Tutorial Elektronika Online

Dasar-Dasar Dioda Zener - Kampus Elektronika

Dioda zener berbeda dengan dioda penyearah, dioda zener dirancang untuk beroperasi dengan tegangan muka terbalik (reverse bias) pada tegangan tembusnya,biasa disebut “break down diode”. Jadi katoda-katoda selalu diberi tegangan yang lebih positif terhadap anoda dengan mengatur tingkat dopping, pabrik dapat menghasilkan dioda zener dengan tegangan break down kira-kira dari 2V sampai 200V.

By at February 05, 2012
Labels: DIODA, Elektronika Dasar

Penjelasan Dioda Khusus - Kampus Elektronika

DIODA SCHOTTKY

Dioda Schottky dibuat dengan cara menggabungkan suatu logam seperti emas , perak atau platina dengan silikon jenis n. Alat ini mempunyai penyimpanan muatan yang sangat kecil dan banyak dijumpai dalam penerapan sebagai saklar kecepatan tinggi. Suatu jenis logam itu berlaku sebagai acceptor bagi elektron bila digabungkan ke silikon type n.

Selanjutnya elektron berdifusi dari silikon ke logam tadi. Seperti diperlihatkan pada gambar 1 (a) . Difusi ini mengakibatkan terjadi penipisan elektron dekat sambungan pada bahan n dan cenderung bermuatan posistif. Bila daerah ini menjadi cukup lebar tegangan positif ini menghalangi difusi lebih lanjut. Degan kata lain bila tegangan positif cukup besar dikenakan dari luar , seperti Gambar 1(b). Elektron pada daerah n melihat tegangan posistif pada sisi metal dan elektron mengalir. Anda sebelumnya harus mengerti tujuan dibuatnya kontak penyearah , seperti yang dijelaskan diatas dan kontak ohmic , yang dibuat untuk menghubungkan daerah atau ke rangkaian luar.

Pada kontak penyearah , arus yang sangat kecil mengalir hingga tegangan UN melampaui tegangan minimum tertentu . Uj adalah tegangan yang diperlukan untuk mencapai kurva tegangan datar seperti Gambar 1 (a), ( dalam suatu dioda PN silokon tegangan Uj sekitar 0,65 V). Penambahan nilai kecil tegangan UN diatas Uj mengakibatkan perubahan arus yang besar. Bila tegangan yang diterapkan pada dioda dibalik sehingga bahan N dibuat posistif terhadap platina ( atau bahan P ) , tegangan pada sisi N dari sambungan bertambah ( Gambar 1 (c) ). melampaui level yang ditunjukkan pada gambar 1 (a) dan tidak ada arus mengalir. Bila dioda Schottky dioperasikan dalam mode maju , arus elektron bergerak dari silikon type N. Karena elektron bergerak melalui logam berimpendansi rendah waktu rekombinasi  sangat kecil , bernilai sekitar 10 ps. Ini beberapa kali lebih kecil dari yang didapati pada dioda silikon PN.

Simbol rangkaian untuk dioda Schottky adalah Gambar (d)

Dioda mempunyai karakteristik Ui seperti dioda PN biasa kecuali bahwa tegangan dadal maju dari dioda adalah Uf » 0,3 Volt.

DIODA TUNNEL

Dioda Tunnel adalah dioda khusus yang di bentuk dari semikonduktor yang dapat membentuk daerah transisi menjadi sangat sempit. Dioda Tunnel masih dalam kondisi normal apabila di gunakan pada gelombang micro , penguat , oscilator dan pembalik frekwensi. Dioda Tunnel mempunyai karakteristik perlawanan negatif , yaitu pada pemberian tegangan muka maju, apabila tegangan muka maju ditambah secara perlahan-lahan, arus maju turut bertambah pula , lihat gambar 1. Setelah sampai di titik penambahan tegangan muka maju tidak menyebabkan arus di titik L , baru kemudian arus maju naik lagi .

