RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH MENGGUNAKAN FILTER KAPASITOR
Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling pa ling penting bagi sistem elektronika. Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak - balik, sedangkan sumber s umber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Bila dilihat dengan osiloskop seperti berikut.
(a) Tegangan AC
(b) Tegangan DC Gambar 1. Penyearah
(Rectif ier)
mua peralatan Seperti telah kita ketahui bahwa hampir semua elektronika mengg una unakan power suplay (catu daya arus sear earah). Sudah
barang
mendapatkan
dengan
tentu suatu
dalam sumber
hal arus
prinsip-prinsip
keunt untungan lainnya
ini
kita
sear earah
balik
atau
arus
yang
AC
unt untuk
yang disesuaikan
ekonomis dan sesuai
diatas adalah mendap atkan arus sear earah bolak
brusaha
(Alternating
dengan dari
persyaratan
sumber
arus
Curent). Rangk aian
yang dimaksud disini adalah rangk aian penyear earah gelombang yaitu dari sumber tegangan sinyal AC diubah men jdi bentuk
di oda
c. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 4 buah
diode
Sumber Tegangan Bila diamati sumber AC tegangan berayun sewaktuwaktu pada kutub positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif, sedangkan sumber AC selalu pada satu kutub saja, s aja, positif saja atau negatif saja. Dari sumber AC dapat disearahkan menjadi sumber DC dengan menggunakan rangkaian penyearah yang di bentuk dari dioda. Ada tiga macam rangkaian penyearah dasar yaitu penyearah setengah gelombang, gelombang penuh dan sistem jembatan.
(a) Penyearah Setengah
Gelombang
Gelombang Penuh
(b) Penyearah
(c) Penyearah
Sistem Jembatan Gambar
Rangkaian Penyearah Biasanya output dari rangkaian diberi suatu filter kapasitor untuk menghilangkan riak sehingga diperoleh tegangan DC yang stabil. Tegangan DC juga dapat diperoleh dari batere. Dengan penggunaan batere ditawarkan sumber tegangan DC yang stabil dan portable namun dapat habis tergantung kapasitas batere tersebut. Tegangan yang tersedia dari suatu sumber tegangan yang ada biasanya tidak sesuai dengan kebutuhan. Untuk itu diperlukan suatu regulator tegangan yang berfungsi untuk menjaga agar tegangan bernilai konstan pada nilai tertentu. Regulator tegangan ini biasanya berupa IC dengan
yaitu input, ground dan output. Dalam menggunakan IC ini tegangan input harus lebih besar beberapa persen (tergantung pada data sheet) dari tegangan yang akan diregulasikan
PENYEARAH GELOMBANG PENUH DENGAN FILTER C
gambar 5 : rangkaian penyearah gelombang penuh dengan filter C
Analisis Rangkaian Berbeda Berb eda dengan penyearah gelombang gelombang penuh dengan meng menggunakan gunakan Transformator CT. Pada rangkaian kali ini menggunakan transformator tanp ta npa a CT CT,, de deng ngan an pe peny nyea eara rah h 4 bu buah ah di diod oda. a. Si Sila lahk hkan an ik ikut utii al alur ur da dari ri masing-masing siklus. Keduanya akan masuk keluar dengan arah yang sama dan berakhir di lawan potensialnya. Sehingga bentuk gelombang kelu ke luar aran an se semu muan anya ya be beru rupa pa bu buki kitt (t (teg egang angan an po posi siti tif) f).. Dan ad adan anya ya kapa ka pasi sito torr
memb me mbua uatt
tega te gang ngan an
ripp ri pple le
keci ke cil. l.
