Diode

[Menuju Akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. dioda Forward Bias, Reverse Bias
2. dioda zener
3. dioda half bridge
4. dioda full bridge

 1. Pendahuluan[kembali]

Dioda adalah komponen elektronik semikonduktor yang memungkinkan aliran arus listrik hanya dalam satu arah. Dengan sifat ini, dioda sangat penting dalam berbagai aplikasi seperti penyearah, regulator tegangan, dan proteksi rangkaian. Karakteristik utama dioda adalah kemampuannya untuk beroperasi dalam dua kondisi berbeda, yaitu forward bias dan reverse bias.

1. Forward Bias: Dalam kondisi forward bias, anoda dioda dihubungkan ke kutub positif sumber tegangan, dan katoda dihubungkan ke kutub negatif. Pada kondisi ini, dioda akan menghantarkan arus listrik setelah tegangan melewati ambang batas tertentu (biasanya sekitar 0.7V untuk dioda silikon). Dioda berfungsi seperti saklar tertutup yang memungkinkan arus mengalir melalui rangkaian.

2. Reverse Bias: Sebaliknya, dalam kondisi reverse bias, anoda dihubungkan ke kutub negatif sumber tegangan, dan katoda dihubungkan ke kutub positif. Pada kondisi ini, dioda tidak akan menghantarkan arus, kecuali jika tegangan reverse mencapai nilai tertentu yang menyebabkan dioda mengalami kerusakan (disebut tegangan breakdown).

Dioda Zener: Dioda Zener adalah jenis khusus dioda yang dirancang untuk beroperasi dalam kondisi reverse bias. Dioda ini akan tetap tidak menghantarkan arus hingga tegangan reverse mencapai nilai tertentu yang disebut tegangan Zener. Setelah tegangan ini tercapai, dioda Zener mulai menghantarkan arus tanpa mengalami kerusakan, dan menahan tegangan di sekitar nilai tegangan Zener tersebut. Oleh karena itu, dioda Zener sering digunakan dalam aplikasi regulasi tegangan, di mana dioda ini menjaga tegangan keluaran tetap stabil meskipun terjadi fluktuasi pada tegangan masukan.

Half-Wave Rectifier: Pada rangkaian half-wave rectifier, sebuah dioda digunakan untuk mengkonversi sinyal AC menjadi sinyal DC. Dioda pada half-wave rectifier beroperasi dalam kondisi forward bias selama setengah siklus positif sinyal AC, memungkinkan arus mengalir dan menghasilkan tegangan keluaran yang positif. Pada setengah siklus negatif, dioda berada dalam kondisi reverse bias dan tidak menghantarkan arus, sehingga tidak ada tegangan keluaran pada saat itu. Hasilnya adalah sinyal DC yang tidak kontinu, dengan hanya setengah dari siklus sinyal AC asli yang ditransmisikan.

Full-Wave Rectifier: Rangkaian full-wave rectifier menggunakan dua atau empat dioda untuk mengubah seluruh siklus sinyal AC menjadi sinyal DC. Ada dua konfigurasi umum: Full-Wave Bridge Rectifier dan Center-Tap Rectifier. Pada Full-Wave Bridge Rectifier, empat dioda diatur dalam jembatan (bridge) sehingga selama setiap setengah siklus sinyal AC, dua dioda beroperasi dalam kondisi forward bias untuk menghantarkan arus, sementara dua lainnya berada dalam kondisi reverse bias. Ini menghasilkan tegangan keluaran DC yang lebih halus dan kontinu dibandingkan dengan half-wave rectifier.

Rangkaian half-wave dan full-wave rectifier merupakan dasar dari banyak aplikasi penyearah, sementara dioda Zener memberikan solusi praktis untuk regulasi tegangan. Dengan memahami prinsip kerja dan biasing dioda ini, kita dapat merancang berbagai rangkaian elektronik yang efektif dan efisien.

 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]

        1.       Electronic Base Station

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

        3.       Multimeter

        4.       Kabel Jumper

 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. Percobaan [kembali]

[Menuju Awal]