Dokumen tersebut membahas tentang dasar-dasar rangkaian dioda, termasuk definisi dioda, kerja dioda pada kondisi forward dan reverse bias, rangkaian ekivalen dioda, rangkaian pemotong/penguting, clamping, serta pengali tegangan menggunakan dioda dan kapasitor.

1. TUGAS KELOMPOK 5
Materi :
Dasar Rangkaian Dioda
Oleh :
1. Galih Putra Munggaran
2. Risna Andriani
3. Nina Susanti
STT NUSA PUTRA SUKABUMI
Teknik Elektro

2. TEORI DASAR DIODA
Dioda adalah komponen elektronika yang tersusun dari
bahan semikonduktor tipe-P dan tipe-N sehingga mempunyai
sifat dari bahan semikonduktor.
Apabila dioda mendapat sumber tegangan luar dimana sisi-P
mendapat polaritas positip (+) dan sisi-N mendapat polaritas
negatip (-) yang dinamakan arah maju (forward bias) maka
akan mengalir arus pada dioda.
Apabila sisi-P mendapat polaritas negatip (-) dan sisi-N
mendapat polaritas positip (+) yang dinamakan arah balik
(reverse bias) maka tidak ada arus yang mengalir pada dioda.

3. apabila dioda dianggap
ideal yaitu tidak ada
tegangan drop (melintas)
pada dioda dan tidak
mempunyai resistansi
dalam. Sisi-P dari dioda
dinamakan Anoda (A) dan
sisi-N dinamakan Katoda
(K).

4. Rangkaian Ekivalen
Dioda
Rangkaian ekivalen model 1. Pada model ini dioda seperti
rangkaian saklar saja yaitu jika arah maju (forward bias)
maka seperti saklar yang nyambung sedangkan jika arah
balik (reverse bias) seperti saklar yang terbuka.
Rangkaian ekivalen model 2. Pada model ini dioda seperti
saklar yang seri dengan sumber tegangan sebesar Vb.
Apabila sumber tegangan luar pada arah maju (forward bias)
lebih besar dari Vb maka saklar akan sambung dan arus
mengalir tetapi apabila tegangan luar lebih kecil dari Vb
maka saklar terbuka dan tidak ada arus mengalir melewati
dioda.

5. Rangkaian ekivalen model 3. Pada model ini dioda
seperti saklar yang seri dengan sumber tegangan
sebesar Vb dan seri dengan resistansi dalam dari
dioda sebesar rd. Prinsip kerjanya seperti model 2.

6. Gambar. model 1 Gambar. model 2

7. Gambar. rangkaian
ekivalensinya
Gambar. Dioda ideal dalam arah
balik (reverse bias)

8. Aliran arus pada dioda persambungan p-n biasanya
berbasis pada analisa gradient kepadatan pembawa
muatan minoritas pada sisi daerah transisi.
 Arus pada dioda terdiri dari komponen injeksi Ii yang
sensitip terhadap potensial persambungan dan komponen
saturasi balik (reverse) Is yang tidak terpengaruh
potensial persambungan. Pada temperature T, arus injeksi
Ii mempunyai bentuk Ae= Qv/Kt dan arus saturasi balik
(reverse) sebesar Is yang negatip dan konstan.

9. 9
Pada mode kerja maju (forward) maka pada anoda
mendapat sumber tegangan (+) dan pada katoda
mendapat sumber tegangan(-) sehingga begitu ada
kenaikan tegangan sedikit saja apalagi jika diatas
tegangan dalam dioda maka arus yang lewat dioda
berubah sangat besar.
Pada mode kerja balik (reverse) anoda mendapat
tegangan (-) dan pada katoda mendapat tegangan (+)
maka arus yang lewat kecil sekali.

10. Apabila tegangan diperbesar arus yang lewat masih
kecil dan apabila diperbesar terus sampai titik
tegangan breakdown (Vb) maka arus sangat besar dan
dioda menjadi rusak.
 Dioda mempunyai tegangan balik maksimum yang
dinamakan sebagai PIV (peak inverse voltage).
Apabila terjadi kesalahan pemasangan jika tegangan
yang melintas dioda masih lebih kecil dari PIV maka
dioda tidak mengalami kerusakan.

