Dokumen ini membahas rangkaian dioda dan regulator clipping yang menggunakan dioda zener untuk membatasi tegangan positif dan negatif, serta aplikasi clipper dalam sirkuit. Contoh soal diuraikan untuk menentukan level tegangan input dan persamaan karakteristik transfer dalam rangkaian pembatas. Selain itu, dijelaskan fungsi clamper dalam menambah level DC ke sinyal AC dan perhitungan untuk merancang rangkaian regulator zener sesuai dengan parameter tertentu.

1. 1
Rangkaian Dioda dan Regulator
Clipping (Limiting) :

2. 2
Clipping (Limiting) : (2)

3. 3
Clipping (Limiting) : (3)

4. 4
Clipping (Limiting) : (4)
Aplikasi rangkaian sebagai Clipper, dengan asumsi VA = VB dan tegangan
puncak gelombang sinus harus lebih besar dari pada tegangan limiting.

5. 5
Clipping (Limiting) : (5)
Dioda zener digunakan sebagai pembatas tegangan positif

6. 6
Clipping (Limiting) : (6)
Dioda zener digunakan sebagai pembatas tegangan negatif

7. 7
Clipping (Limiting) : (7)
Dioda zener belakang-belakang

8. 8

9. 9
Contoh soal :
Rangkaian pembatas (limiter) positif negatif seperti gambar. Tentukan (a) level
tegangan input pada batas terjadinya aksi, (b) persamaan karakteristik transfer,
(c) asumsikan bahwa spike 15 V terjadi pada sumber.
Penyelesaian :
(a) Batas level untuk input adalah
tegangan refrensi +6 V plus
tegangan forward dioda 0,7 V
pada D1 atau 6,7 V. Cara yang
sama untuk pembatas negatif
diperoleh -6,7 V. Jadi untuk
tegangan input -6,7 V s.d +6,7 V
tidak ada effek pada output.
(b) Persamaan transfer :

10. 10
(c) Dengan asumsi tegangan input 15 V, rangkaian ekivalennya di tunjukkan
pada gambar berikut : Arus dalam dioda D1 adalah iD1 dan D2 terbuka, arus ini
ini juga mengalir melalui resistansi 500Ω. Persamaan tegangan untuk loop kiri :
-15 + 500iD1 + 0,7 + 6 = 0
Atau
iD1 = (15 – 0,7 – 6)/500
= 8,3/500 = 16,6 mA

11. 11
Clamper :
Tujuan dari Clamper adalah untuk menambah level dc
ke sinyal ac. Clamper diketahui juga sebagai dc
restorer

12. 12
Clamper (2) :

13. 13
Clamper (3) : Contoh aplikasi

14. 14
Rangkaian Regulator Dioda Zener
Arus beban :
Arus input : Tegangan input :

15. 15
Perubahan pada tegangan input :

16. 16
Perubahan pada arus beban :

17. 17
Batas operasi rangkaian dioda zener :
Arus zener harus selalu beroperasi
dalam range IZK s.d IZM.
Jika arus zener di bawah IZK ,
rangkaian regulator tidak
beroperasi, tegangan turun secara
drastis
Jika arus zener di atas IZM, dioda
akan rusak

18. 18
Arus minimum zener IZ bergantung pada nilai minimum V1 dan nilai maksimum IL:
Arus maksimum zener IZ bergantung pada nilai maksimum V1 dan nilai minimum IL:
Untuk menentukan nilai resistansi seri RS :

19. 19
Contoh soal
Jika diketahui suatu rangkaian
regulator dioda zener untuk
V1=15 V, RL=100 Ω dan
VZ=10 V.
(a) Tentukan IL, I1 dan IZ
(b) Jika V1 berubah sampai 16
V tetapi parameter lainnya
tetap sama, hitung ulang (a)
(c) Dengan V1=16 V,
asumsikan RL berubah
sampai 125 Ω, hitung ulang
(a)
(d) Jika impedansi zener ZZT=5
Ω, estimasikan tegangan
akhir zener dalam
pertanyaan (c)

20. 20
Penyelesaian :

21. 21

22. 22

23. 23

24. 24
Contoh lain :
Sebuah rangkaian
regulator zener seperti
pada gambar, rancang
untuk tegangan stabil 6,8 V
dari tegangan sumber
tetap 10 V. Arus beban
yang diharapkan adalah
tetap pada 100 mA. Arus
zener terbias pada 20 mA.
(a) Tentukan RS yang
diperlukan, (b) Jika beban
secara insidentil terlepas
dari zener, tentukan arus
zener maksimum

25. 25
Penyelesaian :