Kapa Ka pasi sito torr
mela me laku kuka kan n
pembuangan saat terjadi pergantian siklus. Dan melakukan pengisian saat arus dari kedua potensial yang disearahkan tersebut mengalirinya. Untuk Unt uk men mendap dapatk atkan an te tegang gangan an out output put yan yang g leb lebih ih efe efekti ktip p and anda a dap dapat at menggu men ggunak nakan an fil filter ter phi phi.. Yai Yaitu tu den dengan gan me menam nambah bah sat satu u kap kapasi asitor tor lag lagii (dipas (di pasang ang par parale alel, l, agar nil nilai ai kap kapasit asitansi ansi ber bertam tambah, bah, seh sehing ingga ga wak waktu tu buang semakin lama dan gelombang pun akan nyaris lurus), dan satu indu in dukt ktor or.. Da Dari ri ha hasi sill pe perc rcob obaa aan n ya yang ng sa saya ya la laku kuka kan. n. Ni Nila laii R1 pu pun n mempengaruhi keefektifan tegangan output. Dari percobaan, R1 yang bernilai 1,5 KOhm menghasilkan gelombang keluaran yang lebih efektif (gelombang nyaris lurus) , dibandingkan dengan menggunakan R1 yang bernilai 100 Ohm.
padContoh pad Contoh rangkaian penyearah tanpa menggunakan filter
Fungsi filter
Contoh rangkaian penyearah dengan menggunakan filter kapasitor
•
Arus Riak (Ripple Current)
Akibat dari arus ripple sedikit banyak mengganggu keluaran dari catu daya. Ilustrasi berikut menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor.
Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan tertentu, di mana pada keadaan ini ini arus untuk beban R1 dicatu oleh oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus, tetapi eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan kapasitor. Kemiringan kurva b-c bergantung pada besar arus I yang mengalir ke beban R. Jika arus I = 0 (tidak (tidak ada beban) maka maka kurva b-c akan akan membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
V r = V M -V L dan tegangan dc ke beban adalah :
V dc = V M + V r /2 Tipe – tipe filter : 1. Filter Choke (Induktor) 2. Filter Kapasitor
Filter RC
PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG (HALF WAVE)
gambar 1 : rangkaian penyearah setengah gelombang
Analisa Rangkaian Inpu In putt pad pada a ra rang ngkai kaian an te ters rseb ebut ut ad adal alah ah ar arus us bo bola lak k bal balik ik Alternating (Alternating Current ). ). Dan dihasilkan output arus seara searah h (Dir (Direct ect Curr Current) ent),, karena hanya hany a men menggu ggunaka nakan n 1 buah dio dioda. da. Dio Dioda da ter terseb sebut ut ber berfun fungsi gsi seb sebagai agai peny pe nyea eara rah. h. Saa Saatt si sikl klus us po posi siti tiff (a (ali lira ran n te tega gang ngan an po posi siti tif) f) ar arus us da dapat pat melewa mel ewati ti dio dioda da (di (diter teruska uskan n ke R1 R1), ), seh sehing ingga ga gel gelomb ombang ang pad pada a sik siklus lus positi pos itiff kel keluar uar seb sebagai agai out output put.. Nam Namun un saa saatt sik siklus lus neg negati atif, f, aru arus s tid tidak ak mengalir, karena terhalang dioda. Oleh karena itu outputnya bernilai nol. Siklus positif dan negatif berlangsung secara terus menerus, sehingga didapat bentuk gelombang keluaran berupa bukit tanpa lembah. Selang antar ant ar bu buki kitt it itul ulah ah je jeda da ya yang ng di dise seba babk bkan an si sikl klus us ne nega gati tiff ti tida dak k da dapat pat mengal men galir ir kar karena ena ada adanya nya dio dioda, da, seh sehing ingga ga gel gelomb ombang ang kel keluar uaran an han hanya ya seteng set engah ah gel gelomb ombang. ang. Ol Oleh eh kar karena ena itu itulah lah,, ran rangkai gkaian an di ata atas s dis disebu ebutt rang ra ngka kaia ian n pe peny nyea eara rah h se sete teng ngah ah ge gelo lomb mbang ang.. (f (fre rekw kwen ensi si in inpu putt = 2 x frekwensi output)
PENYEARAH GELOMBANG PENUH (FULL WAVE) DENGAN TRANSFORMATOR CENTRE TAP (CT)
gambar 2 : rangkaian penyearah gelombang penuh
Analisa Rangkaian Adanya 2 dioda menyebabkan CT menjadi common ground. Siklus dari CT tidak mengalir karena terhalang oleh kedua dioda. Sedangkan dua siklus yang lainnya diteruskan ke Resistor 1 dengan arah yang sama. Sehingga, Sehin gga, gelom gelombang bang kelu keluaran aran semu semuanya anya beru berupa pa bukit (input berup berupa a gellom ge omba bang ng
sinu si nuso soid idal al
/
AC) C)..
