Your SlideShare is downloading. ×
Elektronika analog 1_ch2
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Saving this for later?

Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime - even offline.

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Elektronika analog 1_ch2

526
views

Published on

Published in: Education

0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
526
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
26
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Bab 2: Rangkaian Dioda 40 Terlihat pada gambar 2.9 c bahwa sinyal output merupakan bentukgelombang kontak (seperti gelombang input) yang level dc nya sudah bergeser kearahnegatip sebesar -V. Besarnya penggeseran ini bisa divariasi dengan menambahkansebuah baterai secara seri dengan dioda. Disamping itu arah penggeseran juga bisadinuat kearah positip dengan cara membalik arah dioda. Beberapa rangkaian clampernegatip dan positip dapat dilihat pada gambar 2.10. C Vo Vi Vo VB D R 0 T/2 T 2V VB Vo C Vi Vo D R 2V 0 T/2 T VB VB Gambar 2.10 Rangkaian Clamper negatip dan positip2.7 Dioda Zener Struktur Dioda zener tidaklah jauh berbeda dengan dioda biasa, hanya tingkatdopingnya saja yang sangat berbeda. Kurva karakteristik dioda zener juga samaseperti dioda biasa, namun perlu dipertegas adanya daerah breakdown dimana padasaat bias mundur mencapai tegangan breakdown maka arus dioda naik dengan cepat(gambar 2.11). Daerah breakdown inilah titik fokus penerapan dari dioda zener. Se-dangkan pada dioda biasa tidak diperbolehkan pemberian tegangan mundur sampaipada daerah breakdown, karena bisa merusak dioda.Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  • 2. Bab 2: Rangkaian Dioda 41 ID (mA) daerah bias mundur daerah bias maju Vz VD (Volt)daerah Vγ=0,7 IZminbreakdown A K simbol dioda zener IZmax Gambar 2.11 Kurva karakteristik dioda Zener Titik breakdown dari suatu dioda zener dapat dikontrol dengan memvariasitingkat dopingnya. Tingkat doping yang tinggi, akan meningkatkan jumlah pengoto-ran sehingga tegangan zenernya (Vz) akan kecil. Demikian juga sebaliknya, dengantingkat doping yang rendah diperoleh Vz yang tinggi. Pada umumnya dioda zenerdipasaran tersedia mulai dari Vz 1,8 V sampai 200 V, dengan kemampuan daya dari¼ hingga 50 W. Karena temperatur dan kemapuan arusnya yang tinggi, maka jenissilikon sering dipakai pada dioda zener. Penerapan dioda zener yang paling penting adalah sebagai penyetabil tegan-gan (voltage regulator). Rangkaian dasar penyetabil tegangan adalah pada gambar2.12. Agar rangkaian ini dapat berfungsi sebagai penyetabil tegangan, maka diodazener harus bekerja pada daerah breakdown. Dengan kata lain, apabila dilihat padagambar 2.11, maka tegangan sumber (Vi) yang diberikan pada rangkaian harus lebihbesar dari Vz atau arus pada dioda zener harus lebih besar dari Iz minimum.Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  • 3. Bab 2: Rangkaian Dioda 42 IR Rs IL + Iz Vi RL - Gambar 2.12 Rangkaian dasar penyetabil tegangan Oleh karena itu persyaratan yang harus dipenuhi agar rangkaian berfungsi se-bagai penyetabil tegangan adalah berkenaan dengan nilai RL dan Vi. Pertama, RLharus lebih besar dari RL minimum. RL ini berhubungan dengan Iz, karena bila RLminimum, maka IL menjadi maksimum, sehingga Iz menjadi minimum. Kedua, Viharus lebih besar dari Vi minimum. Vi minimum ini akan menjamin bahwa diodamendapatkan tegangan breakdown.Kasus pertama: Resistansi beban RL harus lebih besar dari RL minmum. ApabilaRL kecil sekali sehingga kurang dari RLmin, maka turun tegangan pada RL (jugapada zener) akan kecil sehingga kurang dari Vz. Oleh karena itu zener tidak ber-fungsi, karena tidak bekerja pada daerah breakdown. Untuk menghitung hargaRLmin dari gambar 2.10 adalah menghitung harga RL saat diperoleh VL = Vz, yaitu: RL.Vi VL = Vz = ⎯⎯⎯⎯ RL + Rssehingga diperoleh: Rs.Vz ................(2.16) RLmin = ⎯⎯⎯⎯ Vi - VzHarga RLmin ini akan menjamin bahwa dioda zener bekerja. Dengan RLmin makadiperoleh ILmax, yaitu:Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  • 4. Bab 2: Rangkaian Dioda 43 VL Vz .............(2.17) ILmax = ⎯⎯ = ⎯⎯ RL RLminBila zener sudah bekerja, berarti VL = Vz = konstan, dan dengan menganggap Vitetap maka turun tegangan pada RS (VR) juga tetap, yaitu: VR = Vi - Vz ...........(2.18)dan arus yang mengalir pada Rs juga tetap, yaitu sebesar (IR): VR IR = ⎯⎯ ................(2.19) RsArus zener dapat dihitung dengan, ................(2.20) Iz = IR - ILKarena IR tetap, maka Iz akan maksimum bila IL minimum dan sebaliknya. Agar Iztidak melebihi harga Izm yang sudah titentukan oleh pabrik, maka IL harus tidak bo-leh kurang dari IL minimum. Jika Izm terlampaui, zener akan panas dan bisa rusak.ILmin ini adalah: ................(2.21) ILmin = IR - IzmDengan diperoleh IL minimum, maka RL akan maksimum, yaitu: Vz RLmax = ⎯⎯ ................(2.22) ILminContoh 2.1:Herman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  • 5. Bab 2: Rangkaian Dioda 44Rangkaian penyetabil tegangan seperti gambar 2.10 mempunyai data sbb: Vi = 50Volt, Rs = 1 KΩ, Vz = 10 Volt, dan Izm = 32 mA. Tentukan variasi harga RL (mindan max) agar tegangan output masih stabil 10 Volt. Dan hitung daya pada zenermaksimum.Penyelesaian: Rs.Vz (1K).(10) 10K RLmin = ⎯⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯⎯⎯ = ⎯⎯ = 250 Ω Vi - Vz 50 - 10 40 VR = Vi - Vz = 50 -10 = 40 Volt IR = VR / Rs = 40 / 1K = 40 mA ILmin = IR - Izm = 40mA - 32mA = 8 mA RLmax = Vz / ILmin = 10 / 8mA = 1,25 KΩ Daya maksimum pada dioda zener: Pzmax = Vz. Izm = 10 . 32mA = 320mWKasus kedua: Agar dioda zener dapat berfungsi sebagai penyetabil tegangan, makaturun tegangan pada RL harus lebih besar dari Vz. Dengan kata lain Vi harus lebihbesar dari Vimin. Namun bila Vi terlalu besar sehingga arus pada zener melebihiIzm, maka zener bisa rusak. Oleh karena itu Vi harus lebih kecil dari Vimax. Dengan menganggap harga RL tetap, maka tegangan sumber minimum(Vimin) adalah: (RL+Rs).Vz ................(2.23) Vimin = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ RLSedangkan harga maksimum tegangan sumber (Vimax) adalah: ...........(2.24) Vimax = IRmax.Rs + VzHerman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I
  • 6. Bab 2: Rangkaian Dioda 45dimana harga IRmax adalah arus maksimum yang mengalir melalui Rs, yaitu IRmax= Izm + IL.Contoh 2.2:Rangkaian penyetabil tegangan seperti gambar 2.12 mempunyai data sbb: RL = 1,2KΩ, Rs = 220 Ω, Vz = 20 Volt, dan Izm = 60 mA. Tentukan variasi harga Vi (mindan max) agar tegangan output masih stabil sebesar 20 Volt. Dan hitung daya padazener maksimum.Penyelesaian: (RL+Rs).Vz (1200+220).(20) Vimin = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ = 23,67 Volt RL 1200 IL = VL / RL = 20V / 1,2KΩ = 16,67 mA IRmax = Izm + IL = 60mA + 16,67mA = 76,67 mA Vimax = IRmax.Rs + Vz = (76,67mA)(0,22KΩ) + 20V = 36,87 Volt2.8 Perencanan Penyetabil Tegangan Perencanaan suatu rangkaian penyetabil tegangan dimulai dari spesifikasiyang diharapkan dari rangkaian terbut, kemudian dihitung harga-harga komponenyang diperlukan. Dalam praktek spesifikasi yang diinginkan adalah arus beban (IL)dan tegangan sumber (Vi) serta tegangan keluaran (Vz). Sedangkan komponen yangharus direncanakan adalah Rs dan Dioda zener. Dari persamaan 2.3; 2.4 dan 2.5 diperoleh harga Rs: Vi - Vz Rs = ⎯⎯⎯⎯ ................(2.25) Iz + ILHerman D. Surjono, (2001), Elektronika Analog I