270 likes | 619 Views
PENGIKUT ZENER. KELOMPOK B.1 : Syamsam Ardu . S Muhklis Risma A St. Muthmainnah P. Latar Belakang
E N D
PENGIKUT ZENER KELOMPOK B.1 : SyamsamArdu. S Muhklis Risma A St. Muthmainnah P
LatarBelakang SebuahDiodabiasanyadianggapsebagaialat yang menyalurkanlistrikkeatauarahnamunDiodazener, dibuatsedemikianrupasehinggaarusdapatmengalirkearah yang berlawananjikategangan yang diberikanmelampauibatas “teganganrusak” (breakdwon voltage). Dioda yang biiasatidakakanmengijinkanaruslistrikuntukmengalirsecaraberlawananjikajikadicatu – balik (resersebresed), dibawahteganganrusaknya, diodabiasanyaakanmenjadirusakkarenakelibihanaruslistrik yang menyebabkanpanas. Namunprosesiniadalahreversibeljikadilakukandalambataskemampuan. Sebuahdiodazenermemilikisifat yang hampirsamadengandiodabiasa, kecualibahwaalatinisengajadibuatdenganteganganrusak yang jauhdikurangi, disebutteganganzener. SebuahDioda yang memiliki p-n juction yang memiliki doping berat, yang memungkinkanelektronuntuktenbus (tunnel) dari pita valensi material tipe – p kedalam pita kondeksi material tipe – n.
IdentifikasiMasalah Berdasarkanlatarbelakang yang telahdikemukakan, makakitadapatmengidentifikasimasalahyaitubagaimanaprinsipdarisuatu regulator teganganzenersertabagaimanamemahamiprinsipkerjadanpenerapandarisautupengikutemiter, dengan regulator zenersebagaimengaturtegangan. RumusanMasalah 1. Bagaimanaprinsipkerjadarisuaturangkaiantegangan ? 2. Bagaimanaprinsipkerjadaripengikutemiterdan regulator zener ? 3. Bagaimanaprinsipkerjadanpenerapandarisuatupengikutemiterdan regulator zenersebagai regulator tegangan ?
TujuanPercobaan 1. Memahamiprinsipkerjadarisuatu regulator tegangan ? 2. Memahaimiprisipkerjadarisuatupengikutemiterdan regulator zener? 3. Memahamiprinsipkerjadanpenerapandarisuatupengikutemiterdan regulator zenersebagai regulator tegangan ?
KajianPustaka DiodaZenerbiasanyadigunakansecaraluasdalamsirkuitelektronik. Fungsiutamanyaadalahuntukmenstabilkantegangan. Padasaatdisambungkansecara parallel dengansebuahsumbertegangan yang berubah-ubah yang dipasangsehinggamencatu-balik, sebuahdiodazenerakanbertingkahsepertisebuahkortsleting (hubungansingkat) saatteganganmencapaiteganganrusak diode tersebut. Hasilnya, teganganakandibatasisampaikesebuahangka yang telahdiketahuisebelumnya Sebuahdiodazenerjugadigunakansepertiinisebagai regulator tegangan shunt (shunt berartisambungan parallel, danregulator tegangansebagaisebuahkelassirkuit yang memberikansumbertegangantetap.
1. DIODA Diodatermasukkomponenelektronika yang terbuatdaribahansemikonduktor. Beranjakdaripenemuandioda, paraahlimenemukanjugakomponenturunanlainnya yang unik. Gambar 5. 1 : StrukturdanSimbolDioda Diodamemilikifungsi yang unikyaituhanyadapatmengalirkanarussatuarahsaja. Strukturdiodatidak lain adalahsambungansemikonduktor P danN. Satusisiadalahsemikonduktordengantipe P dansatusisinya yang lain adalahtipe N. Denganstrukturdemikianarushanyaakandapatmengalirdarisisi P menujusisi N.
