1 / 40

ELEKTRONIKA Bab 3. Dioda

ELEKTRONIKA Bab 3. Dioda. Dr. JUSAK. Pengantar tentang Dioda. Resistor merupakan sebuah piranti linier karena arus berbanding terhadap tegangan . Dalam bentuk grafik , grafik arus terhadap tegangan merupakan garis lurus .

ronda
Download Presentation

ELEKTRONIKA Bab 3. Dioda

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. ELEKTRONIKABab 3. Dioda Dr. JUSAK

  2. PengantartentangDioda Resistor merupakansebuahpirantilinierkarenaarusberbandingterhadaptegangan. Dalambentukgrafik, grafikarusterhadapteganganmerupakangarislurus. Berbedadengan resistor, diodamerupakanpirantinon-linierkarenagrafikarusterhadapteganganbukanberupagarislurus. Saattegangandiodalebihkecildariteganganpenghalang (potential barier) makaarusdi dalamdiodakecil. Tetapiketikategangandiodamelebihiteganganpenghalangmakaarusdiodaakannaikdengancepat.

  3. SimbolSkematisDioda • Padasimbolskematikdioda, sisidisebutsebagaianodadansisidisebutsebagaikatoda. Simboldaridiodasepertianakpanah yang meluncurdarisisikesisi.

  4. RangkaianSederhanaDioda Diodadibiasmajuapabilasisidiodadihubungkandengankutubpositifbateraidansisidiodadihubungkandengankutubnegatifbaterai. Saatdiodadiberi bias maju, tidakadaarus yang signifikanmengalirsampaitegangandiodamelebihiteganganpenghalang. Sebaliknyajikadiodadiberi bias baliktidakadaarus yang mengalirsampaitegangandiodamencapaiteganganpatah (breakdown). Padatitiktertentusaatteganganterusdibesarkan, diodaakanmengalamikerusakandanmengalirkanarus yang besar. Lihatgrafikkarakteristik diode.

  5. GrafikKarakteristik

  6. TeganganLutut (Knee Voltage) Padadaerahmaju, teganganpadasaatarusmulainaiksecaracepatdisebutdengantegangan kaki atautegangan knee daridioda. Besarteganganinisamadenganteganganpenghalang (barier). Jadinilaitegangan knee untukdiodasilikon :

  7. HambatanGabungan(Bulk Resistance) Setelahteganganpenghalangterlampaui, satu-satunya yang menjadipenghalangarusdiodaadalahhambatanohmicdaerahdan. Jumlahdarihambatanohmicpadadaerahdandisebutdenganhambatangabungandioda. Hambataninididefinisikansebagai : RB= RP + RN Besarhambatangabungantergantungpadaukurandaerahdan, danberapabanyakdaerahtersebutdidoping. Padaumumnyahambatangabunganlebihkecildari 1.

  8. ArusMaju DC Maksimum Apabilaaruslistrik yang melewatidiodaterlalubesar, arustersebutmenimbulkanpanasyang berlebihandandapatmerusakdioda. Karenaitu datasheet yang dikeluarkanolehpabrikselalumencantumkanArusmajumaksimumyang merupakansalahsatubatasmaksimum yang dapatdiberikanpadasebuahdioda. ArusiniditulissebagaiImax, IF(max), IO, atau yang lain tergantungpadaperusahaanpembuat. Misalnya, diode 1N456 mememilikiarusmajumaksimum sebesar 135 mA.

  9. DisipasiDaya Disipasidayaadalahbesarnyadaya yang melewatidioda. Disipasidayadapatdihitungdenganmengalikantegangandanarus : PD = VD ID Dayaoperasimerupakandayamaksimum yang dapatdilepassecaraamantanpamemperpendekusiadiodaataumerusaksifat-sifatdiodatersebut. Disimbolkan : Pmax = VmaxImax

  10. Contoh 1. • Sebuah diode memilikidayaoperasisebesar 5W. Jikateganganpadadiodabernilai 1,2V danarus yang mengalirpada diode sebesar 1,75A, berapadisipasidaya? • Dengantegangandanarusseperti di atas, apakah diode akanrusakatauberoperasisecara normal?

