Dokumen tersebut membahas tentang teori dioda penyearah. Secara singkat, dioda merupakan peranti semikonduktor yang hanya menghantar arus listrik dalam satu arah. Dioda memiliki beberapa pendekatan dalam analisisnya, yaitu pendekatan ideal, kedua, dan ketiga yang mempertimbangkan faktor-faktor seperti potensial penghalang dan resistansi dalam dioda. Dioda juga memiliki karakteristik volt-ampere tertentu

1. “TEORI DIODA
PENYEARAH”
Dosen Pengampu : Dr. M. Rahmad, M.Si

2. Aulia
Fatmawati
Wahyu
Satrio
Reni
Ramadhani
ANGGOTA
KELOMPOK 4:
2005113226
2005125182 2005110434

3. ADD YOUR TITLE
Dioda Penyearah yang tidak
dibias
Dioda ideal
(Pendekatan Pertama)
Dioda
pendekatan kETIGA
Dioda
Pendekatan keDUA
1
2
4
3
PETA KONSEP

4. ADD YOUR TITLE
Resistansi
Dioda
Dioda
Surface Maount
Garis Beban
pada Rangkaian Dioda
Pembacaan
Data Sheet Dioda
5
6
8
7
PETA KONSEP

5. ADD YOUR TITLE
Dioda pada awalnya menggunakan tabung hampa atau tabung
dioda termionik yang dikembangkan oleh Frederick Guthrie
tahun 1873. Selanjutnya prinsip dioda dengan bahan
semikonduktor (kristal) dikembangkan oleh Karl Perdinand
Braun dari Jerman tahun 1874 dan dikenal dengan peranti
rectifier. Setelah tahun 1919 oleh William Henry Eccles
mengenalkan istilah dioda yang digunakan hingga saat ini.
SEJARAH

6. DEFeNISI
Dioda merupakan peranti elektronika
yang terbuat dari bahan semikonduktor
ekstrinsik, yaitu persambungan dua
kristal semikonduktor ekstrinsik tipe-n
dan tipe-p. Dioda berasal dari kata ‘Di’
yang berarti dua dan ‘oda’ berarti jalur
(elektroda).
Fungsi utama dioda adalah untuk
pengendalian arus tegangan listrik.

7. ADD YOUR TITLE
Pertemuan kedua tipe semikonduktor
ekstrinsik disebut juction sehingga menjadi kristal
p-n atau disebut dioda junction dan lebih dikenal
sebagai dioda.
• Pada gambar 1.1a menunjukkan
persambungan dioda dan simbol
skematiknya,
• Pada gambar 1.1b menunjukkan suatu tanda
panah yang berarah dari sisi p (Anoda) ke sisi
n (Katoda),
• Dan pada gambar 1.1c menunjukkan bentuk
dioda p-n.
SIMBOL & STRUKTUR DIODA

8. ADD YOUR TITLE
JENIS-JENIS DIODA

9. ADD YOUR TITLE
JENIS-JENIS DIODA
 Dioda Silicon
Terbuat dari bahan silicon, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,7V, pada
rangkaian elektronika biasa dipakai sebagai penyearah (rectifier). Contoh dioda
Germanium adalah: 1N4000 series dan 1N5000 series dll.
 Dioda Germanium
Terbuat dari bahan germanium, memiliki drop tegangan maju (forward volt drop) 0,3V.
Biasa diaplikasikan sebagai dioda penyearah. contoh dioda silicon adalah: IN4148 atau
1N914 dll.
 Dioda Zener
terbuat dari bahan silikon, dioda zener atau sering disebut juga "breakdown diode"
berfungsi sebagai pembatas tegangan pada rangkaian, atau dengan kata lain dioda
zener adalah komponen regulator tegangan sederhana. dioda zener memiliki rating
tegangan antara 1 sampai ratusan volt dengan daya mulai dari 1/4w.

