2. DIODA IDEAL: Karakteristik arus – tegangan
Keadaan “Reverse Biased” Keadaan “Forward Biased”
Arus mengalir hanya dalam satu arah
3. Penggunaan Dioda
Dalam menggunakan dioda, diperlukan rangkaian
untuk membatasi arus pada dioda pd saat “forward-
biased”
4. Aplikasi sederhana dari dioda: Penyearah (Rectifier)
Rangkaian terdiri dari sebuah dioda dan sebuah resistor
Menggunakan sifat karakteristik i-v dioda ideal yg non-
linier
Input vI berbentuk sinusoidal
5. Selama setengah gelombang positif dari sinyal masukan, dioda dalam
keadaan forward biased
Selama setengah gelombang negatif dari sinyal masukan, dioda tidak
terhubung (reverse biased).
9. Latihan
Sebuah rangkaian untuk mengisi sebuah batere 12 V.
Jika vs adalah sebuah gelombang sinusoida yang
mempunyai amplitudo 24 V, carilah bagian dari setiap
perioda dimana dioda terkonduksi.
Hitung juga harga puncak arus dioda dan harga
maksimum tegangan balik yang muncul pada terminal
dioda
10. Latihan
Dioda terkonduksi ketika vs melebihi 12 V
Sudut konduksi = 2ϴ, dimana:
24 cos ϴ = 12 → cos ϴ = 0.5
Jadi ϴ = 60° dan 2ϴ = 120° maka konduksi terjadi selama
sepertiga perioda
Harga puncak arus dioda:
Harga tegangan balik yang muncul pada terminal dioda terjadi
pada saat vs mencapai harga puncak negatif dan sama dengan
24 +12 = 36 V
A
12
,
0
100
12
24
=
−
=
d
I
12. Asumsikan dioda adalah dioda ideal, carilah harga I dan V pada titik
B dari rangkaian ini.
Persoalan utama dari rangkaian ini, kita tidak mengetahui apakah
dioda D1 atau D2 dalam kondisi forward atau reverse biased?
Latihan
13. Lihat rangkaian pertama, asumsikan bahwa D1 dan D2
dalam keadaan forward-biased.
Latihan
Dalam keadaan forward biased, VB = 0 dan V =
0, maka arus melalui D2:
2
10 0
1 mA
10
D
I
k
−
= =
Ω
Persamaan simpul pada B:
( )
0 10
1
5
I mA
k
− −
+ =
Ω
Jadi I = 1 mA dan V = 0V, asumsi ternyata benar.
14. Lihat rangkaian kedua, asumsikan bahwa D1 dan D2
dalam keadaan forward-biased.
Latihan
Dalam keadaan forward biased, VB = 0 dan V =
0, maka arus melalui D2:
2
10 0
2 mA
5
D
I
k
−
= =
Ω
Persamaan simpul pada B:
( )
0 10
2
10
I mA
k
− −
+ =
Ω
Jadi I = -1 mA dan V = 0V, asumsi ternyata salah.
15. Karena asumsikan bahwa D1 dan D2 dalam keadaan forward-
biased salah dan dari hasil perhitungan I = -1mA maka asumsi
dibuat D1 “off” dan D2 “on”
Latihan
Arus melalui D2:
Dan tegangan di simpul pada B:
VB = −10 + 10kΩ X 1,33 mA= +3,3 V
( )
2
10 10
1,33 mA
15
D
I
k
− −
= =
Ω
17. Latihan
Tentukan arus dan tegangan rangkaian-rangkaian berikut
5 0
2
2.5
0
I mA
k
V
−
= =
=
0, 5
I V
= =
Dioda: Forward-biased Dioda: Reverse-biased
18. Latihan
Tentukan arus dan tegangan rangkaian-rangkaian berikut
Dioda: Reverse-biased
0
5
I
V V
=
=
0 ( 5)
2
2.5
0
I mA
k
V
− −
= =
=
Dioda: Forward-biased
19. Latihan
Tentukan arus dan tegangan rangkaian-rangkaian berikut
3 0
3
1
3
I mA
k
V V
−
= =
=
5 1
4
1
1
I mA
k
V V
−
= =
=
20. Latihan 4.5
Berikut ini rangkaian
voltmeter ac memanfaatkan
moving coil dengan arus
rata-rata maksimum 1mA.
