View
203
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 1/9
DIODA
Dioda ialah jenis VACUUM tube yang memiliki dua buah elektroda. Dioda tabung
pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir J.A. Fleming
(1849-1945) pada tahun 1904. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup,dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju
kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.
Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut karakteristik
menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk memperbolehkan arus listrik
mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah
sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi
elektronik dari katup pada transmisi cairan.
Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya
terdapat garis yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai
perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga
sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada ujung anak panah disebut sebagai katoda
(kaki negative = N).
Gambar disamping merupakan gambar karakteristik dioda pada saat
diberi bias maju. Lapisan yang melintang antara sisi P dan sisi N diatas disebut
sebagai lapisan deplesi (depletion layer ), pada lapisan ini terjadi proses
keseimbangan hole dan elektron. Secara sederhana cara kerja dioda pada saat
diberi bias maju adalah sebagai berikut, pada saat dioda diberi bias maju, maka
electron akan bergerak dari terminal negative baterai menuju terminal positif
baterai (berkebalikan dengan arah arus listrik). Elektron yang mencapai bagian katoda (sisi N
dioda) akan membuat elektron yang ada pada katoda akan bergerak menuju anoda dan membuat
depletion layer akan terisi penuh oleh elektron, sehingga pada kondisi ini dioda bekerja bagai
kawat yang tersambung.Berkebalikan dengan bias maju, pada bias mundur electron akan
bergerak dari terminal negatif baterai menuju anoda dari dioda (sisi P). Pada
kondisi ini potensial positif yang terhubung dengan katoda akan membuat
elektron pada katoda tertarik menjauhi depletion layer , sehingga akan terjadi
Gambar simbol d
Gambar Dioda bias
Gambar Dioda bias m
Nama : Lenzy Andre Famela
NRP : 2410100076
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 2/9
pengosongan pada depletion layer dan membuat kedua sisi terpisah. Pada bias mundur ini dioda
bekerja bagaikan kawat yang terputus dan membuat tegangan yang jatuh pada dioda akan sama
dengan tegangan supply. Berikut adalah beberapa macam dioda yang sering ditemukan :
1. Dioda Bridge (4 buah dioda penyearah) berfungsi sebagai penyearah gelombang penuh.
Dioda ini terdiri dari 4 buah dioda dalam satu komponen. Dioda bridge adalah dioda
silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan
komponen. Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan berbagai macam
kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya.
2. Dioda Zener (Sebagai penstabil tegangan)
Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika
lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener,
melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak
pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai.
Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener
bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki
tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya. Ini adalah karakteristik zener yang
unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias).
3. LED (Light Emiting Dioda)
LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat
mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda.
Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang
menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi
cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna
emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan
phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 3/9
hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan,
namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna,
perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah
(chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan
lonjong
4. Varaktor berfungsi merupakan dioda silikon yang memanfaatkan efek kapasitansi yang
berubah-ubah. Dalam aplikasinya, varaktor menggantikan kapasitor yang ditala secara
mekanik. Dengan kata lain varaktor yang dipasang parallel dengan inductor merupakan
rangkaian tangki resonasi dengan mengubahubah tegangan reverse pada varaktor. Kita
dapat mengubah-ubah frekuensi resonasi.
5. Dioda photo berfungsi sebagai detektor cahaya. Makin kuat cahaya, makin besar pula arus
balik diode. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah
cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari
cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda
foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahayapada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis
6. THYRISTOR, TRIAC DAN DIAC, Pada prinsipnya thyristor atau disebut juga dengan
istilah SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah suatu dioda yang dapat menghantar bila
diberikan arus gerbang (arus kemudi). Arus Gerbang ini hanya diberikan sekejap saja
sudah cukup dan thyristor akan terus menghantar walaupun arus gerbang sudah tidak ada.
Ini berbeda dengan transistor yang harus diberi arus basis
terus menerus. Triac adalah thyristor yang bekerja untuk
AC sedangkan diac akan menahan arus kearah dua belah
fihak, tetapi setelah tegangan melampaui suatu harga
tertentu, ia akan menghantar secara penuh.
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 4/9
Pada umunya dioda dibuat dari bahan semikonduktor sbb
1. Silicon, tegangan yang jatuh pada saat bias maju adalah 0,7 volt.
2. Germanium, tegangan yang jatuh pada saat bias maju adalah 0,3 volt
Rangkaian Dioda
Sebagai penyearah tegangan, dioda digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik
(AC) menjadi tegangan searah(DC). Penyearah tegangan ini ada 2 macam, yaitu :
Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier)
Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier)
1. Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier)
Saat digunakan sebagai penyearah setengah gelombang, dioda menyearahkan tegangan
AC yang berbentuk gelombang sinus menjadi tegangan DC hanya selama siklus positif
tegangan AC saja. Sedangkan pada saat siklus negatifnya, dioda mengalami panjaran
balik (reverse bias) sehingga tegangan beban (output) menjadi nol.
Pada contoh diatas, anggaplah Vin sebagai tegangan input rangkaian setelah diturunkan
oleh transformator yang mempunyai nilai sebesar 20Vpp atau 7,071VRMS. Setelah
disearahkan menggunakan dioda maka akan di dapat nilai tegangan DC atau nilai rata-
ratanya.
Dari hasil simulasi dengan contoh perhitungan diatas terlihat bahwa terdapat perbedaan
nilai. Hal ini bisa disebabkan karena komponen pada simulasi tidak ideal dan ini juga
bisa terjadi pada percobaan secara langsung. Nilai tegangan yang ditunjukkan pada
multimeter adalah nilai komponen AC (VAC) atau DC (VDC) saja. Sementara, untuk
mengetahui tegangan puncak ke puncak (Vpp) diperlukan pengukuran menggunakan
osiloskop atau bisa juga dengan perhitungan setelah VAC sudah diketahui.
Catatan : VAC = VRMS = VEFEKTIF
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 5/9
2. Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier)
Saat digunakan sebagai penyearah gelombang penuh, dioda secara bergantian
menyearahkan tegangan AC pada saat siklus positif dan negatif. Penyearah gelombang
penuh ada 2 macam dan penggunaannya disesuaikan dengan transformator yang dipakai.
Untuk transformator biasa digunakan jembatan dioda (dioda bridge) sementara untuk
transformator CT digunakan 2 dioda saja sebagai penyearahnya.
a. Penyearah gelombang penuh dengan jembatan dioda (dioda bridge)
Pada dioda bridge, hanya ada 2 dioda saja yang menghantarkan arus untuk setiap
siklus tegangan AC sedangkan 2 dioda lainnya bersifat sebagai isolator pada saat
siklus yang sama. Untuk memahami cara kerja dioda bridge, perhatikanlah kedua
gambar berikut.
Saat siklus positif tegangan AC, arus mengalir melalui dioda B menuju beban dan
kembali melalui dioda C. Pada saat yang bersamaan pula, dioda A dan D mengalamireverse bias sehingga tidak ada arus yg mengalir atau kedua dioda tersebut bersifat
sebagai isolator.
Sedangkan pada saat siklus negatif tegangan AC, arus mengalir melalui dioda D
menuju beban dan kembali melalui dioda A. Karena dioda B dan C mengalami
reverse bias maka arus tidak dapat mengalir pada kedua dioda ini.
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 6/9
Kedua hal ini terjadi berulang secara terus menerus hingga didapatkan tegangan
beban yang berbentuk gelombang penuh yang sudah disearahkan (tegangan DC).
Grafik sinyal dari penyearah gelombang penuh dengan jembatan dioda (dioda
bridge) ditunjukkan seperti pada gambar berikut.
Jembatan dioda (dioda bridge) tersedia dalam bentuk 1 komponen saja atau pun bisa
dibuat dengan menggunakan 4 dioda yang sama karakteristiknya. Yang harus
diperhatikan adalah besar arus yang dilewatkan oleh dioda harus lebih besar daribesar arus yang dilewatkan pada rangkaian.
b. Penyearah gelombang penuh menggunakan 2 dioda
Seperti telah disebutkan diatas, penyearah gelombang penuh menggunakan 2 dioda
ini hanya bisa digunakan pada transformator CT. Cara kerja penyearah gelombang
penuh jenis ini dapat dijelaskan seperti berikut :
Pada bagian sekunder trafo CT terdapat 2 sinyal output yang terjadi secara
bersamaan, mempunyai amplitudo yang sama namun berlawanan fasa. Saat tegangan
input (teg primer) berada pada siklus positif, pada titik AO akan terjadi siklus positif
sementara pada titik OB akan terjadi siklus negatif. Akibatnya D1 akan mengalami
panjaran maju (forward bias) sedangkan D2 mengalami panjaran balik (reverse bias)
sehingga arus akan mengalir melalui D1 menuju ke beban dan kembali ke titik center
tap.
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 7/9
Saat tegangan input (teg primer) berada pada siklus negatif, pada titik AO akan
terjadi siklus negatif sementara pada titik OB akan terjadi siklus positif. Akibatnya
D2 akan mengalami panjaran maju (forward bias) sedangkan D1 mengalami
panjaran balik (reverse bias) sehingga arus akan mengalir melalui D2 menuju ke
beban dan kembali ke titik center tap.Dari penjelasan cara kerja penyearah gelombang penuh jenis ini terlihat bahwa
tegangan yang terjadi pada beban mempunyai polaritas yang sama tanpa
memperdulikan dioda mana yang menghantar karena arus mengalir melalui arah
yang sama sehingga akan terbentuk gelombang penuh yang disearahkan seperti
ditunjukkan pada grafik sinyal berikut.
Cara menguji Dioda Dengan Multimeter Analog
Forward Bias
Jika jarum ohmmeter menunjukkan angka atau hambatan tertentu
menunjukkan dioda dalam kondisi baik Jika hambatannya 0 Ω menandakan dioda dalam kondisi short/ bocor
Jika hambatannya ∞ menandakan dioda dalam kondisi open/ putus
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 8/9
Reverse Bias
Jika jarum ohmmeter menunjukkan hambatan ∞ menandakan dioda dalam kondisi baik
Jika hambatannya 0 Ω menandakan dioda dalam kondisi short/ bocor
Contoh aplikasi dioda
Penyearah arus dan pelipat tegangan
Cara kerja :
Pada saat phase mengayun + , D1 menghantar dan mengisi C1 hingga setinggi Vmax. Pada saatphase mengayun – , C1 berhubungan seri dengan sumber tegangan yang berphase + sehingga
akan tertampung tegangan setinggi 2x Vmax. Tegangan tersebut kemudian di searahkan oleh D2
dan di filter oleh C2 maka pada output C2 akan timbul tegangan 2x Vmax.
Voltage Regulator
5/12/2018 Resume Dioda - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/resume-dioda 9/9
Dioda yang berfungsi sebagai voltage regulator adalah dioda zener. Pada rangkaian ini, zener
bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan
tegangan zener atau Vout = Vz. Namun rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.
Dioda sebagai pengaman (protector) dari kebalikan polaritas
Pada gambar diatas diode di fungsikan sebagai pengaman kebalikan polaritas karena jika
polaritas dari power supply terbalik, arus tidak mengalir pada pesawat elektronika tersebutsehingga kerukan dapat dihindari.
Recommended