Ole Ol eh
karrena ka
itu, it u,
ran angk gkai aian an
diat di atas as
dinamakan penyearah gelombang penuh dengan Transformator Centre Tap. Karena, rangkaian pertama di atas pun dapat menjadi penyearah gelombang penuh, dengan menggunakan 4 buah dioda. Wala Wa laup upun un ao aotp tput utny nya a sud sudah ah be beru rupa pa DC DC,, na namu mun n ke kelu luar arann annya ya be belu lum m
gambar 3 : rangkaian penyearah setengah gelombang dengah filter C
Analisis Rangkaian Yan Yang g me memb mbed edaka akan n ra rang ngkai kaian an ga gamb mbar ar 3 de deng ngan an ga gamb mbar ar 1 ad adal alah ah adanya capasitor sebagai filter. Saat siklus positif, capasitor melakukan pengisian bersamaan dengan terjadinya output siklus positif. Dan saat siklus negatif kapasitor melakukan pembuangan karena siklus negatif tida ti dak k
men enga gallir ir..
Sehi Se hing ngga ga
jar arak ak
anta an tarr
buki bu kitt
pada pa da
ran ang gka kaiian
ini
dihu di hubu bung ngka kan n ol oleh eh ga gari ris s mi miri ring ng// ku kurv rva a bb-c c ya yang ng me meru rupa paka kan n ha hasi sill pembuangan kapasitor (tegangan capasitor). Adanya filter inilah yang membuat tegangan keluaran lebih efektif karena tegangan ripple yang kecil. Tegangan ripple secara matematis dapat dihitung dengan rumus :
Vr = VM -VL …....... (1)
gambar 4 : bentuk gelombang dengan filter kapasitor
Catudaya atau power supply merupakan suaturangkaian elektronic yang mengubah arus listrik bolak-balik menjadi arus listrik searah. Hampir semua peralatan elektronik membutuhkan catudaya agar dapat berfungsi. Beberapa radio atau tape kecil menggunakan baterai sebagai sumber tenaga namun sebagian besar menggunakan listrik PLN sebagai sumber tenaganya. Untuk itu dibutuhkan suatu rangkaian yang dapat mengubah arus listrik bolak-balik dari PLN menjadi arus listrik searah. Ada banyak jenis atau variasi rangkaian catudaya dengan segala kelebihan dan kekurangannya. Namun secara prinsip rangkaian catudaya terdiri atas transformator, dioda dan condensator. Rangkaian penyearah (rectifier circuit). Bagian utama atau boleh dikatakan jantung suatu catudaya adalah rangkaian penyearah yang mengubah gelombang sinus AC menjadi deretan pulsa DC. Ini merupakan dasar atau langkah awal untuk memperoleh arus DC halus yang dibutuhkan oleh suatu peralatan elektronik. A B
Rangkaian dasar penyearah gelombang penuh seperti terlihat pada gambar. Menggunakan dua dioda dan satu center tape transformer. Jika titik tengah transformer ditemukan maka tegangan di kedua ujung lilitan sekunder berlawanan fasa 180 derajat. Jadi ketika misalnya tegangan dititik A mengayun kearah positif diukur dari titik tengah lilitan sekunder maka tegangan dititik B mengayun ke arah negatif diukur dari titik yang sama. Mari kita lihat prinsip kerja penyearah gelombang penuh ini. Gambar A menunjukkan ketika anoda D1 mendapat tegangan positif, Anoda D2 mendapat tegangan negatif. A Pada kedudukan ini hanya D1 saja yang konduksi atau terhubung singkat. Arus listrik mengalir dari titik tengah sekunder melalui beban, kemudian melalui D1 dan kembali ketitik tengah melalui lilitan atas sekunder. Dan hal ini D1 berfungsi seperti saklar atau switch yang menutup sehingga arus listrik mengalir melalui beban disaat periode positif dari