10. ADD YOUR TITLE
JENIS-JENIS DIODA
 Dioda Schottky
Disebut juga dioda power memiliki drop tegangan maju (forward bias) yang rendah,
namun rating arus dan tegangannya tinggi. Biasa dipakai sebagai penyearah pada
frekuensi tinggi, sering dipakai pada rangkaian pengisian battre, AC Rectifier dan
Inverter.contoh untuk dioda schotky adalah 5819 atau 58xx dll.
 Light Emitting Diode atau LED
Adalah jenis dioda yang dapat mengeluarkan cahaya, LED yang banyak dipasaran
berbentuk kubah bulat dan juga kotak persegi dengan variasi warna merah, kuning,
hijau, biru atau putih. batas arus maksimum LED adalah 20mA. dan memiliki drop
tegangan maju (forward volt drop) antara 1,2v sampai 3,6v tergantung dari jenis warna
LED.

11. DIODA PENYEARAH
YANG TIDAK DIBIAS
01

12. ADD YOUR TITLE
Dioda penyearah pada dasarnya ekivalen dengan sebuah resistor arus searah karena
hanya menghantar arus listrik dalam satu arah ketika dibias maju dan tidak mengalirkan
arus listrik pada arah sebaliknya yaitu ketika dibias balik.
Penentuan kutub dioda secara langsung atau tanpa pengukuran yaitu ditandai
lingkaran warna putih pada dioda Si atau lingkaran warna pada bagian dalam dioda Ge
yang lebih dekat ke salah satu ujung peranti. Karena dioda hanya mengalirkan arus pada
satu arah saja, maka umumnya dipakai sebagai penyearah tegangan bolak-balik (AC).
Penentuan kutub dioda melalui pengukuran dapat dilakukan menggunakan ohm meter
atau multimeter. Caranya dengan menyetel pemilih pengukuran ke rangkuman
pengukuran ohm (x1KΩ atau x10KΩ) kemudian menghubungkan kedua probe multimeter
ke setiap terminal dioda.

13. ADD YOUR TITLE
Dioda pada saat tidak dibias atau tidak diberi catudaya, maka masing-masing
lempengan semikonduktor bersifat netral yaitu jumlah muatan negatif dan positifnya
sama. Tetapi karena adanya sambungan maka beberapa elektron bebas menyebar
melalui sambungan dan ketika sebuah elektron bebas memasuki daerah p, maka ia akan
menjadi pembawa minoritas yang akan dikelilingi oleh hole dan elektron bebas akan
jatuh ke dalam hole yang menyebabkan hole menghilang dan elektron bebas menjadi
sebuah elektron valensi.
Akibatnya pada kedua sisi sambungan membentuk pasangan ion negatif dan ion
positif yang disebut dipole dan daerah dekat persambungan menjadi kosong yang
disebut daerah deplesi sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.2.

14. Apabila ada elektron bebas dalam lapisan deplesi,
maka medan listrik pada dipole akan berusaha
mendorong elektron kembali ke tempat asalnya. Medan
listrik pada dipole-dipole menghasilkan beda potensial
yang disebut hambatan potensial (barrier potential). Pada
suhu 25oC untuk dioda Ge 0,3 volt dan Si 0,7 Volt.

15. DIODA IDEAL
PENDEKATAN PERTAMA
02

16. ADD YOUR TITLE
Dioda dengan bias maju
(forward)
Dioda dengan bias mundur
(Reverse)
SIMBOL & STRUKTUR DIODA
(a) (b)

17. ADD YOUR TITLE
Dioda ideal jika dirangkai seperti Gambar (a) akan konduksi dengan baik
karena dioda dibias maju (forward) dan tidak konduksi untuk bias mundur
(reverse) jika dirangkai menurut Gambar (b), artinya dioda berfungsi
sebagai konduktor sempurna pada bias maju dan sebagai isolator pada bias
mundur. Sehingga dengan demikian dapat digunakan sebagai saklar
elektronik otomatis. Kurva dioda ideal memenuhi Gambar (c) , meskipun
dioda ideal yang sebenarnya tidak ada.
Jika digambarkan grafik karakteristik dioda ideal, maka pada bias maju
yaitu ketika diberi tegangan maju, maka arus langsung bergerak naik lurus
karena bersifat konduktor sempurna, sedangkan pada bias balik tidak ada
aliran arus listrik, berapapun besar tegangan yang diberikan sesuai dengan
Gambar (c).