Resistansi moving coil 50Ω.
Tentukan resistansi R agar
volt meter membaca nilai
maksimum saat tegangan
input 20Vpp
21. Latihan 4.5
Berikut ini rangkaian
voltmeter ac memanfaatkan
moving coil dengan arus
rata-rata maksimum 1mA.
Resistansi moving coil 50Ω.
Tentukan resistansi R agar
volt meter membaca nilai
maksimum saat tegangan
input 20Vpp
10
10
50
1
50
10
50 3133.09...
I
R
mA
R
R k
π
π
π
=
+
=
+
= − = Ω
22. Dioda Riil
Karakteristik terminal dari
dioda
Kurva karakteristik terbagi
dalam tiga daerah:
daerah forward-bias,
ditentukan oleh v > 0
daerah reverse-bias,
ditentukan oleh v < 0
daerah breakdown,
ditentukan oleh v < -VZK
≈ 10nA
≈ 0.7V
≈ -30V → -300V
24. Persamaan Arus Tegangan
Forward Bias
(Persamaan Shockley)
Pendekatan
v tegangan dioda
i arus dioda
IS arus saturasi
VT tegangan termal
k konstanta Boltzman
1.38 x 10-23 joule/kelvin
T temperatur mutlak (Kelvin)
q muatan elektron
1.6 x 10-19 coulomb
( )
1
/
−
= T
V
v
S e
I
i
q
kT
VT =
T
D V
v
S
D e
I
i /
≅
1
/ >>
T
V
v
S
D
T
D
I
i
V
v ln
=
25. IS disebut juga arus skala yang berbanding lurus
dengan luas permukaan ‘junction’ dari sebuah dioda.
Arus ini merupakan fungsi dari suhu.
IS berlipat dua setiap kenaikan suhu 5°C.
Pada suhu kamar, harga VT adalah 25,3 mV.
Persamaan Arus Tegangan
26. Sifat Fungsi Temperatur
Tegangan vs arus maju
T
V
V
S e
I
I /
1
1
=
T
V
V
S e
I
I /
2
2
=
( ) T
V
V
V
e
I
I /
1
2 1
2 −
=
1
2
1
2 ln
I
I
V
V
V T
=
−
1
2
1
2 log
3
,
2
I
I
V
V
V T
=
−
Persamaan diatas menunjukkan bahwa untuk perubahan arus 10 kali,
penurunan tegangan pada dioda akan berubah sebesar 2,3nVT yang kira-kira
sama dengan 60 mV.
Untuk arus dioda yang tetap, penurunan
tegangan pada dioda menurun kira-kira 2
mV untuk setiap kenaikan suhu 1°C.
27. Latihan
Bila VO=1,5V pada 20oC
berapa V untuk 40oC
dan 0oC
40
3
/
40
20
3
/
5
,
1
20
3
/
20
dan
T
V
O
V
T
V
T
V
O
V
e
I
I
e
I
e
I
I S
S
S =
=
=
q
kT
V A
TA =
A
B
TA
B
TB
T
T
V
q
kT
V =
=
q
k
T
V
A
TA
=
40
40
20
3
/
3
/
5
,
1
T
O
T V
V
V
= V
V
V
V
T
T
O 602
,
1
293
313
5
,
1
5
,
1
20
40
40 =
×
=
=
V
V
V
V
T
T
O 398
,
1
293
273
5
,
1
5
,
1
20
0
0 =
×
=
=
28. Pada gambar terlihat, pada
daerah forward bias, arus
sangat kecil untuk tegangan
lebih kecil dari 0,5 V. Harga ini
disebut tegangan cut-in.
Agar dioda benar-benar
terhubung, penurunan
tegangan pada dioda antara
0,6 V – 0,8 V. Umumnya
penurunan tegangan pada
dioda kira-kira 0,7 V.
