MODUL 1-DIODA





1. Tujuan[Kembali]

1.          Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda.

2.          Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda Zener.

3.          Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik rangkaian clipper. 

2. Dasar Teori[Kembali]

Dioda adalah komponen elektronika pasif yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda. Kontruksi dan simbol dioda seperti pada gambar berikut :
(a) 



(b)

Gambar 1.1

(a) Kontruksi dioda (b) Simbol dioda

Dioda akan mengalirkan arus maju (konduksi) jika diberi bias maju (forward bias) yaitu anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif. Sebaliknya, jika diberi bias mundur (reverse bias) maka dioda mempunyai resistansi tinggi. Pada dasarnya  dioda akan mengalami konduksi jika diberi tegangan maju yang cukup (0,7 V untuk dioda silikon dan 0,2 V untuk dioda germanium). Setelah mencapai tegangan tersebut, setiap kenaikan tegangan akan diikuti dengan kenaikan arus.

Pada saat terjadi forward bias, terjadi perpindahan muatan listrik positif ke bagian positif dioda yang akan mengisi positif layer sehingga menekan depletion layer. Sedangkan pada reverse bias, muatan positif dan muatan negative pada daerah P dioda akan ditarik oleh  sumber.  Sehingga depletion layer akan melebar dan tidak dapat mengalirkan arus.

(a)                                         (b)

Gambar 1.2

(a) Forward bias (b) Reverse bias

Dioda ideal, didekati melalui pendekatan setengah linier (Piece Wise Linear) ada 3 pendekatan, yang didekati secara grafis.

(a)

(b)

(c)


Gambar 1.3

(a)Kondisi diode ideal (R=0) (b)Kondisi diode non-ideal (R≠0) (c)Kondisi diode riil

 

Dioda Zener

Dioda Zener merupakan jenis diode yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik).


Gambar 1.4

Simbol dioda Zener

Pada dasarnya, dioda zener akan menyalurkan arus listrik ke arah yang  berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan tembusnya. Karakteristik ini berbeda dengan dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Sebuah dioda zener yang dipasangkan dalam rangkaian reverse bias akan menjaga agar tegangan jatuhnya outputnya     tetap stabil walaupun tegangan input diubah-ubah.

Aplikasi rangkaian dioda

Terdapat beberapa jenis aplikasi dari dioda, salah satu aplikasinya adalah clipper. Diamana rangkaian clipper adalah rangkaian pembentuk gelombang (waveshaping) yang berfungsi memotong bentuk gelombang pada level dc tertentu.


Gambar 1.5 Rangkaian clipper


3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat
   a).  Multimeter


    b). Jumper

  c). DC Power Supply

 

      d) Osiloskop


       (e) Function generator


B. Bahan
    a) Dioda 1N4001


    (b) Resistor



4. Tugas Pendahuluan

5. Prosedur Percobaan[Kembali]

4.1  forward bias dan reserve bias

1.     Buatlah rangkaian seperti gambar 1.6 (a)
(a)


(b)

                    Gambar 1.6 (a)Forward bias (b)Reverse bias

2.   Hidupkan Catu daya, naikkan tegangan Catu Daya (Vs) dari 0 Volt sampai dengan 10 Volt dengan penambahan 0.5 Volt .

3.    Ukur arus dan tegangan dioda, catat hasil pengukuran pada tabel untuk setiap harga Vs.

4.     Ulangi langkah 2 dan 3 untuk rangkaian 1.6 (b).

4.2 Karakteristik Dioda Zener

1.     Buatlah rangkaian seperti gambar 1.6 (a), namun dioda diganti menjadi dioda  Zener.

2.     Hidupkan catu daya, naikkan tegangan catu daya (Vs) dari 0 Volt sampai dengan 10 Volt dengan penambahan 0.5 Volt .

3.     Ukur arus dan tegangan dioda zener, catat hasil pengukuran pada tabel untuk setiap harga Vs.

4.     Ulangi langkah 2 dan 3 untuk rangkaian 1.6 (b), namun dioda diganti menjadi dioda zener.

4.3  Clipper

1.     Buatlah rangkaian seperti gambar berikut.


Gambar 1.7 Rangkaian clipper

2.     Atur nilai frekuensi pada function generator menjadi 1Khz.

3.     Kalibrasi osiloskop, kemudian baru dihubungkan ke rangkaian.

4.     Ukur arus dan tegangan dari dioda, catat hasil pengukuran pada tabel.

Amati gelompang input dan output pada layar osiloskop.