18. ADD YOUR TITLE
KURVA DIODA
Kuadran kanan atas adalah grafik
dari representasi kondisi bias-
maju (forward-bias).
Kuadran kiri bawah
merepresentasikan kondisi bias-
mundur (reverse bias).
Dioda silikon terbias forward
setelah mendekati 0.7v dan dioda
germaium terbias forward setelah
mendekati 0.3v
I = Arus
V = Tegangan
(c)
Gambar (c) Grafik hubungan
tegangan dan arus pada dioda ideal

19. DIODA
PENDEKATAN KEDUA
03

20. ADD YOUR TITLE
Jika dioda dianggap tidak ideal, maka dalam analisisnya dapat
digunakan pendekatan kedua dengan memperhatikan pengaruh potensial
penghalang pada bias maju seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya.
Pada bias maju terjadi konduksi yang baik ketika tegangan sudah sampai
pada potensial penghalang yaitu 0,6–0,7 volt untuk dioda silikon dan 0,2 –
0,3 volt untuk dioda germanium. Tegangan dimana arus mulai naik secara
tajam pada bias maju dikatakan daerah potensial barrier atau tegangan
ambang (Vknee). Ketika tegangan bias maju dioda diperbesar lagi maka,
dalam kondisi normal tegangan dioda akan cenderung konstan hingga
sekitar 1,1 volt (tergantung data sheet dioda).

21. ADD YOUR TITLE
Pada bias balik hampir tidak ada arus sampai mencapai daerah
tegangan putus (breakdown voltage) atau daerah dadal. Namun
demikian arus kecil sampai mencapai tegangan breakdown, tetap ada
akibat arus jenuh, arus bocor permukaan dan arus transien. Besar arus
balik IF dinyatakan dalam satuan mikro atau nanoamper. Tengangan
pada bias mundur disebut juga tegangan puncak balik (peak inverse
voltage) yang nilainya untuk dioda penyearah mulai 50V, 100V, 200V
sampai pada kilovolt sesuai dengan spesifikasi dioda. Kurva dioda
dengan pendekatan kedua adalah sepeti Gambar (d).

22. ADD YOUR TITLE
Jika dioda diberikan tegangan
bias balik, maka hole dan elektron
akan bergerak keluar dari
sambungan dan meninggalkan ion +
dan negatif dibelakangnya, sehingga
lapisan deflesi menjadi lebih lebar.
Pada kondisi ini akan terjadi arus
yang sangat kecil yang disebabkan
oleh: pertama arus transien, kedua
arus pembawa minoritas atau arus
kejenuhan yang ditentukan oleh
besarnya tegangan balik, dan ketiga
arus permukaan bocor. Arus ini akan
naik ketika tegangan bias baliknya
naik.
Gambar (d) Kurva dioda Ge dan Si
dengan pendekatan kedua

23. DIODA
PENDEKATAN KETIGA
4
DIODA
PENDEKATAN KETIGA
4

24. ADD YOUR TITLE
DIODA PENDEKATAN KETIGA
Di dalam analisis rangkaian dioda memperhatikan pengaruh potensial barrier
dan resistor dalam dioda, maka digunakan analisis dengan aproksimasi ketiga.
Jadi pada bias maju akan terdapat drop tegangan akibat potensial barrier dan drop
tegangan oleh tahanan dalam dioda sesuai besar arus yang melewati dioda.
Resistor dalam dioda disebut resistor Bulk yaitu sebanding dengan
selisih potensial dan berbanding terbalik dengan selisih arusnya.
Resistor bulk selalu terhubung seri dengan dioda.

