TP modul 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Soal

2. Prinsip kerja

3. Video Simulasi

4. Download File  

1. Soal[Kembali]

1. Apa yang dimaksud dengan dioda, beserta simbol dari dioda?

Jawab :  

    Dioda merupakan komponen elektronika yang mempunyai dua elektroda (terminal), dapat berfungsi sebagai penyearah arus listrik. Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur). Dioda dapat disamakan sebagai fungsi saklar di dalam bidang elektronika.Beberapa jenis dioda juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan. 

Dioda pada suatu gambar rangkaian disimbolkan sebagai berikut : 

2. Jelaskan prinsip kerja dan kurva karakteristik dari dioda!

Jawab :  

Dioda disebut aktif atau ‘on’ apabila mendapat arus maju (forward bias) dari hubungan baterai dan dioda disebut tidak aktif atau ‘off’ apabila mendapat arus mundur (reverse bias ) dari hubungan baterai seperti gambar berikut :

Kurva karakteristik dioda adalah grafik yang menggambarkan hubungan antara tegangan (V) yang diterapkan pada dioda dan arus (I) yang mengalir melalui dioda tersebut. Dalam konteks dioda, ada dua jenis kurva karakteristik utama yang biasanya digunakan:

 

1. Kurva Karakteristik Dioda Ideal:

   Kurva karakteristik dioda ideal menggambarkan hubungan yang sempurna antara tegangan dan arus pada dioda. Pada dioda ideal, ketika tegangan positif diterapkan pada dioda (dalam polarisasi maju), arus akan mengalir tanpa hambatan dan dioda akan berperilaku seperti sumber arus tak terhingga. Sebaliknya, ketika tegangan negatif diterapkan pada dioda (dalam polarisasi mundur), arus akan hampir nol. Ini diwakili oleh garis vertikal pada grafik karakteristik dioda ideal.

 

2. Kurva Karakteristik Dioda Nyata:

   Dioda nyata memiliki karakteristik yang lebih kompleks daripada dioda ideal. Kurva karakteristik dioda nyata mencerminkan perilaku nyata dioda dalam hal tegangan dan arus. Saat dioda nyata dalam polarisasi maju (tegangan positif), arus akan mulai mengalir secara signifikan setelah tegangan tertentu yang disebut tegangan ambang diterapkan. Diode memiliki resistansi internal yang menyebabkan penurunan tegangan saat arus mengalir melalui dioda. Kurva karakteristik dioda nyata biasanya berbentuk kurva eksponensial yang naik tajam setelah melewati tegangan ambang.

Kurva karakteristik dioda digambarkan seperti gambar berikut :

 Dioda aktif apabila , untuk bahan semikonduktor Silikon VF = 0,7 Volt dan untuk bahan semikonduktor Germanium VF = 0,3 Volt. Dioda tidak aktif apabila VD < 0 maka untuk semikonduktor Silikon ID = 0 mA dan untuk semikonduktor Germanium ID =IR. Pada saat arus reverse bias maksimum atau sama dengan VBD (Breakdown Voltage) maka arus tak terhingga atau dioda dapat menjadi rusak.

Rumus umum dioda adalah :

keterangan :

IS = arus reverse saturasi

k   = 11.600/ɳ dengan ɳ=1 untuk Ge dan ɳ=2 untuk Si

Tk = TC + 2730 

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan dioda zener! 

Jawab :  

    Dioda Zener adalah jenis dioda yang spesial dirancang untuk beroperasi dalam mode terbalik atau polarisasi mundur, dengan tujuan utama menjaga tegangan di sekitar nilai tertentu yang disebut sebagai tegangan Zener atau tegangan ambang Zener. Dioda Zener ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik untuk mempertahankan kestabilan tegangan dalam suatu rangkaian. Sebagai komponen elektronika yang terbuat dari semikonduktor, dioda Zener didesain khusus agar dapat bekerja dalam rangkaian bias balik.

Prinsip kerjanya memastikan bahwa dioda Zener dapat menjaga tegangan tetap pada nilai tegangan Zener, bahkan jika tegangan dioda lebih rendah dari tegangan Zener.

4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan clipper!

Jawab :  

    Clipper adalah sebuah sirkuit elektronik yang digunakan untuk memotong atau membatasi (clipping) rentang tegangan sinyal input yang berada di luar rentang tegangan yang ditentukan. Sirkuit clipper sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik untuk mengubah bentuk sinyal, membatasi level tegangan, atau menghapus bagian dari sinyal input.

Ada dua jenis clipper utama:

1. Positive Clipper (Clipper Positif):

    Positive clipper memotong bagian atas (positif) dari sinyal input yang melampaui suatu tegangan ambang tertentu. Ini berarti bahwa sinyal input yang lebih besar dari nilai ambang akan "dipotong" sehingga tidak dapat melewati tegangan ambang tersebut. Hasilnya adalah sinyal output yang memiliki rentang tegangan yang lebih terbatas daripada sinyal inputnya.

2. Negative Clipper (Clipper Negatif):

    Negative clipper memotong bagian bawah (negatif) dari sinyal input yang lebih rendah dari suatu tegangan ambang tertentu. Dalam hal ini, sinyal input yang lebih kecil dari nilai ambang akan "dipotong" sehingga tidak dapat mencapai nilai tegangan ambang tersebut. Hasilnya adalah sinyal output yang juga memiliki rentang tegangan yang lebih terbatas daripada sinyal inputnya. 