Gambar 1. Karakteristik I = f (U) Dioda Tunnel

Karakteristik perlawanan negatif ini terjadi bila tegangan muka majunya antara 200 sampai 300 mili volt . Dioda Tunnel ini dapat digunakan pada rangkaian osilator dengan karakteristik perlawanan negatifnya dapat mengembalikan tenaga yang hilang pada saat digunakan untuk berosilasi

Gambar 2. Simbol Dioda Tunnel

PEMAKAIAN DIODA TUNNEL

Salah satu pemakaian Dioda Tunnel adalah sebagai peralatan pensaklaran pada kecepatan yang sangat tinggi , dikarenakan proses penerowongan , yang pada dasarnya terjadi pada kecepatan cahaya . Waktu respon dibatasi hanya kapasitansi dioda yang mana ada pada tingkat 1 sampai 10 pf, memungkinkan pensaklaran terjadi ( dari suatu titik awal kesuatu titik dekat puncak ) dengan waktu naik serendah 22 p second . ( waktu naik adalah waktu yang diperlukan untuk berubah dari level 10% ke 90% ) Dioda Tunnel juga di gunakan sebagai alat penyimpan memori logik . Rangakaian equivalent untuk sinyal kecil Dioda Tunnel ditunjukkan pada gambar 3.

Gambar 3. Rangkaian Equivalent sinyal Kecil Dioda Tunnel

Rs biasanyan 1 sampai dengan 5 ohm , Ls dari 0,1 sampai 4 nH, dan C dari 0,35 sampai 100pf . Induktansi dan kapasitansi yang sangat rendah memungkinkan Dioda Tunnel di gunakan di dalam osilator microwave pada frekwensi didalam tingkat 10 GHz. Resistansi negatif dari Dioda Tunnel memungkinkan Dioda Tunnel di gunakan didalam osilator relaksasi.

DIODA KAPASITANSI ( DIODA VARACTOR )

Dalam bagian ini kita akan menjelaskan pengaruh yang terjadi didalam dioda yang mengandung elemen kapasitansi . Nilai kapasitansi ini bergantung pada besar polaritas tegangan yang di terapkan pada dioda dan type sambungan yang dibuat selama proses produksi . Dalam praktek nilai kapasitansi tidak linier namun secara pendekatan ( untuk mempermudah pemahaman ) dapat dianggap sebagai elemen yang linier

BIAS BALIK , KAPASITANSI PERSAMBUNGAN

Tujuan Dioda PN diberi bias balik seperti di tunjukkan pada gambar 1 . Bila dioda bekerja dalam cara ini lubang-lubang didalam daerah P dan elektron-elektron dalam daerah N bergerak menjauhi persambungan . Karena itu membentuk daerah penipisan , dimana penumpukan pembawa-pembawa telah di hilangkan . Panjang efektif L dari daerah depletion ( penipisan ) menjadi lebih besar dengan bertambahnya tegangan balik UR , karena medan listrik bertambah sebanding dengan UR. Karena elektron dan lubang menjauhi sambungan , daerah penipisan yang terbentuk akan bermuatan negatif pada bahan type P sementara daerah penipisan yang terbentuk didalam bahan type N menjadi bermuatan positif. Karena itu persambungan dengan bias balik akan bertingkah seperti kapasitor yang kapasitansinya secara teori berubah berbanding terbalik dengan tegangan UNP dari N ke P. Dalam praktek kapasitansi CR berbanding terbalik dengan pangkat 1/2 atau 1/3 dari UNP , tergantung apakah elemen mempunyai sambungan paduan atau sambungan yang di tumbuhkan . Dalam kecepatan tinggi ( frekuensi tinggi ) kapasitansi dioda ini ebih kecil, biasanya urang dari 5 PF .

Pada arus yang besar dioda ini dapat sebesar 500 PF.

Varicap atau dioda varactor dibuat khusus untuk beropersi dalam mode bias balik . Dapat dibuat untuk kapasitansi sampai dengan beratus-ratus pico Farrad jika diinginkan. Pemanfaatan dioda seperti ini adalah pada rangkaian Frekuensi Modulasi ( FM ) , dimana dioda yang dibias balik diletakkan secara paralel denga suatu induktor.

Frekuensi resonansi dan rangkaian bertala dapat di rubah dengan cara merubah UR. Maka jika UR adalah suatu sinyal suara, frekuensi resonansi akan sebanding dengan amplitudo sinyal suara , yakni frekuensi akan termodulasi . Banyak sistem FM dibuat dengan prinsip ini. Persamaan yang berhubungan dengan kapasitansi lintas persambungan dioda yang di bias balik oleh tegangan UR adalah :

Dimana : CC = Kapasitansi dioda

CO = Kapasitansi dioda bila UR = 0

n = Antara ¹/₃ s/d ¹/₂

Gambar kapasitansi dioda sebagai fungsi dari UR ditunjukkan pada gambar 1(b) . Sifat ketidak linieran dari CR biasanya diabaikan dan suatu nilai konstanta digunakan dalam perhitungan .

