Karakteristik & Fungsi Dioda

DIODA

1.1 Karakteristik Dioda

Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif. Dibawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah.

P N

Anoda Katoda

Sisi P disebut Anoda dan sisi N disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional mudah mengalir dari sisi P ke sisi N.

Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi bias forward dan sebagai saklar terbuka jika diberi bias reverse. Artinya secara ideal, dioda berlaku seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika dibias forward dan seperti isolator sempurna (arus nol) saat dibias reverse.

Untuk pendekatan kedua, dibutuhkan tegangan sebesar 0,7 V sebelum dioda silikon konduksi dengan baik. Dioda dapat digambarkan sebagai suatu saklar yang diseri dengan tegangan penghambat 0,7 V. Apabila tegangan sumber lebih besar dari 0,7 V maka saklar akan tertutup. Sebaliknya apabila tegangan sumber lebih kecil dari 0,7 V maka saklar akan terbuka.

Dalam pendekatan ketiga akan diperhitungkan hambatan bulk (RB). Rangkaian ekivalen untuk pendekatan ketiga ini adalah sebuah saklar yang terhubung seri dengan tegangan 0,7 V dan hambatan RB. Saat tegangan dioda lebih besar dari 0,7 V maka dioda akan menghantar dan tegangan akan naik secara linier dengan kenaikan arus. Semakin besar arus, akan semakin besar tegangan dioda karena tegangan ada yang jatuh menyebrangi hambatan bulk.

1.2 Percobaan Karakteristik Dioda

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami karakteristik dioda yang berhubungan dengan tegangan dan arus, mengetahui cara mengukur parameter-parameter pada dioda dan mengetahui karakteristik dioda Zener.
Dari tujuan percobaan diatas, maka langkah-langkah yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:

• Langkah pertama yaitu merangkai rangkaian seperti pada Gambar 1.4 dimana sumber tegangan diberikan setelah rangkaian selesai disusun.
• Kemudian sumber tegangan di berikan pada rangkaian tersebut. Sumber tegangan yang digunakan adalah sumber tegangan searah (DC). Kondisi dioda pada saat itu belum aktif, hal ini disebabkan nilai tegangan sumber yang lebih kecil dari 0,7 V.
• Setelah nilai tegangan sumber dinaikkan, maka akan ada arus yang mengalir melewati dioda.
• Kita dapat mengetahui tegangan pada dioda (VD) dengan melihat Voltmeter, dan arus yang mengalir dengan melihat Amperemeter. Dari kedua nilai ini maka akan didapat nilai resistansi dioda saat konduksi.
• Kemudian percobaan diatas diulang dengan membalik tegangan tegangan bias dioda seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1.5.

1.3 Penerapan Dioda

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu.

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya: penyearah setengah gelombang (Half-Wafe Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier).

1.4 Percobaan Penerapan Dioda

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari bermacam-macam rangkaian dioda dan sifat-sifatnya, membandingkan sinyal input dan output pada rangkaian dioda, mengetahui cara kerja rangkaian-rangkaian dioda, mengetahui perbandingan hasil antara teori dan praktek.

1.4.1 Penyearah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier)

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:

• Langkah pertama yaitu merangkai rangkaian seperti pada gambar dibawah ini dimana sumber tegangan diberikan setelah rangkaian selesai disusun.

Gambar Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

• Kemudian hubungkan keluaran dari rangkaian tersebut dengan osiloskop.
• Selanjutnya sumber tegangan diberikan pada rangkaian tersebut. Sumber tegangan yang digunakan adalah sumber tegangan bolak-balik sinusoida.
• Setelah sumber tegangan diberikan maka akan dapat diketahui bentuk dari sinyal keluaran yang dihasilkan rangkaian penyearah tersebut melalui osiloskop. Seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar Sinyal Keluaran Penyearah Gelombang Penuh

• Dari gambar dapat dilihat keluaran dari rangkaian penyerah gelombang penuh. Pada saat siklus positif, maka arus akan mengalir melewati dioda D1, menuju beban, kemudian melewati dioda D3. Dengan demikian akan dihasilkan nilai keluaran yang berkurang sebesar 1,4 V yang disebabkan oleh adanya 2 dioda yang dilewati. Ketika siklus negatif, arus akan mengalir melewati D2, menuju beban, kemudian melewati dioda D4. Keluaran yang dihasilkan saat siklus negatif akan berada pada nilai positif. Hal ini dikarenakan arus yang mengalir tetap melewati beban pada titik yang sama ketika siklus positif terjadi. Sehingga nilai tegangan keluaran tetap bernilai positif.

1.4.2 Clipper dan Clamper

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:

• Langkah pertama yang dilakukan yaitu merangkai rangkaian seperti pada Gambar 1.9 dimana sumber tegangan diberikan setelah rangkaian selesai disusun.
• Kemudian hubungkan keluaran dari rangkaian tersebut dengan osiloskop.
• Selanjutnya sumber tegangan diberikan pada rangkaian tersebut. Sumber tegangan yang digunakan adalah sumber tegangan bolak-balik sinusoida.
• Setelah sumber tegangan diberikan maka akan dapat diketahui bentuk dari sinyal keluaran yang dihasilkan rangkaian penyearah tersebut melalui osiloskop. Seperti yang terlihat pada gambar.
• Dari gambar dapat diketahui keluaran dari rangkaian clipper-clamper. Pada saat siklus negatif, nilai dari tegangan sumber akan tersimpan dalam kapasitor. Ketika siklus positif, nilai dari tegangan sumber akan ditambahkan dengan nilai tegangan yang tersimpan dalam kapasitor ketika siklus negatif sehingga nilainya menjadi dua kali nilai tegangan sumber. Nilai keluaran yang terjadi pada saat siklus negatif merupakan nilai dari tegangan dioda D1, dan pada saat siklus positif tegangan keluaran akan terpotong pada nilai dioda D2 yaitu 0,7 V.

1.4. Pengganda Tegangan

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut:

• Langkah pertama yang dilakukan yaitu merangkai rangkaian seperti pada gambar dibawah ini dimana sumber tegangan diberikan setelah rangkaian selesai disusun.

Gambar Rangkaian Pengganda Tegangan

• Kemudian hubungkan keluaran dari rangkaian tersebut dengan osiloskop.
• Selanjutnya sumber tegangan diberikan pada rangkaian tersebut. Sumber tegangan yang digunakan adalah sumber tegangan bolak-balik sinusoida.
• Setelah sumber tegangan diberikan maka akan dapat diketahui bentuk dari sinyal keluaran yang dihasilkan rangkaian penyearah tersebut melalui osiloskop. Seperti yang terlihat pada gambar.

Gambar Sinyal Keluaran Pengganda Tegangan

• Dari gambar dapat diketahui keluaran dari rangkaian pengganda tegangan. Pada saat siklus negatif pertama, nilai dari tegangan sumber akan disimpan dalam kapasitor C1. Ketika siklus positif, maka nilai dari tegangan sumber akan dijumlahkan dengan nilai tegangan yang tersimpan dalam kapasitor C1 ketika siklus negative yang kemudian disimpan kapasitor C2. Dan nilai tegangan keluaran adalah dua kali nilai tegangan sumber. Ketika siklus negatif kedua, maka nilai tegangan keluaran adalah nilai tegangan yang tersimpan dalam kapasitor C2.