29. Daerah reverse bias
Jika v negatif dan harganya beberapa kali lebih besar dari
VT (25 mV), arus dioda menjadi:
i ≈ -IS
Pada kenyataannya besarnya arus pada daerah reverse
bias jauh lebih besar dari arus jenuh.
Jika sebuah dioda mempunyai arus jenuh pada orde
antara 10-15 A ↔ 10-14 A, arus balik pada orde 1 nA. Arus
inipun meningkat dengan meningkatnya tegangan balik.
Sebagian besar dari arus balik ini karena efek kebocoran.
Arus kebocoran berbanding lurus dengan luas junction.
Arus menjadi dua kali pada setiap kenaikan suhu 10°C.
31. Latihan
Bila V=1V pada 20oC berapa
V untuk 40oC dan 0oC
6
1
10
1
D s
s
i I
I A
M
−
≈
= =
20 40 ,2 10
4 4 , 4
s s s
per
I I I A V V
µ
° → ° × °
→ ⇒
= =
20 0 ,2 10
1
0.25 , 0.25
4
s s s
per
I I I A V V
µ
° → ° × °
→ ⇒
= =
32. Daerah breakdown
Dioda memasuki daerah
breakdown, jika besaran
tegangan balik melebihi
tegangan ambang dari sebuah
dioda, yang disebut tegangan
breakdown, VZK.
Pada daerah breakdown, arus
balik meningkat secara cepat
dengan perubahan tegangan
yang sangat kecil.
Tegangan breakdown tidak merusak dioda, jika daya disipasi
dibatasi pada level aman oleh rangkaian luar.
Hubungan arus – tegangan pada daerah breakdown hampir
merupakan garis vertikal. Karakteristik ini dapat dipakai dalam
pengatur tegangan.
34. Model Eksponensial (Matematis)
Paling akurat
Persamaan implisit
2 unknown, 2 persamaan
Lakukan iterasi numerik
T
D V
V
S
D e
I
I /
=
R
V
V
I D
DD
D
−
=
35. Catatan Model Eksponensial
Persamaan arus yang dimiliki
Alternatif untuk iterasi
Alternatif 1
Alternatif 2
Alternatif 2 ini cenderung tidak konvergen karena
menggunakan fungsi eksponensial
T
D V
V
S
D e
I
I /
=
R
V
V
I D
DD
D
−
=
R
V
V
I D
DD
D
−
=
S
D
T
D
I
I
V
V ln
=
T
D V
V
S
D e
I
I /
= D
DD
D RI
V
V −
=
36. Model Eksponensial
VDD = 5V
R = 1kΩ
IS = 10-15A
VT = 25mV
Iterasi VD (V) ID (mA)
1 2,5 (tebak) 0,0025
2 0,713683 0,004286
3 0,727161 0,004273
4 0,727082 0,004273
R
V
V
I D
DD
D
−
=
S
D
T
D
I
I
V
V ln
=
37. Model Grafis
Gunakan kurva untuk kedua peramaan arus dioda dan cari titik
temunya
R
V
V
I D
DD
D
−
=
T
D V
V
S
D e
I
I /
=
40. Untuk rangkaian pada contoh, jika diselesaikan
dengan menggunakan model penurunan tegangan
tetap, akan diperoleh:
0,7
0,7
5 0,7
4,3 mA
1
D
DD
D
D
V V
V
I
R
I
=
−
=
−
= =
Contoh
41. Contoh
Model dioda ideal
Untuk aplikasi yang melibatkan tegangan jauh lebih
besar dari penurunan tegangan dioda (0,6 – 0,8 V),
dapat digunakan model dioda ideal. Untuk contoh
yang sama akan diperoleh:
0
0
5 mA
D
DD
D
V V
V
I
R
=
−
= =
42. Latihan
Bila tiap dioda pada
rangkaian mempunyai
tegangan drop 0,7V saat
arus 1mA, tentukan R yang
memberikan tegangan
output 2,4V
43. Latihan 4.11
Tegangan output 2,4V,
tegangan dioda 0,8V
Arus dioda
Resistansi
( ) T
V
V
V
e
I
I /
1
2
1
2 −
=
( )
mA
e
I 6
,
54
1 025
,
0
/
7
,
0
8
,
0
2 =
×
= −
Ω
=
=
−
= 139
546
,
0
6
,
7
4
,
2
10
2
I
R
44. Model Sinyal Kecil
Fungsi arus-tegangan dioda
adalah eksponensial.
Bila tegangan dioda
mempunyai nilai DC tertentu
dan ac yang kecil, maka
perubahan arus dapat
didekati dengan fungsi linier
T
D V
v
S
D e
I
i /
=
45. Penurunan Model Kecil
d
D
D v
V
v +
=
dengan
( ) T
d
T
D
T
d
D V
v
V
V
S
V
v
V
S
D e
e
I
e
I
i /
/
/
=
= +
T
d V
v
D
D e
I
i /
=
...
!
2
!
1
1
2
+
+
+
=
x
x
ex
x
ex
+
≈1 1
1
utk <<
<<
− x
T
d
nV
v
V
v
e T
d
+
≈1
/
T
d
T V
v
V <<
<<
−
utk
d
T
D
D
d
T
D
D v
V
I
I
v
V
I
i +
=
+
=
1
1
d
D
D i
I
i +
=
d
d
d
r
v
i =
D
T
d
I
V
r =
dimana
T
D V
v
S
D e
I
i /
=
46. Model Ekivalen Sinyal Kecil
Dari penurunan untuk sinyal
lengkap dengan ac kecil
Sinyal lengkap baik tegangan
maupun arus tampak
sebagai superposisi sinyal DC
dan ac
d
D
D v
V
v +
=
d
D
D i
I
i +
=
T
d V
v
D
D e
I
i /
=
d
d
d
r
v
i =
D
D I
i
D
D
D
T
d
v
i
I
V
r
=
∂
∂
=
=
1
dimana
47. Contoh 4.5
Rangkaian berikut
mendapat tegangan V+ DC
10V ditambah ripple ac
sinusoid 1Vp 60Hz.
Resistansi yang digunakan
10kΩ dan dioda
mempunyai tegangan 0,7V
saat arus 1mA.
Tentukan tegangan ripple
pada dioda.
1V
10V
V+
t
48. Contoh 4.5
Analisis DC (ac=0)
Anggap VD=0,7V, maka
arus DC
Arus medekati 1mA, asumsi
dapat dianggap benar
Karakteristik sinyal kecil
Analisis ac (DC=0)
dioda digantikan rangkaian
ekivalen resistor
Tegangan ripple dioda
mA
k
ID 93
,
0
10
7
,
0
10
=
−
=
Ω
=
=
= 9
,
26
93
,
0
25
m
m
I
V
r
D
T
d
mV
v
k
R
r
r
V
v
peak
d
d
d
s
peak
d
68
,
2
1
9
,
26
9
,
26
1
)
(
)
(
=
+
=
+
=
49. Pengatur tegangan adalah sebuah rangkaian yang
tujuannya adalah menyediakan tegangan dc yang
konstan pada terminal keluarannya,walaupun:
1. Adanya perubahan arus yang diambil dari terminal
keluaran pengatur tegangan.
2. Adanya perubahan catu daya dc pada rangkaian pengatur
tegangan.
Penggunaan dioda untuk mengatur tegangan
50. Contoh 4.6
Rangkaian berikut mendapat
input tegangan 10V
dengan ripple 10% (=1V)
Hitung perubahan tegangan
output vO tanpa dan dengan
beban
51. Contoh 4.6
1. Analisis sinyal DC 2. Mencari model
rangkaian ac
V
VD 7
,
0
=
V
V
V D
O 1
,
2
3
3 ×
=
=
mA
I
k
I
R
V
V
I
D
D
O
S
D
9
,
7
1
1
,
2
10
=
−
=
−
=
Ω
=
=
=
2
,
3
9
,
7
25
d
d
D
T
d
r
m
m
r
I
V
r
Ω
=
×
=
=
=
6
,
9
2
,
3
3
3
r
r
r
r
I
V
r
d
D
T
d
52. Contoh 4.6
3. Analisis hanya ac
Tegangan ripple output
merupakan hasil rangkaian
pembagi resistor dan
resistansi dioda
9,6
2 19
9,6 1
O pp
v mV
k
∆
= =
+
10 1
I
v V
= ±
2,1
O
V V
=
2,1 9,5
O
v mV
= ±
19 9,5
o O pp p
V v mV mV
=
∆ = =
9,5
o p
V mV
=
4. Analisis tegangan output
keseluruhan
(superposisi)
O
r
v V
r R
∆ =
∆
+
53. Contoh 4.6
Dengan beban 1kΩ, arus
mengalir pada beban
Arus berkurang pada
dioda
Penurunan tegangan pada
dioda
mA
k
R
V
I O
L 1
,
2
1
1
,
2
=
=
= L
D I
i =
∆
mV
v
m
v
rI
v
O
O
L
O
20
1
,
2
6
,
9
−
=
∆
×
−
=
∆
−
=
∆
54. Latihan 4.14
Diinginkan VO=3V saat
IL=0, dan vO berubah 20mV
per 1mA arus beban
Tentukan resistansi R , arus
saturasi IS tiap dioda hasil
desain.
Gunakan model
eksponensial untuk
menentukan perubahan vO
aktual desain yang
diperoleh.
55. Latihan 4.14
Dari rangkaian tanpa
beban
Perilaku sinyal kecil
0
=
L
I V
VO 3
=
R
R
V
V
I O
S
D
3
15−
=
−
=
Ω
=
= k
m
R 4
,
2
5
12
V
V
V O
D 75
,
0
4
3
4
=
=
=
d
d
d
o i
r
v
v 4
4 =
=
Ω
=
×
=
= 5
1
4
20
4 m
m
i
v
r
d
o
d
D
T
d
I
V
r =
d
T
D
r
V
I =
mA
m
ID 5
5
25
=
=
56. Latihan 4.14
Perilaku Arus-tegangan Dioda
T
D V
v
S
D e
I
i /
=
T
D
D V
v
I
S e
I /
ln −
=
025
,
0
/
75
,
0
10
5
ln 3
−
⋅ −
= e
IS
A
IS
16
10
68
,
4 −
×
=
57. Latihan 4.14
Dari persamaan
tegangan resistor
Dari persamaan arus
dioda
Iterasi
( )
k
v
i
k
m
ki
v
R
i
i
V
v
O
D
D
O
L
D
DD
O
4
,
2
6
,
12
4
,
2
1
4
,
2
15
−
=
×
−
−
=
+
−
=
×
=
×
=
=
−
−
16
10
16
/
4
10
68
,
4
ln
10
1
10
68
,
4
D
O
v
V
v
S
D
i
v
e
e
I
i O
T
O
Iterasi VO(V) ID(mA)
1 3 4
2 2,9772 4,009
3 2,9775 4,009
58. Dioda Zener
Digunakan sebagai referensi
tegangan pada tegangan
breakdown
simbol
Kurva iv tegangan mundur
59. Daerah Kerja Zener
Hubungan arus-tegangan
mendekati perubahan linier
dibawah batas –VZK dan –IZK
Pada daerah tersebut
Batas pemakaian adalah
daya
Pemakaian pilih di antara
batas di atas
