Komponen elektronika yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik

1. Tugas Makalah....
ELEKTRONIKA ANALOG
(Dioda Sebagai Penyearah)
OLEH:
KELOMPOK I
NAMA: NIM:
 SAMSEN P3D1 14 041
 SITTI MAEMUNA P3D1 14 042
 SYAHRUN RAMADHAN P3D1 14 044
 TRI ASVIAN P3D1 14 045
PROGRAM VOKASI DIII TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015

2. KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT Yang Maha Esa atas segala limpahan
Rahmat, Inayah, Taufik dan Hidayahnya sehingga kami dapat menyelesaikan
tugas makalah ini yang berjudul “DIODA SEBAGAI PENYEARAH” dalam
bentuk maupun isinya yang sangat sederhana. Semoga makalah ini dapat
dipergunakan sebagai salah satu acuan, petunjuk maupun pedoman bagi
pembacanya.
Harapan kami semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan
pengalaman bagi para pembaca.
Makalah ini kami akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang
kami miliki sangat kurang. Oleh kerena itu kami harapkan kepada para pembaca
untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk
kesempurnaan makalah ini.
Kendari, 02April 2015
Kelompo I

3. BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Seperti kita ketahui Dioda adalah piranti elektronik yang hanya dapat
melewatkan arus dalam satu arah saja. Karena itu, dioda dapat dimanfaatkan
sebagai penyearah arus listrik, yaitu piranti elektronik yang mengubah arus atau
tegangan bolak-balik (AC) menjadi arus atau tegangan searah (DC).
Gambar 1
Simbol Umum Dioda
Penerapan dioda semikonduktor dalam bidang elektronika sangatlah luas.
Hal ini karena sifat dioda yang sangat mendasar yaitu hanya dapat melewatkan
arus dalam satu arah saja. Rangkaian penyearah merupakan penerapan dioda yang
sangat penting untuk dibahas lebih dahulu. Sesuai dengan bentuk gelombang
outputnya, maka penyearah terdapat tiga macam yaitu penyearah setengah
gelombang, penyearah gelombang penuh, dan penyearah gelombang penuh sistem
jembatan (Bridge Rectifier).
B. PerumusanMasalah
Adapun masalah-masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah
mengenai Dioda Sebagai Penyearah dalam rangkaian elektronika. Dalam makalah
ini, penulis merumuskan masalah sebagai berikut :
1. Apa itu penyearah setengah gelombang?
2. Apa itu penyearah gelombang penuh?
3. Apa itu penyearah gelombang penuh sistem jembatan (Bridge Rectifier)?

4. C. TujuanPenulisan
Dari masalah diatas, secara garis besar tujuan dari penyusunan makalah ini
adalah untuk menjelaskan mengenai Dioda Sebagai Penyearah. Adapun tujuan
dari makalah ini adalah agar dapat mengetahui secara jelas mengenai :
1. Mengetahui fungsi dioda sebagai penyearah setengah gelombang.
2. Mengetahui fungsi dioda sebagai penyearah gelombang penuh.
3. Mengetahui fungsi diode sebagai penyearah gelombang penuh sistem
jembatan (Bridge Rectifier).
D. Manfaat
Makalah ini disusun dengan harapan dapat memberikan kegunaaan atau
manfaat baik secara teoritis maupun secara praktis. Secara teoritis, makalah ini
berguna sebagai pengembangan ilmu, sesuai dengan masalah yang dibahas dalam
makalah ini. Secara praktis, makalah ini diharapkan bermanfaat bagi:
1. Penulis, seluruh kegiatan penyusunan dan hasil dari penyusunan makalah ini
diharapkan dapat menambah pengalaman, wawasan dan ilmu dari masalah
yang dibahas dalam makalah ini;
2. Pembaca, makalah ini daharapkan dapat dijadikan sebagai sumber tambahan
dan sumber informasi dalam menambah wawasan pembaca.