  11. PendekatanPertama: Dioda Ideal Arusmajumaksimum, daya, dankarakteritik-karakteristiklainnyadarisebuah diode dapatberbedaantarasatu diode dengandiodalainnya, tergantungpadacaradiodatersebutdidopingdanjugatergantungpadaukuranfisiknya. Namun, sekalipuntegangandanarusakanberbedauntuksetiapdioda, grafikkarakteristikdarisetiapdiodamemilikibentukserupa. Misalnya, seluruhdiodasilikonmempunyaiteganganlututsekitar 0,7 V.

  12. Dioda Ideal (2) Dioda ideal adalahpendekatan yang paling sederhanadaridioda. Secara ideal diodaakanberperilakusepertipenghantarsempurna (hambatannol) saatdiberi bias maju, dansepertipenghambatsempurna (hambatantakhingga) saatdibiasbalik. Padakenyataannyatidaklahmungkinmembuatdiodasepertiini. Piranti lain yang berperilakusepertidioda ideal adalahsaklar, yang mempunyaihambatannolsaatditutupdanhambatantakhinggasaatdibuka.

  13. Dioda Ideal (3) • (a) Kurvadioda ideal, (b) Dioda ideal berperilakusepertisaklar

  14. Contoh 2 • Untuk rangkaiandioda di bawahini, gunakanpendekatandioda ideal untukmenghitungteganganbebandanarusbeban (pada)!

  15. Contoh 3 • Untuk rangkaiandiodadi bawahini, gunakanpendekatandiodaideal untukmenghitungteganganbeban, arusbebandandayabeban (pada)!

  16. PendekatanKedua Pendekatandioda ideal dapatdigunakandenganbaikdalam proses troubleshooting. Namundalamanalisis, diperlukannilaiarusdantegangan yang lebihakurat. Untukitudigunakanlahpendekatankedua. Pendekatankeduadiodamemperhitungkannilaidariteganganlutut(0,7V untukdiodasilikon). Sehinggameskipundiodadibiasmaju, arusdiodatidakakanmengalirsampaitegangandiodamelebihi 0,7V.

  17. PendekatanKedua (2) • (a) Kurvadiodapendekatankedua(b) Rangkaianekivalenpendekatankedua

  18. PendekatanKedua (3) Gambardiatasmenunjukkanrangkaianekivalenuntukpendekatankeduadarisebuahdiodasilikon. Dioda ideal yang digambarkandengansaklardihubungkandengansumbertegangan 0,7V secaraseri. ApabiladiodadibiasmajudenganteganganTheveninlebihbesardari 0,7V makasaklarakantertutup. Tetapijikateganganlebihkecildari 0,7V saklarakanterbuka. Padakondisiini, tidakakanadaarusmelewatidioda.

  19. Contoh 4 • Untuk rangkaiandioda di bawahini, gunakanpendekatankeduadiodauntukmenghitungteganganbebandanarusbeban (pada)!

  20. Contoh 5 • Untuk rangkaiandiodadi bawahini, gunakanpendekatankeduadiodauntukmenghitungteganganbeban, arusbebandandayabeban (pada)!

  21. PendekatanKetiga Dalampendekatanketigadaridioda, nilaidarihambatangabungan() diperhitungkan. Pengaruhterhadapkurvadiodaadalahkenaikantegangan yang linier terhadapkenaikanarus. Rangkaianekivalenuntukpendekatanketigainiadalahsebuahsaklar yang terhubungseridengansumbertegangan 0,7V danhambatan. Sepertiterlihatdalamgambar di bawah.