gelombang sinus AC. Gambar B menunjukkan apa yang terjadi selama setengah periode berikutnya ketika polaritas berganti. B Anoda D1 mengayun kearah negatif sementara anoda D2 mengayun kearah positif. Akibatnya D1 menyumbat, sebaliknya D2 konduksi atau terhubung singkat. Pada keadaan ini arus listrik mengalir dari titik setengah sekunder melalui beban dan D2 kembali ketitik tengah setelah melalui lilitan bawah sekunder Perhatikan bahwa dalam rangkaian penyearah gelombang arus listrik mengalir sepanjang satu periode. Sedangkan dalam rangkaian penyearah setengah gelombang arus listrik hanya mengalir selama setengah periode saja. Jadi penyearah gelombang penuh (fullwave rectifier) rectifier) lebih baik dari penyearah setengah gelombang (halfwave rectifier). Penyearah type jembatan (bridge rectifier) Rangkaian dasar penyearah type jembatan seperti terlihat pada gambar. Terdiri atas satu transformer dan 4(empat) dioda yang disusun sedemikian rupa sehingga arus listrik hanya mengalir kesatu arah saja melalui beban. Sirkuit ini tidak memerlukan sekunder bersenter tapi sebagaimana pada rangkaian penyearah gelombang penuh. Bahkan transformator tidak diperlukan jika tegangan DC yang dibutuhkan relatif
transformator digunakan sebagai isolator antara tegangan jaringan dengan tegangan rangkaian. Gambar A menunjukkan jalannya aliran a liran arus listrik selama periode positif AC (sine wave). D1 dan D2 konduksi. Arus listrik mengalir dari ujung lilitan bawah sekunder melalui beban, D1, D2, dan kembali ke lilitan bawah sekunder. A Setengah periode berikut polaritas sinewave berganti seperti terlihat pada gambar B. Ujung lilitan atas sekunder sekarang menjadi negatif, ujung lilitan bawah menjadi positif.D3 dan D4 konduksi. Pada kedudukan ini arus listrik mengalir dari ujung lilitan atas sekunder melalui beban, D3, D4 dan kembali lilitan bawah sekunder. Dari gambar A dan B nampak jelas arus listrik yang mengalir melalui beban selalu dalam arah yang sama. B Filtering (penghalusan). Sebagaimana telah kita lihat pada bab sebelumnya bahwa arus listrik DC yang keluar dari dioda masih berupa deretan pulsa-pulsa. Tentu saja arus listrik DC semacam ini tidak cocok atau tidak dapat digunakan oleh perangkat elektronik apapun. Untuk itu perlu dilakukan suatu cara filtering agar arus listrik Dc yang masih berupa deretan pulsa itu menjadi arus listrik DC yang halus/ rata. Ada beberapa cara yang dapat dilakukan diantaranya dengan C filter, RC filter dan LC filter. Pada bab berikut hanya akan dibahas C filter (basic). Sedangkan RC maupun LC filter merupakan pengembangan C filter yang fungsinya lebih menghaluskan tegangan output dioda. Capacitor sebagai filter. Filtering yang paling sederhana ialah dengan menggunakan capacitor yang dihubungkan seperti terlihat pada gambar. Tegangan input ratarata (average) 115 volt. Tegangan puncak 162 volt. mari kita lihat apa yang terjadi ketika suatu capasitor ditambahkan pada output dioda. Pada saat anoda D1 mendapat pulsa positip, D1 langsung konduksi dan capacitor mulai mengisi. Ketika capacitor telah mencapai tegangan puncak D1 menyumbat karena katodanya lebih positip daripada anodanya. Capacitor harus membuang (discharge) muatannya melalui beban yang mempunyai resistan tertentu. Oleh karenanya waktu
C Bagaimana bentuk tegangan DC setelah difilter dengan capacitor dapat dilihat pada gambar. Gambar A menunjukkan output penyearah setengah gelombang tanpa capacitor. Tampak jelas tegangan rata-ratanya (Eave) hanya sekitar 31% dari tegangan puncak. Ketika suatu capacitor ditambahkan maka bentuk tegangan outputnya seperti terlihat pada gambar B. Di sini capacitor mencegah tegangan output mencapai nol volt. Sehingga tegangan output rata-ratanya naik dibanding sebelumnya (no capacitor). Jika nilai capacitornya dibesarkan atau ditambah maka bentuk tegangan outputnya seperti terlihat pada gambar C. Tampak jelas tegangan rataratanya (Eave) meningkat dibandingkan sebelumnya (nilai capacitor yang lebih besar diperlukan bila arus listrik yang dibutuhkan beban relatif besar). Tegangan rata-rata (Eave). Jika kita mengatakan tegangan AC ini 115 V, sesungguhnya yang kita k ita sebutkan adalah tegangan efektif (Erms). Sedangkan tegangan puncaknya (Epeak adalah: Epeak = Erms x 1,414 Epeak = 115 V x 1,414 = 162,6 V. A B Sedangkan tegangan rata-ratanya adalah 0 V karena positif dan negatif bergantian (alternate). Yang dibutuhkan rangkaian elektronika adalah tegangan rata-rata atau Eave. Untuk mendapatkan Eave maka salah sa lah satu gelombang AC (positif / negatif) harus di clip / dipotong (lihat gambar). Eave = Epeak x 0,0318 Eave = 162,6 V x 0,318 = 51,7 V. Output Eave pencatudaya setengah gelombang sukar difilter karena mengandung ripple 50Hz Pada catudaya type jembatan (bridge rectifier) hubungan antara tegangan puncak Epeak dengan tegangan rata-rata Eave sebagai berikut: Epeak = Erms x 1,414 Epeak = 115V x 1,414 = 162,6V.
mudah difilter atau disaring dibanding ripple frekwensi 60Hz dari pencatudaya tipe setengah gelombang.
a. Penyearah ½ gelombang ( Half wave Rectif ier) Seperti diperlihatkan pada gambar 2.6 suatu deretan diod a
dan R kita berikan teganga bolak-balik. K arena tegangan yang diberikan p ada input traf o bolak-balik maka pada suatu aat terminal A adalah positip sedangk an saat adalah
negatip.
Dan Dan
pada
B
terminal
berikutnya terminal A
aat saat
men jadi negatip dan terminal B yang jadi positip dan seterusnya bergantian setiap setengah period a.
D Vo A
ut
+
Harga rata-rata () R
VP
L Vi
(+
VD
n
)
C
t
B-
2
4
5
3
0
(b )
(a)
Gambar 2.6 Rangkaian peny earah ½
gelombang a. Skema Rangkaian
b.
Gelombang
Output
Pada saat aat terminal A positip dioda mendapat tegangan
ma ju maka mengalirlah arus, dan pada saat aat terminal A negatip
dioda
mendapat tegangan terbalik dan tidak ada
arus mengalir. Den Dengan demikian pada dioda mengalirlah arus
yang bentuknya dilukiskan seperti gambar 2.6 b. Arus ini tidak lagi bolak bali melainkan sear earah tapi tidak rata melainkan
berdenyut-denyut,
inipun dinamai arus sear earah
direct
curr rre ent)
Arus
karenanya
denyut
(pulsating
denyut
inipun
arus
dilihat
dengan
menghitung
besarnya
komponen arus sear earah atau ha h arga rata-rata pulsa sear earahnya, yaitu:
I
= 0,318 Im
m IDC =
Besarnya Im adalah: Im = I 2 = 1,414 I sehingga:
1,414 IDC
= 0,45 I
I
=
earahnya adalah harga rata-ra -rata dari sedangk an tegang an sear setengah
gelombang sinus yang positip sehingga:
Em EDC
=
= 0,318 Em
Prioda
dari
sinyal
output
adalah
sama
dengan
perioda
sinyal input. Setiap siklus input menghasilkan satu siklus
output.
