva Karakteristik: Kurva karakteristik dioda Zener menunjukkan bahwa dioda ini akan mengalirkan arus yang relatif konstan melalui sirkuit ketika tegangan dioda mencapai atau melebihi tegangan Zener. Ini membuatnya sangat berguna dalam menghasilkan tegangan tetap dalam berbagai aplikasi.
Dioda Zener merupakan komponen penting dalam desain sirkuit elektronik yang memerlukan tegangan referensi yang stabil dan terkontrol. Dengan cara ini, dioda Zener membantu memastikan bahwa tegangan pada titik tertentu dalam sirkuit tetap dalam rentang yang diinginkan, bahkan jika tegangan inputnya bervariasi.
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan Clipper!
Jawab :
Rangkaian clippers adalah rangkaian pemotong sinyal input Vi dengan memanfaatkan kerja dioda.Clipper adalah rangkaian dioda yang berfungsi untuk melakukan clip (memotong sinyal) terhadap sinyal input tanpa mendistorsi sinyal sisa. Umumnya rangkaian clipper digunakan untuk memotong atau mengeliminasi sinyal noise atau bentuk gelombang baru pada suatu sinyal
Clipper dapat memiliki beberapa tujuan dan digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk:
1. Clipper Batas Atas (Upper Clipper): Ini memotong bagian atas sinyal yang melebihi ambang tertentu. Misalnya, dalam audio amplifikasi, clipper atas dapat digunakan untuk mencegah distorsi yang disebabkan oleh sinyal yang terlalu besar, yang dapat merusak speaker atau komponen lainnya.
2. Clipper Batas Bawah (Lower Clipper) : Sebaliknya, clipper bawah memotong bagian bawah sinyal yang kurang dari ambang tertentu. Ini dapat digunakan untuk menghilangkan noise atau gangguan yang sangat kecil yang mungkin tidak diinginkan dalam aplikasi tertentu.
3. Clipper Dua Arah (Bi-Directional Clipper): Clipper ini dapat memotong bagian atas dan bawah sinyal, sehingga memungkinkan pembatasan pada kedua arah.
4. Clipper Zener: Ini adalah tipe clipper yang menggunakan dioda Zener untuk mengatur ambang tegangan tertentu. Ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan pembatasan sinyal yang tepat.
Clipper dapat berbentuk rangkaian sederhana yang menggunakan komponen seperti dioda atau transistor untuk melakukan pemotongan sinyal. Mereka juga bisa lebih kompleks dan dikendalikan oleh mikrokontroler atau perangkat lunak untuk mengatur ambang potongan secara dinamis.
Penggunaan clipper dapat ditemukan dalam berbagai aplikasi elektronik, termasuk audio processing, pemrosesan sinyal, komunikasi, dan pengukuran sinyal listrik. Tujuannya adalah untuk melindungi komponen elektronik dan memastikan bahwa sinyal yang dihasilkan atau diproses tetap dalam rentang yang diinginkan.
5. Jelaskan prinsip kerja clipper! Rangkaian:
• Buatlah rangkaian forward bias dan reverse bias (Gambar 1.6 pada modul)
• Buatlah rangkaian forward bias dan reverse bias diode Zener
• Buatlah rangkaian clipper (Gambar 1.7 pada modul) (Masing-masing rangkaian dilengkapi dengan Voltmeter dan Amperemeter
Rangkaian dasar clipper ini bisa menggunakan dioda. Rangkaian clipper yang menggunakan dioda ini bisa dirangkai menjadi 2 jenis. Yang pertama adalah rangkaian clipper seri dan juga rangkaian clipper parallel yang bisa digunakan untuk menyusun rangkaian tersebut. Rangkaian clipper seri akan menghubungkan tiap dioda secara berjajar dengan beban, sementara untuk rangkaian clipper paralel akan menghubungkan dioda yang dipasang paralel dengan beban yang ada di rangkaian tersebut. Untuk masing-masing jenis rangkaian tersebut, rangkaian clipper ini dibagi menjadi negatif (pemotong pada bagian negatif) dan juga clipper positif (pemotong bagian positif). Clipper Seri Poin-poin yang perlu diperhatikan dari rangkaian clipper seri dengan dioda adalah : Dioda dan baterai sebagai rangkaian utama clipper dipasang secara seri dengan sumber sinyal. Bila output rangkaian adalah katoda dioda, maka bagian positif dari sinyal input akan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (berarti clipper negatif).