5. BAB II
PEMBAHASAN
A. Penyearah setengah gelombang
Penerapan dioda yang paling banyak dijumpai adalah sebagai penyearah.
Penyearah berarti mengubah arus bolak-balik (ac) menjadi arus searah (dc).
Sebagian besar peralatan elektronik membutuhkan sumber daya yang berupa arus
searah. Untuk kebutuhan daya dan tegangan yang kecil biasanya cukup
digunakan baterai atau accu, namun untuk lebih dari itu diperlukan power supply
yang berupa penyearah.
Penyearah yang paling sederhana adalah penyearah setengah gelombang,
yaitu yang terdiri dari sebuah dioda. Melihat dari namanya, maka hanya setengah
gelombang saja yang akan disearahkan. Gambar 2.1 menunjukkan rangkaian
penyearah setengah gelombang.
Rangkaian penyearah setengah gelombang mendapat masukan dari
skunder trafo yang berupa sinyal ac berbentuk sinus, vi = Vm Sin ωt (gambar 1
(b)). Dari persamaan tersebut, Vm merupakan tegangan puncak atau tegangan
maksimum. Harga Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO yakni dengan melihat
langsung pada gelombangnya. Sedangkan pada umumnya harga yang tercantum
pada skunder trafo adalah tegangan efektif. Hubungan antara tegangan puncap
Vm dengan tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms (Vrms) adalah:
Tegangan (arus) efektif atau rms (root-mean-square) adalah tegangan
(arus) yang terukur oleh voltmeter (amper-meter). Karena harga Vm pada
umumnya jauh lebih besar dari pada Vγ (tegangan cut-in dioda), maka pada
pembahasan penyearah ini Vγ diabaikan.
Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat
sinyal input berupa siklus positip maka dioda mendapat bias maju sehingga arus

6. (i) mengalir ke beban (RL), dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatip
maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak mengalir arus. Bentuk
gelombang tegangan input (vi) ditunjukkan pada (b) dan arus beban (i) pada (c)
dari gambar 1.
gambar 1 Penyearah setengah gelombang
(a) rangkaian (b) tegangan sekunder trafo (c) arus beban
Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) adalah R yang
umumnya nilainya lebih kecil dari RLf. Pada saat dioda OFF (mendapat bias
mundur) resistansinya besar sekali atau dalam pembahasan ini dianggap tidak
terhigga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0.
Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada gambar (c) bentuknya sudah
searah (satu arah) yaitu positip semua. Apabila arah dioda dibalik, maka arus
yang mengalir adalah negatip. Frekuensi sinyal keluaran dari penyearah setengah
gelombang ini adalah sama dengan frekuensi input (dari jala-jala listrik) yaitu 50
Hz. Karena jarak dari puncak satu ke puncak berikutnya adalah sama.

7. Arus dioda yang mengalir melalui beban RL (i) dinyatakan dengan:
Bila diperhatikan meskipun sinyal keluaran masih berbentuk gelombang,
namun arah gelombangnya adalah sama, yaitu positip (gambar c). Berarti harga
rata-ratanya tidak lagi nol seperti halnya arus bolak-balik, namun ada suatu harga
tertentu. Arus rata-rata ini (Idc) secara matematis bisa dinyatakan:
Untuk penyearah setengah gelombang diperoleh:
Tegangan keluaran dc yang berupa turun tegangan dc pada beban adalah:

8. Apabila harga Rf jauh lebih kecil dari RL, yang berarti Rf bisa diabaikan,
maka: Vm = Im.RL
Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk
memperoleh hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda (Vγ) perlu
dipertimbangkan, yaitu:
Dalam perencanaan rangkaian penyearah yang juga penting untuk
diketahui adalah berapa tegangan maksimum yang boleh diberikan pada dioda.
Tegangan maksimum yang harus ditahan oleh dioda ini sering disebut dengan
istilah PIV (peak-inverse voltage) atau tegangan puncak balik. Hal ini karena
pada saat dioda mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang mengalir dan
semua tegangan dari skunder trafo berada pada dioda. Bentuk gelombang dari
sinyal pada dioda dapat dilihat pada gambar 2 PIV untuk penyearah setengah
gelombang ini adalah:
gambar 2 Bentuk gelombang sinyal pada dioda

9. Bentuk gelombang sinyal pada dioda seperti gambar 2 dengan anggapan
bahwa Rf dioda diabaikan, karena nilainya kecil sekali dibanding RL. Sehingga
pada saat siklus positip dimana dioda sedang ON (mendapat bias maju), terlihat
turun tegangannya adalah nol. Sedangkan saat siklus negatip, dioda sedang OFF
(mendapat bias mundur) sehingga tegangan puncak dari skunder trafo (Vm)
semuanya berada pada dioda.
B. Penyearah gelombang penuh
Rangkaian penyearah gelombang penuh ada dua macam, yaitu dengan
menggunakan trafo CT (center-tap = tap tengah) dan dengan sistem jembatan.
Gambar 3 menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan
menggunakan trafo CT.
Gambar 3 (a) rangkaian penyearah gelombang penuh dengan trafo CT (b) sinyal
input (c) arus dioda dan arus berbeban

