Blog Kuliah Teknik Elektro

2.4 Series Diode Configurations with DC Inputs

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

Mempelajari dan mengetahui prinsip kerja dan simulasi rangkaian konfigurasi seri dioda dengan input dc.

2. Alat dan Bahan [kembali]

a. Batery

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik. Pada percobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya.

b. Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.

Struktur utama dioda adalah dua buah kutub elektroda berbahan konduktor yang masing-masing terhubung dengan semikonduktor silikon jenis p dan silikon jenis n. Anoda adalah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis p dimana elektron yang terkandung lebih sedikit, dan katoda adalah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis n dimana elektron yang terkandung lebih banyak. Pertemuan antara silikon n dan silikon p akan membentuk suatu perbatasan yang disebut P-N Junction.

Material semikonduktor yang digunakan umumnya berupa silikon atau germanium. Adapun semikonduktor jenis p diciptakan dengan menambahkan material yang memiliki elektron valensi kurang dari 4 (Contoh: Boron) dan semikonduktor jenis n diciptakan dengan menambahkan material yang memiliki elektro valensi lebih dari 4 (Contoh: Fosfor).

c. Resistor

Empat buah cincin berwarna dipergunakan untuk menyatakan nilai tahanan sebuah resistor tetap. Cincin ini ditempatkan saling dekat di salah satu ujung badan resistor. Warna tiap-tiap cincin mempresentasikan sebuah bilangan Disamping empat buah cincin tersebut terdapat lagi sebuah cincin pada bagian ujung resistor yang mempresentasikan toleransi

Cincin 1 orange berarti: 3

Cincin 2 orange berarti: 3

Cincin 3 putih berarti: 9

Cincin 4 hitam berarti pengalinya 100 = 1

Cincin 5 coklat berarti toleransinya = 1%

Maka nilai resistor tersebut adalah = 339 x 1 = 339 ± 3,39 Ohm

Atau berkisar antara: 335,61 ÷ 442,39 Ohm.

d. Ground

Ground atau pertanahan adalah sistem pengamanan pada instalasi listrik dimana jika terjadi kebocoran listrik maka listrik akan langsung mengalir ke tanah sehingga tidak melukai pengguna.

3. Dasar Teori [kembali]

Pada umumnya, sebuah dioda dikatakan “on” jika arus yang dilewatkan berasal dari sumber yang digunakan memiliki arah yang sesuai dengan panah pada simbol dioda, dengan Vd ≥ 0,7 V untuk silikon dan Vd ≥ 0,3 V untuk germanium.

Rangkaian seri pada gambar 2.10 yang dijelaskan secara rinci dalam bagian 2.2 akan digunakan untuk menunjukkan pendekatan yang dijelaskan dalam paragraf di atas. Keadaan dioda pertama kali dijelaskan dengan mengganti dioda dengan elemen hambatan seperti yang ditunjukkan pada gambar. 2.11. Arah arus yang dihasilkan sesuai dengan panah pada simbol dioda, dan karena E>Vt, dioda berada dalam keadaan "on". Rangkaian kemudian digambar ulang seperti pada gambar. 2.12 dengan rangkain setara yang sesuai dengan bias maju dioda silikon.

Resultan tegangan dan arus yang dihasilkan mengikuti persamaan:

Pada gambar 2.13 dioda pada gambar 2.10 dibalik posisinya. Jika dianalogikan dioda sebagai sebuah hambatan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.14 terlihat arah arus yang dihasilkan tidak sesuai dengan panah dalam simbol dioda sehingga dioda dalam keadaan “off” sehingga membentuk rangkaian seperti gambar 2.15.

Dalam keadaan ini, arus yang melewati dioda adalah 0 A dan tegangan di resistor R adalah:

4. Prinsip Kerja [kembali]

Untuk setiap konfigurasi, kita dapat mengganti dioda dengan elemen hambatan dan memperhatikan arah resultan arus yang dilewatkan. Jika arah resultan arus yang dilewatkan sesuai dengan arah panah pada simbol dioda, maka arus akan dilewatkan pada dioda dan dioda berada pada keadaan “on”. Hal tersebut terjadi ketika tegangan sumber lebih besar daripada tegangan pada setiap dioda (Vt).

Namun, ketika dioda dibalik, maka arah arus yang dilewatkan tidak sesuai dengan arah panah dioda, sehingga mengakibatkan dioda dalam keadaan off.

Gambar Rangkaian