Sistem kerja dari rangkaian seri adalah bila hasil keluaran atau output pada rangkaian adalah anoda dioda, maka bagian positif akan dipotong (berarti clipper positif). Besarnya pemotongan atau penghilangan sinyal adalah tegangan baterai ditambah tegangan diode. Sementara untuk sistem kerja pada rangkaian paralel sebagai berikut : Dioda dan baterai akan dipasang secara paralel pada rangkaian clipper tersebut. Bila hasil keluaran atau output pada rangkaian paralel menggunakan katoda dioda, maka negatif akan dipotong atau disebut juga clipper negatif. Namun bila hasil keluaran atau output rangkaian paralel dengan anoda dioda, maka bagian positif akan dipotong.
rangkaian forward bias
Rangkaian ini merupakan rangkaian Forward bias Karena anoda mendapat tengangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif,sehingga terjadi pemindahan muatan listrik positif ke bagian positif doda yang akan mengisi positif layer sehigga menekan depletion layer. Dioda disebut aktif atau ‘on’ apabila mendapat arus maju IF (forward bias) dari hubungan baterai.
rangkaian reverse bias
Rangkaian reverse bias karena pemberian sumber tegangan yang terbalik dimana kaki Anoda (bahan tipe p) dihubungkan ke sumber tegangan negatif dan kaki Katoda (bahan tipe n) dihubungkan ke sumber tegangan positf. Pembawa-pembawa mayoritas tidak dapat menyeberangi persambungan dan elektron-elektron bebas tidak mempunyai energi yang cukup besar untuk menyeberangi persambungan sehingga tidak ada aliran arus dari katoda ke Anoda.
Pada saat rangkaian dijalankan dengan sumber tegangan DC sebesar 5 Volt. Tegangan dialirkan dari batrai ke R1 Lalu dari R1 diteruskan ke D1,lalu di teruskan ke ground,begitu juga pada D2,karna arah dari anoda ke atas maka arus yg di alirkan menjadi berubah arah.
Rangkaian reverse bias diode Zener
rangkaian clipper
Pada saat arus mengalir dari VSINE Clipper positif akan memotong bagian positif dari gelombang output dan clipper negatif akan memotong bagian negatif. Clamper positif akan menggeser bentuk gelombang ke arah atas, sedangkan clamper negatif positif akan menggeser bentuk gelombang ke arah bawah.
a. Diode
Pada saat rangkaian dijalankan dengan sumber tegangan DC sebesar 5 Volt. Tegangan dialirkan dari batrai ke R1 Lalu dari R1 diteruskan ke D1,lalu di teruskan ke ground,begitu juga pada D2,karna arah dari anoda ke atas maka arus yg di alirkan menjadi berubah arah.
Pada saat rangkaian dijalankan dengan sumber tegangan DC sebesar 5 Volt. Tegangan dialirkan dari batrai ke R1 Lalu dari R1 diteruskan ke D1,lalu di teruskan ke ground,begitu juga pada D2,karna arah dari anoda pada dioda zener ke atas maka arus yg di alirkan menjadi berubah arah.
c. Clipper
Pada saat arus mengalir dari VSINE Clipper positif akan memotong bagian positif dari gelombang output dan clipper negatif akan memotong bagian negatif. Clamper positif akan menggeser bentuk gelombang ke arah atas, sedangkan clamper negatif positif akan menggeser bentuk gelombang ke arah bawah.
Download File Rangkaian Dioda [Klik Disini]
Download File Rangkaian Dioda Zener [Klik Disini]
Download File Rangkaian Clipper [Klik Disini]
Download File Datasheet Dioda [Klik Disini]
Download File Video Rangkaian Dioda [Klik Disini]
Download File Video Rangkaian Dioda Zener [Klik Disini]
Download File Video Rangkaian Cliper [Klik Disini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar