• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Dioda dan Catu Daya
 

Dioda dan Catu Daya

on

  • 12,400 views

 

Statistics

Views

Total Views
12,400
Views on SlideShare
12,386
Embed Views
14

Actions

Likes
2
Downloads
250
Comments
0

1 Embed 14

http://materikuliah.info 14

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Dioda dan Catu Daya Dioda dan Catu Daya Document Transcript

    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 18 MODUL 3 DIODA DAN CATU DAYA1. TUJUAN Setelah melakukan praktikum ini, praktikan diharapkan telah memilikikemampuan sebagai berikut :1.1. Membuat gambar karakteristik statik dioda dan menggunakannya.1.2. Memahami perbedaan pokok antara dioda penyearah biasa dan dioda zener.1.3. Memasang dioda pada rangkaian agar bekerja sebagai penyearah setengah gelombang dan juga sebagai penyearah gelombang penuh.1.4. Mengukur tegangan AC dan DC pada penyearah tegangan bertapis untuk berbagai nilai beban dan menggunakan teori kasar untuk menganalisa hasil pengukuran.1.5. Menggunakan dioda zener serta memasangnya di dalam suatu rangkaian catu daya untuk pengaturan tegangan serta melakukan pengukuran untuk memperoleh kurva pembebanan.2. ALAT DAN KOMPONEN2.1. Signal Generator 2.6. Resistor2.2. Osiloskop 2.7. Kapasitor2.3. Multimeter 2.8. Dioda daya2.4. Breadboard 2.9. Dioda zener2.5. Catu Daya Variabel DC 2.10. Transformator, kabel-kabel jumper3. DESKRIPSI3.1 DIODA Kita dapat menyelidiki karakteristik statik dioda, dengan cara memasang diodaseri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Kurva karakteristik statik diodamerupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda, terhadap tegangan VD, bedategang antara titik a dan b (lihat gambar 1 dan gambar 2)
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 19 ID V a b D + VPIV V DD R VD L VC c IS Gambar 1. Rangkaian untuk mengukur karakteristik statik dioda Gambar 2. Kurva karakteristik diodaKarakteristik statik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (Vab) danarus yang melalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara, yaitu mengubah VDD.Bila arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab, kita peroleh karakteristikstatik diodaBila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif) diodadikatakan mendapat bias forward. Bila VD negatip disebut bias reserve atau biasmundur. Pada gambar 2 VC disebut cut-in-voltage, IS arus saturasi dan VPIV adalahpeak-inverse voltage.Bila harga VDD diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyaikarakteristik statik dioda dan kita tahu harga VDD dan RL, maka harga arus ID dan VDdapat kita tentukan sebagai berikut. Dari gambar 1. VDD = Vab + (I· RL) atau I = -(Vab/RL) + (VDD / RL)Bila hubungan di atas kita lukiskan pada karakteristik statik dioda kita akanmendapatkan garis lurus dengan kemiringan (1/RL). Garis ini disebut garis beban (loadline). Ini ditunjukkan pada gambar 3.
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 20 ID V dd Kita lihat bahwa garis beban RL Id (q) q memotong sumbu V dioda pada Vpiv harga VDD yaitu bila arus I=0, dan VD Vc Vd (q) V dd memotong sumbu I pada harga Is (VDD/RL). Titik potong antara karakteristik statik dengan garis Gambar 3. Kurva karakteristik dan garis beban beban memberikan harga tegangan dioda VD(q) dan arus dioda ID(q).Dengan mengubah harga VDD kita akan mendapatkan garis-garis beban sejajar sepertipada gambar 3. Bila VDD<0 dan |VDD| < VPIV maka arus dioda yang mengalir adalahkecil sekali, yaitu arus saturasi IS. Arus ini mempunyai harga kira-kira 1 µA untuk diodasilikon.3.2. CATU DAYATRANSFORMATOR Transformator berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan tegangan AC.Dalam percobaan ini digunakan transformator untuk menurunkan tegangan. Perhatikandiagram transformator pada gambar 4. T RL CT PLN V Gambar 4. Pembebanan transformator Setiap transformator memiliki hambatan keluaran Ro, yang akan menyebabkanturunnya tegangan sekunder dari trafo jika dipasang beban antara CT dan V. Teganganturun sebesar V = IL · Ro, dimana IL adalah arus beban. Makin besar arus beban yangditarik, makin kecil tegangan keluaran.
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 21Tegangan keluaran dalam keadaan terbebani (Vob) adalah Vob = Voo- IL · Ro, sedangkanVoo adalah tegangan keluaran tanpa beban yang merupakan tegangan keluarantransformator diukur dengan multimeter tanpa beban.Hal tersebut perlu kita lakukan untuk dapat menentukan hambatan keluarantransformator R0, karena kita tidak memiliki amperemeter yang dapat mengukurlangsung arus beban.PENYEARAH Untuk memperoleh tegangan penyearah yang cukup konstan pada suatu harga,kita dapat membuat penyearah tegangan dengan menggunakan dioda. Kita dapatmembuat berbagai macam rangkaian penyearah, misalnya rangkaian penyearah dengantapis yang berfungsi meratakan tegangan keluaran. D Vo TPLN CT RL t Gambar 5. Penyearah setengah gelombang D1 Vo= Vc T a c VaPLN CT RL t V D2 b b Gambar 6. Penyearah gelombang penuh D1 T RL + CT PLN C D2 Gambar 7. Penyearah dengan tapis
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 22Adanya hambatan keluaran transformator yang menyebabkan hilangnya atau turunnyategangan keluaran dapat kita hindari dalam batas-batas arus beban tertentu. Untuktujuan tersebut kita dapat memasang dioda zener dalam rangkaian kita. Jadi kita dapatmembuat penyearah gelombang dengan menggunakan dioda, kapasitor, dan dioda zenerdengan berbagai macam desain.CATU DAYA TEREGULASI ZENER D1 RS T a c Is IL CT +PLN C RL Z D2 Iz b Gambar 8. Penyearah dengan regulator zener Tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami penurunan tegangan jikakita bebani. Kita dapat mencegah terjadinya hal ini sehingga kita memperolehpenyearah yang tidak akan turun tegangan keluarannya jika kita bebani dalam batas-batas tertentu. Dengan menggunakan dioda zener maka tujuan tersebut akan dapatdicapai.4. TUGAS PENDAHULUAN Sebaiknya kerjakan tugas pendahuluan jauh hari sebelum praktikum. Untukreferensi baca dengan baik buku “Elekronika : Teori Dasar dan Penerapannya”, sutrisno(Sub bab 2. komponen pasif dan Bab 4. Dioda semikonduktor) dan deskripsi di atas.Tulis dengan tulisan yang mudah dibaca, buatlah master sendiri untuk persian ujianakhir. Persiapkan parktikum kali ini dengan baik, Apa yang Kita Lakukan Hari Ini AkanMenentukan Masa Depan Kita. Pertanyaan :4.1. Mengapa dioda hanya melewatkan arus pada satu arah saja?4.2. Apa yang dimaksud dengan
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 23 a. panjar maju b. panjar mundur c. cut-in voltage d. arus saturasi e. peak-inverse- voltage4.3. Jelaskan perbedaan dan persamaan dioda dengan resistor! Baik secara teori maupun cara mengukur4.4. Jelaskan cara menentukan titik kerja dioda!4.5. Sebutkan beberapa syarat transformator yang baik.4.6. Sebutkan penyebab jatuhnya tegangan pada keluaran transformator dalam keadaan terbebani! (3)4.7. Apa fungsi center-tap (CT) pada trafo?4.8. Sebutkan keuntungan dan kerugian penyearah gelombang penuh dan penyearah setengah gelombang, dengan trafo tanpa CT!4.9. Bagaimanakah spesifikasi kapasitor yang baik yang digunakan sebagai tapis pada sebuah penyearah?4.10. Apakah yang dimaksud dengan tegangan ripple?4.11. Sebutkan apa yang terjadi jika penyearah tak teregulasi diberi beban yang cukup besar!4.12. Gambarkan garis beban dioda zener pada saat beban terhubung singkat.4.13. Jelaskan perbedaan antara dioda daya dengan dioda zener!4.14. Apa fungsi RS pada rangkaian berpengaturan zener(Gambar 8) dan terangkan cara menghitung nilainya !4.15. Dapatkah dioda zener digunakan sebagai penyearah tegangan AC? Jelaskan!.4.16. Gambarlah kurva karakteristik untuk dioda zener!4.17. Terangkan kriteria catudaya yang baik!4.18. Apa perbedaan catudaya teregulasi dengan catu daya tak teregulasi!5. PERCOBAAN5.1. Karakteristik Dioda Pada percobaan ini anda diminta untuk membuat gambar kurvakarakteristik statik dioda pada forward-bias(bias maju) dan reserve-bias(bias