Gambarilustrasidiatasmenunjukkansambungan PN dengansedikitporsikecil yang disebutlapisandeplesi (depletion layer), dimanaterdapatkeseimbangan hole danelektron. Seperti yang sudahdiketahui, padasisi P banyakterbentuk hole-hole yang siapmenerimaelektronsedangkandisisi N banyakterdapatelektron-elektron yang siapuntukbebasmerdeka. Lalujikadiberi bias positif, denganartikatamemberiteganganpotensialsisi P lebihbesardarisisi N, makaelektrondarisisi N dengansertamertaakantergerakuntukmengisi hole disisi P. Tentukalauelektronmengisi hole disisi P, makaakanterbentuk hole padasisi N karenaditinggalelektron. Inidisebutaliran hole dari P menujuN,Kalaumengunakanterminologiaruslistrik, makadikatakanterjadialiranlistrikdarisisi P kesisiN. Gambar 5.2 : Diodadengan bias maju
Sebalikyaapakah yang terjadijikapolaritastegangandibalikyaitudenganmemberikan bias negatif (reverse bias). Dalamhalini, sisi N mendapatpolaritasteganganlebihbesardarisisi P. Gambar 6.3: Diodadengan bias negatif Tentujawabanyaadalahtidakakanterjadiperpindahanelektronataualiran hole dari P ke N maupunsebaliknya. Karenabaik hole danelektronmasing-masingtertarikkearahkutupberlawanan. Bahkanlapisandeplesi (depletion layer) semakinbesardanmenghalangiterjadinyaarus.
Demikianlahsekelumitbagaimanadiodahanyadapatmengalirkanarussatuarahsaja. Dengantegangan bias maju yang kecilsajadiodasudahmenjadikonduktor. Tidaksertamertadiatas 0 volt, tetapimemangteganganbeberapa volt diatasnolbarubisaterjadikonduksi. Inidisebabkankarenaadanyadindingdeplesi (deplesion layer). Untukdioda yang terbuatdaribahanSilikontegangankonduksiadalahdiatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untukdioda yang terbuatdaribahan Germanium. Gambar 6.4 : Grafikarusdioda
Sebaliknyauntuk bias negatifdiodatidakdapatmengalirkanarus, namunmemangadabatasnya. Sampaibeberapapuluhbahkanratusan volt baruterjadi breakdown, dimanadiodatidaklagidapatmenahanaliranelektron yang terbentukdilapisandeplesi. 2. DiodaZener Phenomena tegangan breakdown diodainimengilhamipembuatankomponenelektronikalainnya yang dinamakanzener. Sebenarnyatidakadaperbedaansrukturdasardarizener, melainkanmiripdengandioda. Tetapidenganmemberijumlah doping yang lebihbanyakpadasambungan P dan N, ternyatategangan breakdown diodabisamakincepattercapai. Jikapadadiodabiasanyabaruterjadi breakdown padateganganratusan volt, padazenerbisaterjadipadaangkapuluhandansatuan volt. Di datasheet adazener yang memilikiteganganVzsebesar 1.5 volt, 3.5 volt dansebagainya.
Gambar 6.5 : SimbolDiodaZener Iniadalahkarakteristikzener yang unik. Jikadiodabekerjapada bias majumakazenerbiasanyabergunapada bias negatif (reverse bias). Sebuahdiodabiasanyadianggapsebagaialat yang menyalurkanlistrikkesatuarah, namunDiodaZenerdibuatsedemikianrupasehinggaarusdapatmengalirkearah yang berlawananjikategangan yang diberikanmelampauibatas "teganganrusak" (breakdown voltage) atau "teganganZener".