I
r
V Z ∆
=
∆
VI
P =
max
60. Pemodelan Zener
Dari daerah kerja
dilakukan ekstra polasi
linier untuk menentukan
VZ0 dan titik kerja Q di
antara kedua batas
Hubungan tegangan arus
di daerah ini
Z
Z
Z
Z I
r
V
V +
= 0
61. Rangkaian Pengganti
Untuk daerah kerja, zener
dapat dimodelkan dalam
rangkaian berikut
Kurva arus tegangan
0,7
0
-VZ0
Slope 1/rz
v
i
62. Contoh 4.7 Regulator Zener
Zener 6V8, VZ=6,8V pada
IZ=5mA, rz=20Ω, dan
IZK=0,2mA. Catu tegangan
V+=10V, ripple 1V
Hitung:
(a) VO
(b) ∆VO/∆V+ regulasi jala-jala
(c) ∆VO untuk beban 1mA
dan ∆VO/∆IL
(d) ∆VO untuk RL=2kΩ
(e) VO untuk RL=0,5kΩ
(f) RL minimum agar fungsi
zener tetap diperoleh
63. Latihan 4.7
Tanpa beban
z
Z
Z
r
R
V
V
I
I
+
−
=
=
+
0
mA
I
k
k
I
Z
Z
35
,
6
02
,
0
5
,
0
7
,
6
10
=
+
−
=
z
Z
Z
O r
I
V
V +
= 0
V
V
V
O
O
83
,
6
02
,
0
35
,
6
7
,
6
=
⋅
+
=
z
z
O
r
R
r
V
V
+
∆
=
∆ +
V
mV
V
V
r
R
r
V
V
z
z
O
/
5
,
38
/
0385
,
0
20
500
20
=
=
+
=
+
=
∆
∆
+
64. Latihan 4.7
Beban 1mA
Beban 2kΩ
Z
z
O I
r
V ∆
=
∆
20 ( 1) 20
O
V mV
∆ = ⋅ − =−
mA
mV
I
V
L
O
/
20
1
20
−
=
−
=
∆
∆
mA
I
I
k
R
V
I
Z
L
L
O
L
4
,
3
2
/
8
,
6
/
=
−
=
=
=
mV
VO 68
)
4
,
3
(
20 −
=
−
⋅
=
∆
Perhitungan lebih akurat dengan analisis rangkaian (b) ∆VO=-70mV
65. Latihan 4.7
Beban 0,5kΩ
Arus menunjukkan dioda tidak
berada di area fungsi zener lagi,
gunakan rangkaian pembagi
tegangan R dan RL saja
mA
I
k
R
V
I
L
L
O
L
6
,
13
5
,
0
/
8
,
6
/
=
=
=
66. Latihan 4.7
Beban 0,5kΩ
Hasil perhitungan menunjuk-kan
dioda tidak dalam keadaan
breakdown
V
V
R
R
R
V
V
O
L
L
O
5
5
,
0
5
,
0
5
,
0
10 =
+
=
+
= +
67. Latihan 4.7
Beban RL minimum
Dioda berfungsi sebagai zener apabila IZ≥IZK
sehingga batas minimum RL diperoleh saat IZ
= IZK = 0,2mA dan VZ ≈ IZK = 6,7V
Arus minimum diperoleh saat tegangan catu
minimum yaitu V+ = 10-1 = 9V sehingga
resistansi minimum diperoleh
Ω
=
−
−
=
−
−
=
−
≈
= +
k
R
I
R
V
V
V
I
I
V
I
V
R
L
ZK
ZK
ZK
ZK
ZK
L
Z
L
5
,
1
2
,
0
5
,
0
7
,
6
9
7
,
6
min
68. Efek suhu
Ketergantungan tegangan zener pada suhu ditentukan dengan koefisien
suhu atau TC atau temco yang dinyatakan dengan mV/°C.
Harga TC tergantung dari:
– Tegangan zener
– Arus operasi
VZ < 5 V → TC yang negatif,
VZ > 5 V → TC yang positif.
TC dari sebuah dioda zener yang mempunyai VZ = 5 V dapat dibuat 0
dengan mengoperasikan dioda pada arus tertentu.