25. ADD YOUR TITLE
Rangkaian ekuivalen dioda memberikan tegangan ambang dioda dan
resistor RB (resistor bulk dioda)
Bias Maju dan Bias Mundur Dioda Semikonduktor
DIODA PENDEKATAN KETIGA

26. ADD YOUR TITLE
Rangkaian dioda bias maju dengan sumber dc
Tegangan yang melalui dioda yaitu:
VD = Vknee + ID RD
Resistor RD disebut dengan resistor bulk yang dapat dituliskan dengan RB yang
besarnya dapat ditentukan berdasarkan perbandingan perubahan tegangan pada
bias maju dioda dengan perubahan arus melalui dioda yang memenuhi persamaan
RB =
𝑉2−𝑉1
𝐼2−𝐼1
DIODA PENDEKATAN KETIGA

27. ADD YOUR TITLE
Dengan pendekatan ketiga ini grafik karakteristiknya memenuhi gambar dibawah
Kurva dioda Ge dan Si dengan Pendekatan Ketiga
Umumnya resistansi tahanan bulk lebih kecil dari 1 Ω, sehingga dapat
diabaikan pada analisis pendekatan ideal dan kedua.
DIODA PENDEKATAN KETIGA

28. Karakteristik volt amper
dari hubungan p-n (dioda)
5
Karakteristik volt amper
dari hubungan p-n (dioda)
5

29. ADD YOUR TITLE
Jika sebuah hubungan p-n diberikan sumber tegangan membentuk satu
rangkaian tertutup, maka dapat ditunjukkan arus total yang mengalir melalui
hubungan p-n memenuhi persamaan:
Io = arus jenuh balik
e = muatan satu elektron
k = konstanta Boltzman (1,38x 10-23 J/K)
T = Temperatur dalam Kelvin
h = konstanta yang tergantung pada bahan (Ge, ƞ= 1 dan untuk Si, ƞ= 2)
𝐼 = 𝐼𝑜 exp
𝑒𝑉
𝑛𝑘𝑇
− 1
Karakteristik volt amper dari hubungan p-n (dioda)

30. ADD YOUR TITLE
Aliran muatan pada suatu bahan atau peranti dapat juga dinyatakan dalam bentuk
hubungan rapat arus yaitu:
J = I x A
Sehingga persamaan tersebut juga memenuhi
𝐽 = 𝐽𝑜 exp
𝑒𝑉
𝑛𝑘𝑇
− 1
Karakteristik volt amper dari hubungan p-n (dioda)

31. ADD YOUR TITLE
Untuk bias maju tegangan V positif dan untuk bias balik tegangan V
negatif. Jika temperatur kamar mutlak (T = 300K), k = konstanta
Boltzman, maka diperoleh hubungan
𝐼 = 𝐼𝑜 exp
39𝑉
𝑛𝑘𝑇
− 1
Persamaan tersebut menunjukkan bahwa tegangan V mengacu pada penurunan
tegangan lewat hubungan (junction)
Karakteristik volt amper dari hubungan p-n (dioda)

32. ADD YOUR TITLE
Dioda memiliki resistansi yang disebut resistansi statis dan resistansi
dinamis.Resistansi statis dioda memenuhi
rdc =
𝑉
𝐼
Sedangkan resistansi dinamis dioda yaitu
rac =
𝑑𝑉
𝑑𝐼
Resistansi dc dioda mengalami perubahan tidak linier menurut hubungan V dan I.
resistansi dinamis bias maju pada suhu kamar yaitu :
rac =
𝑦2
𝐼
rdc = resistansi statis (ohm)
rac = resistansi dinamis (ohm)
I = arus (miliamper)
𝑦 = konstanta (1 untuk Ge dan 2 untuk Si)
Keterangan:
RESISTANSI DIODA