BIAS MAJU , KAPASITANSI PENYIMPANAN

Bila dioda dibias maju lebar daerah penipisan L berkurang dan kapasitansi persambungan bertambah . Namun dalam keadaan bias maju terjadi pengaruh kapasitansi yang lebih besar .

Yang di modelkan sebagai suatu elemen penyimpan atau difusi atau kapasitansi . Kita misalkan bahwa waktu rata-rata yang diperlukan oleh sebuah elektron untuk berpindah adalah + detik . (+ adalah waktu rata-rata dari elektron yang mengalir pada pita konduksi maupun pada pita valensi) .

Maka arus rata-rata yang mengalir adalah

Jika kita mendefinisikan kapasitansi penyimpanan CS sebagai kita

temukan dengan mudah bahan :

Maka kapasitansi secara langsung sebanding dengan arus dioda maju dan dapat menjadi sangat besar . Misalnya jika t = 1 ns dan ID = 1 mA , maka Cs = 40 PF . Kapasitansi ini yang membatasi kecepatan switching ( pensaklaran ) pada rangkaian-rangkaian logic penggunaan komponen persambungan.

Salam Hangat,

Admin Kampus-Elektronika

By at February 04, 2012
Labels: DIODA, Elektronika Dasar

Penjelasan Singkat Dioda Penyearah - Kampus Elektronika

Dasar Pembentukan Dioda

Sifat Listrik dari Dioda

Gambar 1. rangkaian dioda catu maju (forward bias)

Gambar 2. kurva sifat listrik (karakteristik) dioda catu maju (forward bias)

Gambar 3. rangkaian dioda catu mundur (reverse bias)

Gambar 4. Kurva sifat listrik ( karakteristik ) dioda dicatu mundur ( reverse bias )

Gambar 5. Sifat listrik ( karakteristik ) dioda secara lengkap

Sifat Dasar dari Dioda

Adapun sifat dasar dari Dioda adalah menyearahkan arus satu periode saja

(lihat gambar di bawah ini)

Contoh Penggunaan

1. Untuk Pengaman Polaritas.

2. Untuk Penyearah.

Seksi A : Penyearah Tunggal

a) Perubahan bentuk gelombang diakibatkan adanya dioda yang berfungsi memotong/menyearahkan sewaktu gelombang positif dilewatkan dan saat negatif tidak dilewatkan.

b) Pengaruh pemasangan kapasitor (c) terhadap bentuk gelombang agar supaya bentuk gelombang kemasan menjadi lebih rata

c) Tegangan keluaran pada gambar 1.3. adalah

a. Besarnya tegangan searah ( UDC ) = 8 volt.

b. Besarnya tegangan ripple ( UDF ) = 0,8 volt.

d) Tegangan balik dioda kira-kira

Ur = 2 x Vp = 2 . 6 . 1,4 = 16,8 V.

Seksi B : Penyearah Jembatan

a) Perbedaan penyearah 1/2 gelombang dengan gelombang penuh adalah :
- Penyearah 1/2 gelombang, hanya satu bagian positip yang dilewatkan melalui beban.
- Dan penyearah gelombang penuh dua buah tegangan positip dilewatkan melalui beban.
b) Pada gambar 2.3. tegangan terukur :
a. Besarnya tegangan searah = 8 volt DC.
b. Besarnya tegangan ripple = 0,8 volt AC.
c) Kesimpulan dari hasil percobaan
Penyearah penuh lebih baik dibandingkan dengan penyearah 1/2 gelombang karena ripple faktor lebih kecil sedangkan tegangan DC hampir sama.

Seksi C : Penyearah Ganda

Untuk penyearah penuh dengan 4 dioda menggunakan transforator biasa, sedangkan dengan 2 dioda menggunakan transformator CT.

Pada gambar 3.3. tegangan terukur :

a. Tegangan searah ( UDC ) = 8,5 volt DC

b. Tegangan ripple ( Urf ) = 0,6 volt AC

Jika kapasitor pada penyearah seksi A, B dan C diperbesar nilai kapasitansinya, maka faktor ripple menjadi lebih kecil atau memperkecil kecuraman kurva .