Inilah
sebabnya mengapa
f rekuensi
output
dari
penyear earah setengah gelombang sama dengan f rekuensi input
f out = f in
b. Penyearah gelombang penuh dengan 2 buah dioda (Full wave
Rectif ier)
aan yang lebih sempurna, maka Untuk memperoleh perataan
dipakailah dua buah dioda sebag ai penyear earah rangk ap. Guna una memahami apakah yang
diperoleh
dari
dua
dioda,
mari
terlebih dulu kita pela jari rangk aian di Gambar 2.7.
A+
Vo
ut D1 AVi
Vm
Harga rata-rata
CT
RL
n
I B+
m
Vm D 2
Gambar 2.7 Rangkaian penyearah gelombang
Penuh a.
Skema
Rangkaian b.
Gelombang
Outut
Dari
rangk aian
penyear earah
½
gelombang
kita
telah
ketahui bahwa beban hanya dilalui arus selama setengah perioda. Sehingga unt untuk mendapatkan perioda dioda
penuh
secara lagi,
selama
satu
dilakukan dengan menambah satu tu juan
dengan
arus
menyear earahkan setengah
gelombaan aang lainnya seperti yang diperlihatkan p ada g ambar diatas. Besarnya harga rata-rata pulsa arus yang melalui beban adalah dua
kali harga rata-rata penyear earah setengah gelombnag yaitu:
2 Im IDC
=
Sedangk anha nharga rata-rata tegangan sear earahnya adalah:
2 EDC
=
Em
= 0,645 Em
c. Penyearah gelombang penuh dengan 4 buah dioda (Sistim
Jembatan) earah sistim jembatan ini adalah rangk aian Rangk aian penyear
penyear earah
gelombang
penuh
tetapi
tidak
menggunkan
center tap pada traf onya (seperti pada penyear earah gelombang
penuh yang mengg una unakan 2 buah dioda. Perhatikan gambar 2.8 dibawah ini
A + A -
D4 D1
Gambar 2.8 RL
B
+
D2 B -
D3
Rangkaian
penyearah gelombang Penu nuh h sistim Jembatan
A
Vout
Harga ratarata
Im
0
2
3
4
B
Pada saat aat A positi sementara B negatif , maka jalannya arus
setengah
siklus perioda pertama adalah dari titik A+ melalui D1,
RL
D3
dan kembali
ditun jukk an
dengan
Selan jutnya
setengah
ke
sumber.
tanda siklus
Dalam
gambar
panah warna
merah.
perioda
berikutnya
adalah
titik B men jadi positif dan titik A jadi negative, sehingg a
jalannya arus adalah
d ari
titik
B+
menu ju
D2,
RL
,D4 dan kembali ke sumber. Dem Demikian seterusnya unt untuk
proses berikutnya kembali lagi titik A jadi positif dan titik
B
negative
demikian
seterusnya
setiap
setengah
perioda, dan gelombang outputnya seperti ditunn jukkan pada gambar diatas
1. Prinsip K er ja Dioda
berbag ai
Dalam
rangk aian
elektronika
komponen
semikonduktor dioda sering kita jumpai jenis dan type yang
berbeda beda tergantung dari model dan tu juan penggunaa unaan n rangk aian tersebut
dibuat.
dioda berasal
K ata
dari
pendekatan kata
yaitu dua elektroda yang mana (di
berarti dua)
dua
dan
mempunyai
katoda.
Anod a diguna unakan
buah
elektroda
unt untuk
yaitu
polaritas
katoda unt untuk polaritas negatip. Didalam
anoda
positif dan
d i od a
terdapat
muan) junction (pertemua
dimana daer aerah
semikonduktor
typ e-p
dan
semi
konduktor typ e-n bertemu. mu. Dioda semikonduktor hanya dapat melewatk an arus pada satu arah sa ja,
yaitu pada sat dioda memperoleh catu arah ma ju (f orward bias). Pada kondisi ini dioda dikatakan bahwa dioda dalam keadaan aan konduksi atau me menghantar dalam
tahanan
kecil.
