MODUL 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. Dioda
2. Dioda Zener
3. Half Bridge Rectifier
4. Full Bridge Rectifier

KARAKTERISTIK DIODA

1. Pendahuluan[Kembali]

    Dioda adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki dua terminal dan hanya memungkinkan arus listrik mengalir dalam satu arah. Fungsi utama dioda adalah sebagai pengatur aliran arus dan perlindungan terhadap komponen lain dalam rangkaian. Dioda ditemukan dalam berbagai jenis, seperti dioda zener untuk regulasi tegangan, dioda LED untuk penerangan, dan dioda Schottky untuk kecepatan switching yang tinggi. Memahami prinsip dasar dan aplikasi dioda sangat penting dalam desain dan pengembangan sistem elektronik modern. Ada dua kondisi utama bias yang mempengaruhi perilaku dioda yaitu Forward Bias dan Reserve 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. 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 memiliki berbagai aplikasi dalam rangkaian elektronik, termasuk penyearah arus AC menjadi DC, perlindungan sirkuit, pengaturan tegangan, dan deteksi sinyal. Salah satu aplikasi paling umum adalah pada rangkaian penyearah di mana dioda digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC), yang diperlukan untuk sebagian besar perangkat elektronik.

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]

   A. Alat

        1. Multimeter

        2. Kabel Jumper

        

     3. Osiloskop

     4. Electronic Base Station.

     5. Electronic Module Kit Dioda, Dioda Zener, Half Bridge Rectifier dan Full Bridge

Rectifier.

    B. Bahan

        1. Resistor

   2. Dioda 1N4001

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 :

Gambar 1.1
(a) Kontruksi Dioda (b) Simbol Dioda

    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 negatif pada daerah P dioda akan ditarik oleh sumber. Sehingga depletion layer akan melebar dan tidak dapat mengalirkan arus. 

Gambar 1.2
(a) Forward bias (b) Reserve bias

Dioda Zener

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

Gambar 1.3 Simbol Dioda Zener

    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 outputnyatetap 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). 

Gambar 1.4 Half Bridge Rectifier

• 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 Configuration 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.

Gambar 1.5 Full Bridge Recifier

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

5. Percobaan[Kembali]

• Dioda
• Dioda Zener
• Half Bridge Rectifier
• Full Bridge Rectifier