Untuk memperbesar nilai kapasitor , harus memperhatikan tegangan keluaran dari dioda, batas tegangan kerja pada kapasitor harus lebih besar tegangan dioda, tidak boleh melebihi nilai I max dari dioda.

DIODA SEBAGAI SAKLAR

Kesimpulan :

Jadi Dioda dapat digunakan sebagai Sakelar “ ON “ ( terhubung ), jika Anoda diberi tegangan positip terhadap Katoda ³ 0,7 Volt. Dan Dioda akan “ OFF “ ( terputus ), jika Anoda diberi tegangan £ 0,7 Volt terhadap Katoda.

DIODE SEBAGAI PENGGANDA TEGANGAN

Kesimpulan dari hasil percobaan :

1. Tegangan outputnya merupakan dua kali tegangan maksimum.

Dimana : Umaks = 1,4142 x 18 V = 25,46 Vdc

Sehingga tegangan output = 2 x 25,46 = 50,9 Vdc

2. Jarak tegangan ripple ( untuk tabel I ) mempunyai jarak lebih dua kali dari jarak tegangan ripple pada tabel II

HARGA BATAS

Yang dimaksud dengan harga batas dari dioda adalah batas kemampuan maksimal dari suatu dioda baik arus maupun tegangannya.

Contoh : Dioda 1N4001

Dengan melihat data book dari dioda maka harga batas tegangan dan arus dapat diketahui.

Harga batas arus = 1 Ampere

Harga batas tegangan = 50 Volt

Contoh Penerapannya :

Misalnya untuk peralatan / pesawat elektronika yang membutuhkan arus dibawah 1 Amper dengan tegangan dibawah 50 V maka dioda penyearah yang digunakan cukup dengan memakai dioda dengan type 1N4001.

Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut ini :

maka diodanya (D1,D2,D3,D4) cukup menggunakan dioda dengan type 1N4001 sebanyak 4 buah.

Contoh Penggunaan Dioda

· Sebagai Penyearah Setengah Gelombang Dengan Beban Tahanan

· Prinsip Kerja Penyearah Setengah Gelombang

Jika A positip ( + ), B negatip ( - ), maka dioda konduksi 1 bekerja , sehingga arus akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo.

Saat A negatip ( - ), B positip ( + ), maka dioda tidak konduksi/tidak bekerja sehingga arus tidak mengalir.

Kejadian ini berulang/muncul lagi terus-menerus sehingga bentuk gelombangnya dapat digambarkan sebagai berikut :

• Prinsip Kerja Dari Penyearah Gelombang Penuh Dua Dioda Dengan Beban Tahanan

Perlu diketahui bahwa untuk rangkaian penyearah gelombang penuh dua dioda diperlukan transformator yang mempunyai CT (Center Tap). Gelombang sinyal pada titik A selalu berbeda phasa 180 terhadap titik C sedangkan titik B sebagai nolnya.

Jika titik A positip ( + ), titik C negatip ( - ), maka D1 akan konduksi kemudian arus IF1, akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo (titik B).

Jika titik C positip ( + ), titik A negatip ( - ), maka D2 akan konduksi kemudian arus IF2 akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo (titik B). Kejadian ini akan selalu berulang dan gelombang/sinyalnya dapat digambarkan sebagai berikut :

• Sebagai Penyearah Gelombang Penuh Dengan Sistim Bridge (empat Dioda)

• Prinsip Kerja Penyearah Gelombang Penuh Sistim Bridge :

Jika A positip ( + ), B negatip ( - ), maka D1 konduksi arus I akan mengalir menuju RL dan D3 menuju titik B.

Saat B positip ( + ), A negatip ( - ), maka D2 konduksi arus I akan mengalir.menuju RL dan D4 menuju titik B.

Kejadian ini berulang secara kontinyu sehingga gelombang sinyalnya dapat digambarkan sebagai berikut :

• Sebagai Pengganda Tegangan

• Prinsip Kerja Pengganda Tegangan

Jika titik B positip ( + ), maka D1 konduksi (ON), C1 akan termuati sampai U maksimum, pada siklus berikutnya. Titik A positip maka D2 konduksi (ON) sehingga C2 akan termuati sampai 2.U maksimum atau U.L = 2.U maksimum.