5. Jelaskan prinsip kerja clipper! 

Jawab :  

Prinsip kerja clipper adalah memotong atau membatasi (clipping) rentang tegangan sinyal inputn yang berada di luar rentang tegangan yang ditentukan. Ini dilakukan dengan cara mengarahkan sinyal input melalui suatu komponen atau sirkuit yang menghilangkan atau membatasi bagian-bagian dari sinyal yang melewati ambang tertentu. Prinsip kerja clipper dapat dijelaskan dengan menggunakan dua jenis clipper utama: positive clipper (clipper positif) dan negative clipper (clipper negatif).

1. Positive Clipper (Clipper Positif):

   Prinsip kerja positive clipper adalah memotong bagian atas (positif) dari sinyal input yang melampaui suatu tegangan ambang tertentu. Untuk sirkuit positif clipper yang menggunakan dioda, ketika tegangan input positif melewati dioda dalam arah polarisasi maju (forward bias), dioda akan mengalirkan arus dan mencegah tegangan output melampaui tegangan ambang tersebut. Oleh karena itu, sinyal output akan memiliki rentang tegangan yang lebih terbatas daripada sinyal inputnya.

2. Negative Clipper (Clipper Negatif):

   Prinsip kerja negative clipper adalah memotong bagian bawah (negatif) dari sinyal input yang lebih rendah dari suatu tegangan ambang tertentu. Dalam sirkuit negative clipper yang menggunakan dioda, ketika tegangan input negatif melewati dioda dalam arah polarisasi mundur (reverse bias), dioda akan menghambat aliran arus dan mencegah tegangan output mencapai nilai yang lebih rendah dari tegangan ambang tersebut. Akibatnya, sinyal output juga akan memiliki rentang tegangan yang lebih terbatas daripada sinyal inputnya.

 

2. Prinsip Kerja[Kembali]

A. DIODA

Forward Bias 

Pada rangkaian forward bias, arus dari sumber tegangan akan memasuki resistor R1 sebesar 100 ohm menuju kaki anoda dioda dan keluar pada kaki katoda, lalu mengalir menuju ground. Dikarenakan sumber positif bertemu dengan kaki positif dioda (anoda), terjadi pemindahan muatan positif yang akan mengisi positif layer dan menyebabkan depletion layer ditekan dan depletion layer mengecil. Hal ini yang menyebabkan arus mengalir melewati dioda sehingga pada amperemeter terdeteksi arus menuju gound. 

 Reverse Bias

Pada rangkaian reverse bias, arus dari sumber tegangan akan memasuki resistor R1 sebesar 100 ohm menuju kaki katoda dioda. Dikarenakan sumber positif bertemu dengan kaki negatif dioda (katoda), muatan positif dan negatif dioda pada daerah P akan ditarik oleh sumber. Hal ini menyebabkan depletion layer melebar. Oleh karena itu, arus tertahan pada kaki katoda dioda dan tidak dapat mengalir melewati dioda, sehingga pada amperemeter terdeteksi arus menuju gound bernilai nol.

B. DIODA ZENER

Reverse Bias 

Pada rangkaian, sumber dc sebesar 5v akan mengalirkan arus menuju R1 sebesar 100 ohm, dan memasuki kaki anoda pada dioda zener. Arus akan lanjut mengalir menuju ke ground. Nilai tegangan yang terdapat pada zener adalah 2,48 v. Karena Vin>Vdz maka untuk Vo= Vdz =2,48V

Forward Bias

Pada rangkaian, sumber dc sebesar 5v akan mengalirkan arus menuju R1 sebesar 100 ohm, dan memasuki kaki anoda pada dioda zener. Arus akan lanjut mengalir menuju ke ground. Nilai tegangan yang terdapat pada zener adalah 0,8 v. Karena Vin>Vdz maka untuk Vo= Vdz =0,8V

C. CLIPPER

Clipper Positif

Pada rangkaian, sumber tegangan ac diberikan sebesar 7,5v dengan frekuensi 1 kHz menuju resistor sebesar 10k ohm.Siklus positif akan dihambat oleh dioda namun meloloskan arus negatif sehingga pada output hanya terbaca arus negatif

Clipper Negatif

Pada rangkaian, sumber tegangan ac diberikan sebesar 7,5v dengan frekuensi 1 kHz menuju resistor sebesar 10k ohm.Siklus negatif akan dihambat oleh dioda namun meloloskan arus positif sehingga pada output hanya terbaca arus positif 

3. Video Simulasi[Kembali]

A.Dioda

B.Dioda Zener

C.Clipper

4. Download File[Kembali]

File rangkaian forward bias dioda : klik disini 

File rangkaian reverse bias dioda : klik disini

File rangkaian forward bias zener : klik disini

File rangkaian reverse bias zener : klik disini

File rangkaian clipper positif : klik disini

File rangkaian clipper negatif : klik disini

Video rangkaian forward bias dan reverse bias dioda : klik disini

Video rangkaian forward bias dan reverse bias dioda zener : klik disini

Video rangkaian clipper positif dan negatif : klik disini

Datasheet dioda : klik disini

Datasheet resistor : klik disini

Datasheet osiloskop : klik disini 

Datasheet voltmeter : klik disini

Datasheet amperemeter : klik disini

Datasheet dioda zener : klik disini