Sedangk an
bila
d an
mempunyai
diod a relative dioda
diberi
catu
arah
terbalik (Reverse bias) maka dioda tidak beker j ja dan pada
k jondisi sehingg a
ini
dioda mempunyai
arus
dioda hanya antara
sulit
mengalir.
diguna unakan
lain
pada
tahanan Dar Dari
dalam
kondisi
beberapa
sebagai penyear earah
yang tingg i
tersebut
maka
pemakain
sa ja
gelombang
(rectif ier),
disamping kegunaa unaan n-kegunaa unaan n lainya misalnya sebagai K li lipp er, Clamper , pengganda tegangan dan lain-lain.
Sif at-Sif at Dioda
a. Dioda Silikon:
beberapa Mega ohm 4. Arus ma ju ma maksimum yang dibolehkan cukup besar, sampai 1000 A 5. Tegangan terbalik maksimum yang dibolehkan cukup tingg i, dapat mencapai 1000 V
b. Dioda Germanium: 1. Menghantar dengan teganagnma nma ju kira-kira 0,2 Volt 2. Perlawanan ma m a ju agak besar 3. Perlawanan terbalik kurang tinggi ( kurang dari 1 M ohm) 4. Arus ma ju ma maksimum yang dibolehkan kurang besar
5. Tegangan terbalik masimum yang dibolehkan kurang tingg i Dioda Zener
Dioda
zener
breakd own
dibuat
beker j ja
unt untuk
pada
daer aerah
dan menghasilkan tegangan breakd own kira-
kira dari 2 samapai 200 Volt. Den Dengan tegangan
riverse
memberikan melampaui
tegangan breakd own zener, piranti berlaku seperti sumber tegangan konstan. Ji Jika
mencapai
nilai
breakd own,
tegangan
yang
diberikan
pembawa minoritas lapisan
peng osongan dipercepat hingga mencapai kecepatan yang cukup tinggi unt untuk mengeluarkan electron luar. Ef ek zener
banyak sempit.
berbeda-beda, maka
sehingga
medan
dari
bila dioda
orbit
di-dop
lapisan pengosongan lis listrik
pada
amat lapisan
pengosongan sangat k uat. Pada gambar 3 menun jukkan kurva tegangan arus dioda
zener. Pada diod a zener breakd own mempunyai knee yang sangat ta jam, d iikuti
dengan kenaikan arus yang hampir vertikal Perhatikan b ahwa
tegangan kira-kira konstan sama dengan Vz pad a sebagian
besar daer aerah breakd own. Lembar d ata biasanya menentukan nilai VZ pada arus test IZ T tertentu diatas knee ( perhatikan gambar2.3 )
i
-
V
Vz IZT
IZ M
Gambar 2.3. K urva Dioda Zener
ssipasi daya dioda zener sama dengan perkalian tegang an Dissi
dengan arusnya, yaitu: PZ = VZ
x IZ
Misalkan jika Vz=13 .6 V dan Iz= 15mA, Hitunglah daya
dissi ssipanya.
menspesif ikasikan arus maksimum dioda zener yang dapat
ditangani tanpa melamp aui rating dayanya. Arus maksimum diberi tanda IZm. Hubungan antara Izm dan rating daya adalah:
Pz max IZma Vz
x=
Pengg unaa unaan n dioda Zener sangat luas, kedua setelah dioda
penyear earah. Dioda
silikon
breakd own
ini
dioptimumkan
dan dioda
regulator
tegangan.
daer aerah
breakd own,
zener
Ji Jika
beker j ja
adalah
dioda zener
bertambahnya
pada
tulang
d aer aerah
punggung
beker j ja
dalam
tegangan sedikit
akan menghasilkan pertambahan arus yang besar. Ini menandakan
bahwa
dioda
zener
pempunyai
inpedansi yang kecil. Inpedansi dapat dihitung dengan bantuan rumus:
V ZZ =
i
3. Cli pp er Pada peralatan computer, digital dan sistim elektronik lainnya,
kadang kita ingin membuang tegangan sinyal diatas atau dib awah level tegangan
tertentu. Salah satu caranya adalah dengan mengg una unakan rangk aian clipp er dioda (clipp er = pemotong).