33. Dioda
Surface Maount
(SM)
6
Dioda
Surface Maount
(SM)
6

34. ADD YOUR TITLE
Teknik Surface Mount (SM) yang mempunyai keunggulan:
 Ukuran lebih kecil
 Efisien
 Relatif mudah untuk diganti.
Ciri-ciri Dioda ini bentuknya persegi dan lebih tipis, memiliki dua pin berbentuk L dan
pita berwarna pada salah satu ujung perantinya sebagai tanda katoda dan ujung
satunya merupakan anoda. Ukuran dioda SM ditentukan oleh luas permukaannya.
Semakin besar luas permukaannya, semakin tinggi tingkatan arusnya.
DIODA SURFACE MAOUNT (SM)

35. ADD YOUR TITLE
Salah satu perusahaan yang memproduksi dioda SM yaitu Kingtronics dengan
jenis dioda penyearah M7 mempunyai spesifikasi lebih unggul dibanding jenis
dioda penyearah M1, M2, M3, M4, M5 dan M6.
DIODA SURFACE MAOUNT (SM)

36. ADD YOUR TITLE
DIODA SURFACE MAOUNT (SM)
Dengan adanya Teknologi SMT, peralatan atau gadget Elektronik (seperti handphone,
kamera saku, komputer) saat ini sudah dapat didesain dengan ukuran yang lebih
kecil, hal ini dikarenakan mesin SMT memiliki kemampuan yang dapat
memasangkan peranti chip (peranti SMD) yang berukuran sangat kecil hingga 0,4 mm ×
0,2 mm dengan kecepatan produksi yang sangat tinggi mencapai 136.000
peranti perjam atau sekitar 2.266 peranti permenitnya.
Surface Mount Technology yang disingkat dengan
sebutan SMT adalah teknologi terkini yang
digunakan untuk memasangkan peranti elektronika
kepermukaan PCB. Peranti elektronika yang dapat
dipasangkan oleh Mesin SMT adalah peranti
khusus seperti peranti dioda Surface Mount Device
(SMD).

37. ADD YOUR TITLE
DIODA SURFACE MAOUNT (SM)

38. ADD YOUR TITLE
DIODA SURFACE MAOUNT (SM)
Terdapat 3 jenis konfigurasi dalam produksi SMT,
diantaranya adalah proses SMT yang memakai perekatan
adhesive (bonding), proses SMT yang memakai
perekatan solder paste serta proses SMT gabungan.
Konfigurasinya mengikuti flow dari ketiga jenis konfigurasi
produksi SMT.

39. Pembacaan Data Sheet Dioda
7
Pembacaan Data Sheet Dioda
7

40. ADD YOUR TITLE
PEMBACAAN DATA SHEET DIODA
Data sheet adalah Lembar data speksifikasi peranti dari pabrik yang
memproduksi perantinya.
Pada diode Penyearah, variable
yang perlu di perhartikan yaitu :
- Besaran tegangan
breakdown pada bias balik
- Arus balik maksimum
- Arus maju maksimum
- Jatuh tegangan maju
Pada diode Penyearah memiliki
Batasan tegangan pada bias balik yaitu :
- Vrrm
- Vrms
- Vr

41. ADD YOUR TITLE
PEMBACAAN DATA SHEET DIODA

42. GARIS BEBAN PADA
RANGKAIAN DIODA
10
GARIS BEBAN PADA
RANGKAIAN DIODA
10

43. ADD YOUR TITLE
Garis beban dioda digunakan untuk menentukan nilai arus dan
tegangan yang tepat bagi dioda.
Garis Beban Pada Rangkaian Dioda
Garis Beban ditentukan melalui sebuah grafik antara tegangan
dioda dam arus dioda pada suatu rangkaian tertutup terdiri atas sumber
catu DC, Resistor dan Dioda
𝐼𝐷 =
𝑉𝑆 − 𝑉𝐷
𝑅𝑆
PERSAMAAN
Melalui Persamaan tersebut, garis
beban dapat ditentukan dengan
mencari titik arus maksimum pada
sumbu arus untuk tegangan dioda
nol volt. Kemudian mencari titik
sumbu tegangan dioda untuk arus
nol mA. Maka di perolehlah garis
beban

44. THANKS
THANKS
THANKS
THANKS