METODE EKSPERIMEN Alat : 1. Voltmeter 2 Buah 2. Amperemeter 1 Buah 3. Kabelpenghubung 1 Buah Bahan: 1. Kit percobaanZener Follower 1 Buah 2. Power Suply (0-20V) 2 Buah ProsedurKerja : 1. MenyusunRangkaianpengikutZenersepertigambarberikut : + VCE Rs Rl V in D V out
METODE EKSPERIMEN Spesifikasikomponen: a. Transistor 2N3053 b. Resistor Seri (Rs) Disesuaikan c. DiodaZener 9,1 – 12 V d. Resistor Beban (Rl) 2. Setelahyakintidakterjadikesalahan, menghidupkan power suplydanmengamatipenunjukanalat – alatukurarusdantegangan (semuadalamkeadaannol). 3. Mengaturtegangan power suplysehinggamenujukkantegangan (Vin) 2 Volt danmembacapenunjukanamperemeter (Is) dan voltmeter (Vout) padakedudukantersebut. 4. Mengulangilangkah 3 denganmenaikkantegangan 3 volt, 6 volt, 9 volt, dan 12 volt. 5. Mencatathasilppengamatanpadatabelpengamatan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasilpengamatan : Rl : 220 ΩDiodaZener : 9,1 – 12 V Rs : 220 Ω Transistor : 2N3053 7C Tabelpengamatan :
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Data : - Is = Vs – Vz Rs Is1 = Vs1 – Vz1 Rs = 0,00 – 0,00 220 = 0,00 A - Is = Vs – Vz Rs Is2 = Vs2 – Vz2 Rs = 0,43 – 0,42 220 = 0,0045 A
- Is = Vs – Vz Rs Is3 = Vs3 – Vz3 Rs = 2,52 – 2,81 220 = 0,0045 A - Is = Vs – Vz Rs Is4 = Vs4 – Vz4 Rs = 4,21 – 4,20 220 = 0,0045 A
- Is = Vs – Vz Rs Is5 = Vs5 – Vz5 Rs = 5,60 – 5,59 220 = 0,0045 A - Vs = Is x Rs Vs1 = Is1 x Rs = 0,00 – 220 = 0,00 Volt - Vs = Is x Rs Vs2 = Is2 x Rs = 0,0045 – 220 = 0,990 Volt
- Vs = Is x Rs Vs3 = Is3 x Rs = 0,0045 – 220 = 0,990 Volt - Vs = Is x Rs Vs4 = Is4 x Rs = 0,0045 – 220 = 0,990 Volt - Vs = Is x Rs Vs5 = Is5 x Rs = 0,0045 – 220 = 0,990 Volt
- V2 = Vin - Vs V21 = Vin1 – Vs1 = 0,00 – 0,00 = 0,00 Volt - V2 = Vin - Vs V22 = Vin2 – Vs2 = 3,00 – 0,99 = 2,010 Volt - V2 = Vin - Vs V23 = Vin3 – Vs3 = 6,00 – 0,99 = 5,010 Volt - V2 = Vin - Vs V24 = Vin4 – Vs4 = 9,00 – 0,99 = 5,010 Volt
- V2 = Vin - Vs V25 = Vin5 – Vs5 = 12,00 – 0,99 = 11,010 Volt - V in = Vs + Vz Vin1 = Vs1 + Vz1 = 0,00 + 0,00 = 0,00 Volt - V in = Vs + Vz Vin2 = Vs2 + Vz2 = 0,990 + 2,010 = 3,00 Volt - V in = Vs + Vz Vin3 = Vs3 + Vz3 = 0,990 + 5,010 = 6,00 Volt
- V in = Vs + Vz Vin4 = Vs4 + Vz4 = 0,990 + 8,010 = 9,00 Volt - V in = Vs + Vz Vin5 = Vs2 + Vz2 = 0,990 + 11,010 = 12,00 Volt - V out = Vz1 + VEB Vout1 = Vz1 + VzEB1 = 0,00 + 1,70 = 1,700 Volt - V out = Vz1 + VEB Vout2 = Vz2 + VzEB2 = 2,010 + 1,70 = 3,710 Volt
- V out = Vz1 + VEB Vout3 = Vz3 + VzEB3 = 5,010 + 1,70 = 6,710 Volt - V out = Vz1 + VEB Vout4 = Vz4 + VzEB4 = 8,010 + 1,70 = 9,710 Volt - V out = Vz1 + VEB Vout5 = Vz5 + VzEB5 = 11,010 + 1,70 = 12,710 Volt