Untuk mendapatkan tegangan rujukan yang mempunyai TC rendah adalah
dengan menghubungkan dioda zener yang mempunyai TC positif kira-kira
2 mV/°C secara seri dengan dioda yang bekerja di daerah forward. Dioda
yang bekerja di daerah forward mempunyai penurunan tegangan ≈ 0,7 V
dan mempunyai TC -2 mV/°C. Hubungan ini mempunyai tegangan (VZ+ 0,7)
dengan TC = 0
69. Rangkaian Penyearah
Rangkaian penyearah merupakan bagian dari rangkaian catu
daya DC
Diagram blok rangkaian catu DC sbb.:
70. Penyearah Setengah Gelombang
Rangkaian,
karakteristik transfer,
dan bentuk
gelombang
menggunakan model
tegangan drop
t
S
D
S
O
D
S
O
V
v
V
v
v
V
v
v
≥
−
=
<
=
saat
saat
0
S
V
PIV =
71. Penyearah Gelombang Penuh
Dengan Trafo CT
2 S D
PIV V V
= −
0
s D O
D s O
v v v
v v v
− + =
= +
vs maks: Vs
vO maks: Vs-VD
72. Penyearah Gelombang Penuh
Dengan rangkaian
jembatan
2
S D D
S D
PIV V V V
V V
= − +
= −
3 2
2
D O D
Omaks s D
v v v
v V V
= +
= −
Lihat loop D3, R, D2
74. Penyearah dengan Filter Kapasitor
Dengan beban
Saat dioda konduksi
Dioda konduksi dengan selang
sangat pendek dan arus besar.
Seberapa besarnya?
R
v
i O
L =
L
I
L
C
D i
dt
dv
C
i
i
i +
=
+
=
75. Penyearah dengan Filter Kapasitor
Asumsi dioda ideal
Dioda ON dan
kapasitor charge pada
selang ∆t dekat
puncak sinusoid.
Lewat puncak dioda
OFF dan kapasitor
discharge.
76. Tegangan Output dan Ripple
Tegangan output saat
kapasitor discharge
Tegangan output hingga
turun sebesar Vr (ripple)
Tegangan terendah
(ingat ∆T <<T)
Bila CR>>T fungsi ex didekati
dengan sebagai fungsi liner
1+x
Tegangan ripple menjadi
atau
CR
t
P
O e
V
v /
−
=
CR
T
P
r
P e
V
V
V /
−
≅
−
CR
T
e CR
T
−
≅
−
1
/
CR
T
V
V p
r =
fCR
V
V
p
r =
77. Tegangan dan Arus Beban DC dan Ripple
Tegangan output DC adalah
nilai rata-rata tegangan
output
Untuk ripple rendah
sehingga
Penurunan tegangan saat
interval dioda ON
Mengingat ω∆t sangat kecil
maka
maka
2
r
P
O
V
V
V −
=
P
O V
V ≅
p L
r
V I
V
fCR fC
= =
( ) r
P
p V
V
t
V −
=
∆
ω
cos
( ) ( )
2
1
cos
2
t
t
∆
−
≅
∆
ω
ω
p
r
V
V
t 2
≅
∆
ω
78. Arus Dioda dan Ripple
Muatan dicatu ke beban
oleh kapasitor
Arus dari kapasitor
Muatan yang dilepas
kapasitor
Dapat diturunkan arus rata-
rata dioda
Arus hanya diberikan dalam
selang ∆t sehingga arus
maksimum
t
i
Q Cav
plied ∆
=
sup
Cav Dav L
i i I
= −
r
lost CV
Q =
1 2 p
Dav L
r
V
i I
V
π
= +
max 1 2 2 p
D L
r
V
i I
V
π
= +
79. Persamaan Perancangan
Untuk merancang
penyearah:
tegangan output travo (VP)
kapasitor
Dioda
r
L
fV
i
C =
O
P V
V ≅
+
=
r
p
L
D
V
V
i
i 2
2
1
max π
P
V
PIV =
80. Penyearah gelombang penuh dapat diubah menjadi
penyearah puncak dengan menambahkan kapasitor
paralel dengan beban
Dalam hal ini frekuensi sinyal ripple akan dua kali
frekuensi sinyal masukan
Penyearah gelombang penuh
81. Tegangan ripple puncak-ke-puncak, dapat diperoleh dengan
cara yang sama, tetapi perioda pengosongan T diganti dengan
T/2, sehingga:
Dan arus rata-rata dan arus maksimum dioda:
Jadi untuk Vp, f, R dan Vr yang sama, diperlukan kapasitor yang
berukuran setengah dari kapasitor pada penyearah setengah
gelombang.
2
p
r
V
V
fCR
=
( )
( )
max
1 /2
1 2 /2
Dav L p r
D L p r
i I V V
i I V V
π
π
= +
= +