11. Garis Beban (Load Line) Dioda
Pembuatan garis-beban memungkinkan dilakukannya
analisis terhadap rangkaian-rangkaian yang lebih
kompleks dari sekedar dioda p-n.
Rangkaian sederhana dari dioda terdiri dari rangkaian
seri dari sumber tegangan (Vs), tahanan pembatas arus
(Rs) dan dioda pada arah maju (forward bias)
Apabila tegangan dalam (built in) atau tegangan drop
dioda sebesar V maka persamaan arusnya adalah I=Vs
−v/Rs

12. Persamaan ini apabila
digambar pada grafik
karakteristik arus-
tegangan dari dioda
maka akan didapat garis
lurus yang dinamakan
garis beban dan titik
potong dengan
karakteristik dioda maka
didapat titik operasi (Q).

13. Contoh: Diketahui Vs= 5 V, Rs =200 ohm. Berapa
arusnya?
Persamaan arus atau garis bebannya adalah
I=Vs−V/Rs = atau I= 5-V/200 Apabila V=0, maka
I=5-0/200= 25 mA, arus ini di namakan arus jenuh
(saturasi)
Titik potong ini terletak pada titik A yaitu (0 V, 25
mA) dan titik A dinamakan titik saturasi (jenuh).
Apabila V = 5 volt maka didapat arus I =5-
5/200=0mA

14. Titik potong ini dinamakan titik cutoff yang terletak
di B yaitu (5 V, 0 mA).
Tegangan potong (cutoff) yaitu tegangan yang
menyebabkan arusnya sama dengan nol.

15. Rangkaian
Pemotong/Penggunting (Clippier)
Dioda
Rangkaian pemotong (clipper) adalah rangkaian yang
tegangan sinyal output sama (proporsional) dengan
tegangan sinyal input dan akan dipotong pada nilai
tertentu.
 Rangkaian pemotong terdiri dari pemotong positip,
pemotong negatip dan pemotong positip-negatip.
Rangkaian pada gambar 2.8. dinamakan rangkaian
pemotong positip (positip clipper) karena tegangan
sinyal input positipnya yang dipotong.

16. Apabila ada tegangan drop pada dioda sebesar Vb
maka apabila Vi > Vb maka tegangan sinyal output
sama dengan Vb sedangkan yang lainnya tegangan
output (Vo) sama dengan tegangan input (Vi) seperti
pada gambar (b).
Jika dioda dianggap ideal maka tegangan output
seperti pada gambar (c).

17. Gambar. Rangkaian pemotong
positip (positip clipper)
(b). Sinyal output (V0) apabila
tegangan drop dioda = Vb
(a). Sinyal input Vi

18. (c). Sinyal output (V0) apabila
dioda sama dengan ideal

19. Rangkaian pemotong negatip (negatip clipper)
dimana pada gambar (b) untuk dioda praktis yaitu
adanya tegangan drop pada dioda sebesar Vb untuk
Vi < -Vb maka tegangan output dipotong pada Vo =
-Vb dan gambar (c) untuk dioda ideal apabila Vi
negatip maka Vo = 0.

20. Gambar. Rangkaian pemotong negatip (negatip clipper)
(a). Sinyal input Vi (b). Sinyal output (V0) apabila
tegangan drop dioda = Vb

21. (c). Sinyal output (V0) apabila
dioda sama dengan ideal

22. Gambar. Rangkaian pemotong positip dan negatip
(a). Sinyal input Vi
(b). Sinyal output (V0) apabila
tegangan drop dioda = Vb

23. Rangkaian Pemotong (Clipper) tipe Seri
Rangkaian pemotong (clipper) tipe seri adalah
rangkaian dengan sumber sinyal langsung masuk ke
dioda.
 Rangkaian clipper tipe seri dan hubungan antara
masukan (input) dan luaran (output) seperti pada
gambar 2.14. sampai 2.19.

24. Rangkaian negatip clipper
(a). Sinyal input (Vi) (b). Sinyal output (V0) apabila
dioda ideal

25. Rangkaian positip clipper
(a). Sinyal input (Vi)
(b). Sinyal output (V0) apabila
dioda ideal

26. Rangkaian Clamping
Rangkaian clamping adalah rangkaian yang terdiri
dari kapasitor dan dioda yang berfungsi
untukmenggeser sinyal masukan ke sisi positip atau
ke sisi negatip tanpa merubah bentuk sinyal.
Rangkaian negatip clamping yaitu sinyal masukan
(input) digeser ke sisi negatip tanpa merubah bentuk
gelombang, tegangan maksimum menjadi nol.
Rangkaian positip clamping yaitu sinyal masukan
digeser ke sisi positip, tegangan minimum digeser
menjadi nol.