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 24mundur). Ini dimaksudkan agar anda merasa betapa peka arus dioda pada keadaanforward dan pada keadaan breakdown(bias reserve) terhadap perubahan tegangan.5.1.1. Dioda Dayaa. Pasang rangkaian seperti pada gambar 1b. Gunakan dioda daya silikon. Pasang VDD mulai dari 0 volt sampai 5 volt(buat tabel dengan kelipatan VDD = 0,2 volt). Dengan multimeter, ukur dan catat Vab dan Vbc untuk setiap harga VDD.c. Hitung arus dioda ID = (Vbc/RL).d. Dari data pengukuran ini lukiskan kurva karakteristik statik dioda pada ketas grafik dan hitung hambatan incremental dioda rd untuk V=1,2 volt dan 1,5 volt. Bandingkanlah dengan perhitungan aproksimasi rd = 25 I d [(mA)] rd = 25 .5.1.2. Dioda zener. Dioda yang digunakan adalah dioda zener. Dengan cepat temukan dahulu VPIVdengan mengukur Vbc sambil VDD diubah dengan cepat. Bila tegangan PIV tercapaimaka arus ID akan mulai membesar ini catat harga tegangan dioda Vab. Lakukan pengamatan yang banyak pada daerah VPIV supayalengkungan breakdown dapat teramati dengan cermat. Lukiskan kurva breakdown untuk dioda zener yang digunakan, lalu ukurhambatan incremental rz pada beberap tegangan dekat VPIV. Buat grafik rz vs V.5.2. Penyearah5.2.1. Pembebanan pada penyearah gelombang penuha. Pasang rangkaian seperti pada gambar 6.b. Lakukan pengukuran untuk menentukan lengkung pembebanan dengan menggunakan multimeter dan osiloskop.c. Catat bentuk-bentuk tegangan pada titik a,b,c terhadap ground untuk setiap pembebanan. No. RL Va Vb Vc 1 ...d. Balikkan polarits dioda D1 dan D2, catat bentuk tegangan pada titik c tanpa beban.
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 25e. Tambahkan kapasitor pada rangkaian sehingga kapasitor terpasang pararel terhadap RL.f. Lukis bentuk gelombang yang anda amati pada titik a,b,c. Tulis juga hasil pengamatan dalam bentuk tabel.g. Ulangi langkah (b), Catat besar dan bentuk tegangan ripple untuk tiap pengukuran dengan C =1000 µF, dan C= 100 µF.h. Terangkan perbedaan antara pembacaan tegangan oleh osiloskop dan multimeter!(tulis pada laporan)i. Lukis lengkung pembebanan dan tentukan hambatan keluaran transformator R0 untuk percobaan 5.2.1!j. Pada arus beban berapa, tegangan keluaran sama dengan setengah kali tegangan keluaran terbuka (V0 = 0.5 · V00)?k. Lukis bentuk isyarat keluaran jika polaritas dioda dibalik. Jelaskan mengapa demikian!5.2.2. Catu Daya dengan regulator Zener.a. Pasang rangkaian seperti gambar 8.b. Catat besarnya harga komponen pasif!c. Lakukan pengukuran pada titik a, b dengan osiloskop dan multimeter untuk menentukan lengkung pembebanan.d. Perhatikan arus maksimum yang boleh melewati Zener, jangan sampai dioda zener rusak!e. Ambil pengamatan di sekitar IL - IS = (VC-VZ)/RS.f. Tulis juga hasil pengamatan dalam bentuk tabel!g. Lukis lengkung pembebanan pada percobaan ini dan tentukan R0 pada keadaan teregulasi dan tak teregulasi.h. Mengapa pada penyearah tegangan berpengaturan zener, zener dipasang dalam keadaan bias mundur! (Baca buku referensi)i. Baliklah polaritas zener. Apa yang terjadi pada keluaran bila polaritas zener dibalik?5. REFERENSI“Elektronika : teori dasar dan penerapannya”, jilid 1, Bandung: Penerbit ITB, 1986”
    • MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 26 “Siapkan diri sebelum PERANG” “Selamat bekerja dan tetap semangat!” ^.^ -Tim Penyusun-