3.1. Cli pp er Positip Seperti
yang
ditun jukkan
output bagian positipnya rangk aian
adalah
pada
gambar
2 .4
dipotong.
semua mua
tegangan
Cara
ker j ja
sebagai berikut: selama setengah siklus
positip tegangan input dioda konduksi, dengan demikian kita dapat
membayangk an
dalam
saklar
Tegangan tertutup. T
pad a
kondisi
ini
hubungan
dioda seperti singk at
harus
sama dengan nol, oleh sebab itu tegangan output sama
dengan nol selama tiap-tiap setengah siklus positip
sehingg a
mua tegangan jatuh pada resistor ( R) semua
R
RL
Gambar 2.4. Clipper
positip Selama setengah siklus negatip, dioda terbias reverse dan
kelihatan terbuka rangk aian
dan
sebagai
membentuk
dengan outp ut:
R L Vout
=
akibatnya
pembagi tegangan
Selama setengah siklus negatip, diod a terbias reverse dak
kelihatan seperti terbuka, dan sebagai akibatnya rangk aian membentuk pembagi tegangan dengan outp ut:
RL Vout
VP
=
R + RL
Dan Dan biasanya RL jauh lebih besar dari pada R sehingga Vout
-VP.
Selama setengah siklus positip dioda konduksi dan seluruh
tegangan jatuh
pada
R
dan
siklus negatip
diod a off , dan
besar
R
dari
sehingg a
sebaliknya
karena
pad a RL
hampir
setengah
jauh
lebih
seluruh tegangan
setengah siklus negatip muncul
pada
yang d iperlihatkan pada
g ambar 2.4 semua mua
sinyal diatas level o V telah dipotong.
RL.
Clipp er
Seperti
positip
disebut juga pembatas positip (positive limiter), karena teg ang an output dib atasi maksimum 0 Volt.
3.2. Cli pp er di Bias
Dalam beberapa aplikasi anda mungk in level pemotongan tidak 0 V, maka dengan
dapat
mengg eser
bantuan clipp er di bias anda
level pemotongan
positip
atau
level
negatip yang diinginkan. Pada gambar
2.5 menun jukkan clipp er dias, ag ar dioda dap at konduksi tegangan input harus lebih besar dari pada +V. K etika Vin lebih besar darip ada
+V dioda berlaku seperti saklar tertutup d an tegangan output sama
dengan +V dan tegangan output tetap pada +V selama tegangan input melebihi +V. K etika tegangan input kurang dari +V dioda terbuka dan rangk aian kembali pada pembagi tegangan. Clipp er dibias
berarti membuang mua sinyal diatas mevel +V semua
R + Vp +V 0
+
RL 0
V -
-
- Vp
Vp
Gambar 2.5 Clipper dibias positip
Detektor Dioda
Det Detektor
berf un ungsi
pembawa peker j jan
menceraikan
deteksi
sinyal
tersebut
inf ormasi
disebut juga
dari de
sinyal
modulasi
p encatu daya maka akan terdapat kesamaan aan dan perbedaan aan, antara lain yaitu:
Pencatu Daya
Detektor
1. Frekuensi op erasinya 255
1. Frekuensi op erasinya 50 Hz
K hz
2. Tegangan ker j janya kecil/ 2. Tegangan ker j janya kecil (10 V atau kurang )
besar sesuai keperluan. 3. Arusnya besar ( dalam mA /
3. Arusnya sangat kecil (
Amper)
dalam uA ) Amplitodo
4. 4.
Amplitodo
bolak-balikd i
tegangan bo lak-
balik
disirkit
bervariasi
dari jaringan lis listrik).
(oleh adanya 4.
5. Di sirkit keluaran terdapat
sirkit
masukan konstan (berasal
masukan
mod ulasi).
tegangan
Di sirkit keluaran terdapat
hanya tegangan rata (tegangan
tegangan rata dan juga
bb nya kecil sehingga
tegangan bb dengan
boleh diabaikan)
f rekuensi rendah.