27. Rangkaian negatip clamping
(a). Sinyal input (Vi) (b). Sinyal output (V0)
apabila dioda ideal

28. Rangkaian positip clamping
(a). Sinyal input (Vi) (b). Sinyal output (V0)
apabila dioda ideal Vi=V0-Vm

29. Rangkaian Pengali Dua Tegangan
(Voltage Doubler)
Adalah tegangan bolak-
balik dengan frekuensi
tertentu dan amplitudo
sebesar Vm dapat
dilipatkan nilai
amplitudonya menjadi
2.Vm dengan
menggunakan dioda dan
kapasitor yang disusun
seperti pada gambar di
samping.

30. Prinsip kerja dari pengali dua tegangan
(voltage doubler)
Arah arus rangkaian pengali dua
tegangan setengah gelombang positip
 1. Apabila gelombang yang masuk
polaritasnya positip (yaitu antara 0
- π ) maka dioda D1 pada mode arah
maju (forward bias) yaitu anoda
mendapat positip dan katoda
mendapat negatip sehingga dioda
seperti saklar yang nyambung
(close).
 Dioda D2 pada mode arah balik
(reverse bias) sehingga kapasitor C1
diisi muatan (charge) dengan
polaritas positip di sisi kiri dan
polaritas negatip di sisi kanan
sampai sama dengan Vm.

31. Arah arus rangkaian pengali dua
tegangan setengah gelombang negatip
2. Apabila gelombang yang masuk
polaritasnya negatip (yaitu antara π −
2π ) maka dioda D1 pada mode arah
balik (reverse bias) yaitu anoda
mendapat negatip dan katoda
mendapat positip sehingga dioda
seperti saklar yang terbuka (open)
dioda D2 pada mode arah maju
(forward bias) sehingga kapasitor C2
diisi muatan (charge) dengan polaritas
positip pada sisi bawah dan polaritas
negatip pada posisi atas sampai sama
dengan 2.Vm karena kapasitor C1
membuang muatan (discharge)
sehingga tegangan pada kapasitor C1
seri dengan tegangan pada sekunder
trafo (Vm+Vm)

32. Rangkaian Pengali Tiga Tegangan (Voltage
Tripler)
Rangkaian dari pengali tiga tegangan adalah sama seperti
pengali dua tegangan ditambah satu dioda D3 dan satu
kapasitor C3.
Prinsip kerja pengali tiga tegangan sama seperti pengali dua
tegangan yaitu untuk setengah gelombang berikutnya
(setengah periode ke tiga) maka D3 pada mode arah maju dan
tegangan sekunder trafo (amplitudonya Vm) seri dengan
tegangan kapasitor C2 (sebesar 2.Vm) dan kapasitor C2
membuang muatannya (discharge) sehingga mengisi kapasitor
C1 sebesar Vm dan mengisi kapasitor C3 sebesar 2.Vm.
Tegangan seri dari C1 dan C2 sama dengan 3.Vm dimana
polaritas positipnya pada ujung kiri C1 dan polaritas negatipnya
pada ujung kanan C2.

33. Rangkaian pengali empat tegangan
(Voltage Quadrapler)
Rangkaian pengali empat tegangan yaitu sama
dengan pengali tiga dengan menambah dioda D4 dan
kapasitor C4 sehingga pada setengah gelombang
keempat dioda D4 arah maju dan C4 diisi muatan
(charge) sampai amplitudonya sama dengan 2.Vm.
Besar tegangan dari ujung kiri kapasitor C2 (positip)
dan ujung kanan C4 (negatip) sama dengan 4.Vm

34. Rangkaian pengali tiga
tegangan (Voltage Tripler Rangkaian pengali empat tegangan
(Voltage Quadrapler)

35. Latihan soal
1. Jelaskan [engertian dasar rangkaian dioda?
2. Jelaskan rangkaian ekivalen dari dioda?
3. Jelaskan perbedaan antara reserve bias dan forward
bias?
4. Jelaskan rangkaian pemotong atau penguting pada
dioda?
5. Jelaskan perbedaan rangkaian pemotong positif dan
rangkaian pemotong negatif?
6. Jelaskan rangkaian clamping pada dioda?
7. Jelakan perbedaan rangkaian pengali dua, tiga, empat
tegangan?