10. Terminal skunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan
keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan dengan titik CT sebagai titik
tengahnya. Kedua keluaran ini masing-masing dihubungkan ke D1 dan D2,
sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus positip maka D1 mendapat sinyal siklus
negatip, dan sebaliknya. Dengan demikian D1 dan D2 hidupnya bergantian.
Namun karena arus i1 dan i2 melewati tahanan beban (RL) dengan arah yang
sama, maka iL menjadi satu arah (gambar 2.3 c).
Terlihat dengan jelas bahwa rangkaian penyearah gelombang penuh ini
merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang hidupnya
bergantian setiap setengah siklus. Sehingga arus maupun tegangan rata-ratanya
adalah dua kali dari penyearah setengah gelombang. Dengan cara penurunan
yang sama, maka diperoleh:
Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk
memperoleh hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda (Vγ) perlu
dipertimbangkan, yaitu:

11. Tegangan puncak inverse yang dirasakan oleh dioda adalah sebesar 2Vm.
Misalnya pada saat siklus positip, dimana D1 sedang hidup (ON) dan D2 sedang
mati (OFF), maka jumlah tegangan yang berada pada dioda D2 yang sedang OFF
tersebut adalah dua kali dari tegangan skunder trafo. Sehingga PIV untuk masing-
masing dioda dalam rangkaian penyearah dengan trafo CT adalah:
C. Penyearah gelombang penuh sistem jembatan (Bridge Rectifier)
Penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan ini bisa
menggunakan sembarang trafo baik yang CT maupun yang biasa, atau bahkan
bisa juga tanpa menggunakan trafo. rangkaian dasarnya adalah seperti pada
gambar 4.
Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan
dapat dijelaskan melalui gambar 4. Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan
bagian positip dari siklus sinyal ac, maka (gambar 4 b):
 D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju
 D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus iI mengalir melalui D1, RL, dan D3. Sedangkan apabila
jembatan memperoleh bagian siklus negatip, maka (gambar 4 c):
 D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju
 D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus i mengalir melalui D2, RL, dan D4.
Arah arus i1 dan i2 yang melewati RL sebagaimana terlihat pada gambar 4
b dan c 2 adalah sama, yaitu dari ujung atas RL menuju ground. Dengan
demikian arus yang mengalir ke beban (iL) merupakan penjumlahan dari dua arus
i1 dan i2, dengan menempati paruh waktu masing-masing (gambar 4 d).
Besarnya arus rata-rata pada beban adalah sama seperti penyearah
gelombang penuh dengan trafo CT, yaitu: Idc = 2Im/π = 0.636 Im (persamaan
2.8). Untuk harga Vdc dengan memperhitungkan harga Vγ adalah:

12. Gambar 4 Penyearah gelombang penuh dengan jembatan (a) rangkaian dasar
(b) saat siklus positip;(c) saat siklus negatip; (d) arus beban
Harga 2Vγ ini diperoleh karena pada setiap siklus terdapat dua buah dioda
yang berhubungan secara seri. Disamping harga 2Vγ ini, perbedaan lainnya
dibanding dengan trafo CT adalah harga PIV. Pada penyearah gelombang penuh
dengan sistem jembatan ini PIV masing-masing dioda adalah:

13. BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan uraian pada bab sebelumnya, penulis dapat mengemukakan
simpulan dari masalah yang dibahas. Penerapan dioda semikonduktor dalam
bidang elektronika sangatlah luas. Hal ini karena sifat dioda yang sangat
mendasar yaitu hanya dapat melewatkan arus dalam satu arah saja. Rangkaian
penyearah merupakan penerapan dioda yang sangat penting untuk dibahas lebih
dahulu. Sesuai dengan bentuk gelombang outputnya, maka penyearah terdapat
tiga macam yaitu penyearah setengah gelombang, penyearah gelombang penuh,
dan penyearah gelombang penuh sistem jembatan (Bridge Rectifier).
B. Saran
Sesuai dengan kesimpulan diatas, penulis merumuskan saran sebagai
berikut :
Setelah kita mengetahui fungsi dari diode sebagai penyearah setengah
gelombang, penyearah gelombang penuh, penyearah gelombang penuh sistem
jembatan (Bridge Rectifier), kita akan lebih mudah untuk mengaplikasikannya
karena kita mempunyai pedoman yang lebih dari cukup.

14. DAFTAR PUSTAKA
Agus, Muhammad. 2001. Dioda Sebagai Penyearah.
Http://agus.blogspot.com/DiodaSebagaiPenyearah.html
Desambodo, Wahyu. 2013. Penyearah Setengah Gelombang.
http://www.odhosuka.blogspot.com/2013/01/PenyearahStengahGelomban
g.html
Djakaria, Giovanni. 2013. Penyearah Gelombang Penuh.
http://www.scribd.com/doc/94799192/PenyearahGelombangPenuh.html