HASIL DAN PEMBAHASAN Pembahasan 4.2.1: Hubunganantara V in dan V out padaDiodaZener Berdasarkanhasilpengamatandapatdiketahuibahwapadasaat V in 0,00 V, 3,00 V, 6, 00 V, 9,00 V dan 12,00 V maka V out yang diperolehberturut – turutadalahsebesar 0,00 V, 0,43 V, 0,85 V, 1,29V, dan 1,64 V. Dari hasiltersebutdapatdiketahuibahwasemakinbesar V out maka lain V in berbandinglurusdengan V out. Dalampercobaaninikitadapatmengamatipenunjukan Is disebabkanketerbatasanalatukur. Berdasakananalisis data dapatdiketahuibahwa V in yang diperolehsecaraberurutan 0,00 V, 3,00 V, 6, 00 V, 9,00 V dan 12,00 V. Sedangkan V out diperolehberturut-turutsebesar 1,700 V, 3,710 V, 6,710 V, 9,710 V, dan 12,710 V. Dari hasilanalisisdapatdiketahuibahwasemakinbesar V in maka V out jugasemakinbesardengankata lain berbandinglurus. Namun, hasilpengamatan yang diperolehdgnanalisis, berbedadengantegangan V out yang diperoleh. Hal inidisebakankarenakesalahanparalaksyaitukesalahan yang disebkanolehkesalahanpengamatdalampenunjukanalatukur. Berdasarkananalisigrafikhubungan V in dengan V out, terbentukgaris linear yang artinyategangan V in berbandinglurusdengan V out.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pembahasan 4.2.2: HubunganantaraVz input dan Vs padaDiodazener Berdasarkanhasilpengamatandapatdiketahuibahwapadasaat V2 0,00 V, 1,43 V, 2, 82 V, 4,21 V dan 5,60 V dan Vs yang diperolehberturut – turutadalahsebesar 0,00 V, 1,42 V, 2,81 V, 4,20V, dan 5,59 V. Dari hasiltersebutdapatdiketahuibahwaVzdan Vs berbandinglurus. Berdasakananalisis data dapatdiketahuibahwateganganseri (Vs) yang diperolehsecaraberurutan 0,00 V, 0,990 V, 0, 990 V, 9,00 V dan 0,990 V. SedangkanVzdiperolehberturut-turutsebesar 0,00 V, 2,010 V, 3,010 V, 8,010 V, dan 11,010 V. Dari hasilanalisisinidiperolehnilai Vs yang samamulaidari Vin 3,00 – 12,00 Volt. Hal initerjadiakibatadanyakesalahan yang disebkanolehalatukur yang digunakan. Berdasarkananalisigrafikhubunganantarateganagnzener (Vz) dengan V seri (Vs), terbentukgaris linear yang artinyategangan V in berbandinglurusdengan V out.
PENUTUP Kesimpulan : 1. Tegangandiodazenerberfungsisecarefektifapabilateganganyaberadapadakeadaanbreakdwon (tegangandiodal) danpengikutemiterdigunakandalampenguatanimpedansitinggi yang dihubungkandenganbebanrendahsehinggaterjadipenurunanteganganpadaimpedansidalam. 2. Nilaihambatanbebanharuslebihbesardaripadanilaihambatansumber, agar dioda yang digunakantidakmudahrusakdantidakterjadipelonjakanarus, agar alatukur yang digunakanmudahdiketahui (dibaca) 3 Teganganzenermerupakanteganganmasukanpadabaris transistor dantegangankeluarannyamerupakanselisih yang konstananatarateganganzenerdanpenemuanteganganpada transistor. Saran : 1. Sebelummelakukanpercobaandiharapkankepadapraktikanterlebihdahulumemeriksakeadaanalatdanbahan, apakahlayakdigunakanatautidak. 2. Untukmendapatkanhasil yang maksimaldiharapkanketelitiandankeakuratannyadalampembacaanalatukur.