Minggu, 14 Mei 2017

DIODA

Bahan Presentasi Ini Dibuat Untuk Memenuhi 
Tugas Mata Kuliah Elektronika Kelas B
Dosen : Darwison, M.T


Oleh :
Siti Sarah Fitrianisa
1610951017

Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Universitas Andalas
Padang
2017  

Referensi :
1.   Boylestad, R. and Nashelsky, L., 1999, “Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall, New Jersey.
2.    Hayt, W. H. and Neudeck, G. W., “Electronic Circuit Analysis and Design”, Houghton Mifflin Company, Boston.
3.    Coughlin, R. F. and Driscoll F. F., 1985, “Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
4.  Paynter, R. T.,1997, ”Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
5. Malvino, 1985, “ Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor: Pangantar Transistor dan Rangkaian Terpadu”, Penerbit Erlangga.
6.    Mike Tooley, 2002, “ Rangkain Elektronika: Prinsip dan Aplikasi”, Penerbit Erlangga
7.    Darwison, 2008, “Diktat Elektronika Analog”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
8.    Darwison, 2011, “Diktat Dasar Elektronika”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
9.    Darwison, 2011, “Panduan Praktikum Dasar Elektronika Digital”, Teknik Elektro – Unand, Padang.

                                                                           DIODA

1. Pendahuluan
     Dioda adalah piranti dua terminal yang terbuat dari bahan semikonduktor dengan arah arus tertentu. Dioda modern memakai piranti  semikonduktor dengan bahan tipe n yang menyediakan elektron-elektron bebas dan bahan tipe p yang mengumpulkannya.   

A. Lapisan Pengosongan (depletion layer) 
Batas antara bahan tipe p dan bahan tipe n disebut persambungan (junction) 
Gambar 1.3  Gambar Persambungan PN 
 Daerah yang mengandung ion-ion positif dan negatif disebut lapisan pengosongan (depletion layer) karena pada daerah ini mengalami pengosongan dari pembawa-pembawa muatan elektron maupun hole.

Gambar 1.4 Simbol dioda

B. Forward bias
Hubungan forward bias (bias maju) adalah bila kaki Anoda (bahan tipe p) dihubungkan ke sumber tegangan positif dan kaki Katoda (bahan tipe n) dihubungkan ke sumber tegangan negatif. Arah aliran elektron adalah dari bahan tipe n ( K) ke bahan tipe p (A) dan sebaliknya arah arus dari bahan tipe p (A) ke bahan tipe n (K) seperti gambar 1.5
Gambar 1.5 forward bias diode

C. Reverse Bias
Reverse Bias adalah pemberian sumber tegangan yang terbalik dimana kaki Anoda (bahan tipe p) dihubungkan ke sumber tegangan negatif dan kaki Katoda (bahan tipe n) dihubungkan ke sumber tegangan positf.
Gambar 1.6  Reverse bias diode

Dioda disebut aktif atau ‘on’ apabila mendapat arus maju IF (forward bias) dari hubungan baterai seperti gambar 1.5 dan dioda disebut tidak aktif atau ‘off’ apabila mendapat arus mundur IR (reverse bias ) dari hubungan baterai seperti gambar 1.6 Adapun karakteristik Dioda adalah seperti pada gambar 1.7 
Gambar 1.7 Karakteristik Dioda
Dioda aktif apabiladan tidak aktif apabila  VD < 0 . Rumus umum untuk arus dioda ID adalah:
dimana,
IS = arus reverse saturasi
k = 11.600/ɳ dengan ɳ=1 untuk Ge dan ɳ=2 untuk Si
                                                                  Tk = TC + 2730
2. Dioda Zener
Prinsip kerja Dioda Zener adalah saatdimana VBD disebut juga dengan VZ maka dioda zener akan aktif dan tegangan tetap sebesar tegangan zener VZ walaupun VD diberikan < VZ seperti gambar 2.1 
Gambar 2.1 Karakteristik Dioda Zener

3.  Aplikasi Dioda A. Gerbang OR dan AND
1) Gerbang OR
Rangkaian gerbang OR dapat dirancang dengan memakai dioda seperti gambar 3.1 Sesuai dengan tabel kebenaran gerbang OR apabila kedua input berlogika ‘0’ maka output gerbang OR akan berlogika ‘0’ dan apabila salah satu atau kedua input berlogika ‘1’ maka output gerbang OR akan berlogika ‘1’


Gambar 3.1  Rangkaian dan tabel kebenaran gerbang OR

2) Gerbang AND
 Jika V1 =’1’ dan V2 = ‘0’ maka dioda D1 tidak aktif karena kaki Anoda bertegangan 10 Volt dan kaki katoda bertegangan 10 Volt juga. Dioda D2 aktif sehingga tegangan output VO = Vi - VR = VD2 = 0,7 Volt (berlogika ‘0’).


Gambar 3.2 Rangkaian dan tabel kebenaran gerbang AND

B. Penyearah (rectification)
1) Penyearah setengah gelombang (half-wave rectification)
Adapun rangkaian half-wave rectification dengan gelombang tegangan input Vi berbentuk sinus seperti gambar 3.3. Pada saat tegangan input bertegangan setengah gelombang positif maka dioda aktif atau terjadi short circuit pada dioda jika dimisalkan dioda adalah dioda ideal seperti gambar 3.4.
Gambar 3.3 rangkaian half-wave rectification
Gambar 3.4 Dioda ideal aktif menjadi rangkaian short circuit
2) Penyearah gelombang penuh (full-wave rectification)
a)Bridge network

Gambar 3.5 Rangkaian Bridge Network

b) Centre Tapped Transformer
Pada saat tegangan input Vi bertegangan setengah gelombang positif maka arus dari Vi mengalir ke dioda D1, terus ke tahanan R dan kembali ke Vi.
Gambar 3.6 Rangkaian Centre Tapped Transformer
3) Clippers
Rangkaian clippers adalah rangkaian pemotong sinyal input Vi dengan memanfaatkan kerja dioda.
a) seri





Gambar 3.7 rangkaian, bentuk gelombang input dan output untuk arah dioda yang berbeda

b) Clipper seri dengan DC
Rangkaian suatu sumber tegangan dc yang diserikan dengan dioda seperti gambar 3.8

Gambar 3.8 rangkaian dan bentuk gelombang  Vi dan VO dengan seri -Vdc dan +Vdc  
c) Paralel



Gambar  3.9 Rangkaian bentuk gelombang input dan output 
d) Clipper paralel dengan DC


Gambar 3.10 rangkaian dan bentuk gelombang  Vi dan VO
4) Clamper
Rangkaian clamper adalah rangkaian yang menarik tegangan (peak to peak) ke atas atau ke bawah dengan memanfaatkan prinsip kerja kapasitor. 






Gambar 3.11  Rangkaian dan bentuk gelombang  Vi dan Vo
5) Dioda Zener
Dioda zener saat ‘on’ bertegangan sebesar Vz dan saat ‘off’ bertegangan sebesar 
VD .

Gambar 3.12 rangkaian ekivalen dioda zener 
6) Voltage Multiplier Circuit
Rangkaian pengganda tegangan (Voltage Multiplier Circuit) adalah rangkaian yang dapat melipatgandakan keluaran tegangan outputnya dengan memanfaatkan prinsip kerja kapasitor seperti gambar 3.13.






Gambar 3.13  rangkaian Voltage Multiplier

5. Rangkaian (Download Disini)