  22. PendekatanKetiga (2) • (a) Kurvadiodapendekatanketiga, • (b) Rangkaianekivalendiodapendekatanketiga

  23. PendekatanKetiga (3) Padapendekatanketigasaattegangandiodalebihbesardaridiodaakanmenghantarkanlistrik. Selamamenghantararuslistrik, nilaitegangantotal yang melaluidiodaadalah:

  24. PendekatanKetiga (4) Di dalampraktek, seringkalinilaihambatangabunganlebihkecildari 1, sehinggadapatdiabaikan. Acuanuntukmengabaikanhambatangabunganadalahapabila : Hal iniberarti, bahwanilaitegangangabungandapatdiabaikanbilanilainyalebihkecil 1/100 darinilaihambatanThevenin di depansebuah diode. Jikakondisiiniterpenuhi, dapatdiasumsikanbahwakesalahanadalahkurangdari 1%.

  25. Contoh 6 • Untuk rangkaiandioda di bawahini, Dioda 1N4001 memilikihambatangabungansebesar. Gunakanpendekatanketigadiodauntukmenghitungteganganbeban, arusbebandandayabeban (pada)!

  26. Contoh 7 • Untuk rangkaiandioda di bawahini, Dioda 1N4001 memilikihambatangabungansebesar. Gunakanpendekatanketigadiodauntukmenghitungteganganbeban, arusbebandandayabeban (pada)!

  27. SimulasiDenganMultisim

  28. Membaca Datasheet

  29. Membaca Datasheet Dioda 1N4001 • SepertiterlihatdalamGambar, beberapainformasibergunatentangdioda: • Teganganpatahsebesar: 50V (Maximum repetitive peak reverse voltage). • Rata-rata arus bias maju: 1A (Average rectified forward current). • Teganganmaksimumpadakondisi bias maju 1A adalah 1,1V (Maximum instateneous forward voltage). • Arus bias mundurmaksimum: 5 A – 50 A (Maximum DC reverse currnet)

  30. MenghitungHambatanGabungan • Hambatan gabungandihitungdenganmenggunakanrumusan: • DenganmenggunakangrafikInstantaneous Forward Characteristics, didapatkanbahwa: padasaatarusmencapai 1A makadibutuhkantegangansebesar 0,93V, sedanganuntuk diode silicon kitatahubahwateganganlututadalah 0,7V yaitupadasaatarusmasihmendekati 0A. Jadihambatangabunganadalah:

  31. MenentukanGarisBeban Garisbebanadalahsebuahperangkatyang dapatdigunakanuntukmenghitungnilaiarusdantegangandiodadengantepat. Perhatikanrangkaianberikut, dankitaakanmenggambargarisbebandarirangkaiantersebut:

  32. PersamaanGarisBeban Nilai arusdantegangandiodadihitungdenganmenggunakanrumus : Sebagaicontoh, padasaatdiberikantegangan 2V padarangkaiandengannilai, didapatkanpersamaangaris:

  33. PersamaanGarisBeban (2) • Untuk menggarkangarisbebandenganmenggunakanpersamaan di atasadalah: • Tentukannilaisaat (Titik ini disebut titiksaturasikarena mewakili arusmaksimum), dan • Tentukannilaisaat (Titik ini disebut titik cut-offkarena mewakili arus minimum).

  34. PersamaanGarisBeban (3) Jadi: , sehingga saat , dan , sehingga saat . Lakukanplotting garisdariduatitik di atassepertipadagambar.

  35. PersamaanGarisBeban (4)

  36. Titik Q Saatgarisbebandigabungkandengankurvadiode, terdapattitikpotongantaragarisbebandankurvadioda, yang dikenalsebagaititik Q. Q adalahsingkatandari“quiescent” yang berartiistirahat. Titik Q memerupakanpenyelesaiansimultanantarakurvadiodadangarisbeban. Titik inimerupakansatu-satunyatitikpadagrafik yang berlakuuntukdiodadanrangkaian. Denganmembacakoordinattitik Q, didapatkantitikoperasi (operating point) padaarussebesar 12,5 mA danpadategangandioda 0,75 V.

More Related