Salam Hangat,

Admin Kampus-Elektronika

By at February 03, 2012
Labels: DIODA, Elektronika Dasar

Penjelasan Singkat DIACS ( Diode Alternating Current Switch ) - Kampus Elektronika

DIACS adalah salah satu jenis dari bidirectional thyristor . Rangkaian ekuivalen DIACS adalah merupakan dua buah dioda empat lapis yang disusun berlawanan arah dan dapat dianggap sebagai susunan dua buah latch.
DIACS singkatan dari Diode Alternating Current Switch. Namun secara umum DIACS hanya disebut dengan DIAC, komponen ini paling sering digunakan untuk menyulut TRIAC.

Berikut ini adalah gambar :

DIACS yang tersusun dari 2 buah dioda empat lapis dengan bahan silicon memungkinkan bekerja pada tegangan tinggi dan arus yang sebatas kemampuannya . Namun DIACS perlu mendapat perhatian khusus karena setelah mencapai tegangan UBRF tertentu, kemudian tegangan dengan sendirinya turun tapi arus IF tiba-tiba naik secara tajam.

Untuk itu rangkaian DIACS memerlukan R seri sebagai pembatas arus.

Dan karena konstruksinya yang kalau kita lihat dari simbol terdiri dari 2 dioda yang tersambung secara anti paralel, maka DIACS dapat dipergunakan pada rangkaian AC.

Berikut ini adalah gambar :

Semua alat-alat yang dikeluarkan pabrik pasti mempunyai harga batas . Begitu pula DIACS , komponen ini mempunyai beberapa harga batas. Harga batas ini di keluarkan oleh pabrik pembuat komponen melalui pengukuran yang teliti di laboratorium dengan suhu udara tertentu , sehingga dalam tabel yang dikeluarkan pabrik selalu mencamtumkan suhu saat pengukuran.
Data harga batas ini sangatlah penting bagi pemakai dalam merencanakan sebuah rangkaian elektronika yang handal . Untuk mencari harga batas tersebut , anda dapat mencarinya dalam tabel / kurva di bawah ini .

Dari kurva diats dapat kita lihat :
U ( BR )F artinya tegangan patah simetris arah maju
U ( BR )R artinya tegangan patah simetris arah mundur
I ( BR )F artinya arus patah arah maju
I ( BR )R artinya arus patah arah mundur

Berikut ini adalah tabel DIACS A 9903

P_tot 150 mW

I_max 1 A

J_S -50^oC sampai 150^oC

U_BR 32 ± 4V

I_BRF, I_BRR 0,4 mA typ

1,0 mA max

DU 8 V typ

6 V min

a_UBR 0,1 % / ^oC

Dari tabel diatas dapat mengambil besaran angka untuk :

1. P_tot

2. I_max

3. U_BR

4. I_BRF , I_BRR

Seperti halnya dioda dan Transistor , DIACS-pun mempunyai daerah -daerah yaitu daerah tertutup dan daerah kerja Daerah kerja pun ada dua yaitu daerah kerja arah maju dan daerah kerja arah mundur .
Kalau dioda dan transistor daerah tertutupnya antara 0,2V - 0,3 V dan 0,6 V - 0,7 V . Daerah tersebut orang mengatakan daerah tegangan “ Jucntion “ jadi apabila tegangan ini belum terlampaui dioda / transistor tidak akan bekerja .
Begitu pula DIACS mempunyai daerah tertutup dan daerah kerja Uf = 0 Volt sampai Ubr = 32 Volt merupakan daerah tertutup, yaitu arus tidak mengalir . Setelah ini terlewati , secara tiba-tiba Uf turun pada tegangan tertentu , arus mengalir naik dengan cepat sehingga dalam praktek pemasangan DIACS perlu diberikan tahanan depan sebagai pembatas arus

Rangkaian Penyulut dengan DIACS (sebagai komponen utama)

Skema Rangkaian Fase Kontrol yang sesuai untuk Dimmer Lamp; Kontrol Panas dan Kontrol Kecepatan Motor. (DIACS sebagai komponen pendukung).

Salam Hangat,

Admin Kampus-Elektronika Read more »

By at February 03, 2012
Labels: DIACS, Elektronika Dasar