DIODA DAN TABUNG HAMPA

Nama : Eben Urip Santoso

Jurusan : Teknik Metalurgi

NIM : 3334132631

Fakultas Teknik Unversitas Sultan Ageng Tirtayasa

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.Latar Belakang

Pada zaman ini perkembangan alat alat elektronik semakin pesat. Mulai dari teknologi layar sentuh yang semakin berkembang, kontrol suara, teknologi nirkabel, dan teknologi lainnya. Maka dari itu tidak ada salahnya membahas salah satu komponen dari elektronik, misalnya dioda dan tabung hampa.

Dioda adalah komponen alat alat elektronik yang berfungsi sebagai komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N.Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik. Sedangkan tabung hampa atau bisa disebut tabung vakum, adalah sebuah alat yang biasanya digunakan untuk menguatkan sinyal. Dahulu digunakan di banyak alat-alat elektronik tapi kini tabung vakum hanya digunakan dalam aplikasi khusus.

Dioda biasa digunakan sebagai indikator, untuk LED (light emiting diode), sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier, sebagai sensor cahaya, dan lain-lain. Sedangkan tabung hampa biasa digunakan untuk penguat sinyal. Oleh karena itu kita bahas lebih dalam tentang dua hal tersebut.

2.Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, dapat dirumuskan masalah sebagai berikut :

1. Bagaimanakah jenis-jenis dioda yang ada?2. Bagaimanakah penerapan dari komponen dioda?3. Bagaimanakah mekanisme kerja dari tabung hampa?

3.Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini sebagai berikut:

1. Menambah wawasan tentang jenis-jenis dioda2. Mengetahui bagaimana penerapan komponen dioda pada alat elektronik3. Mengetahui proses kerja dari tabung hampa

BAB II

PEMBAHASAN

1. DIODA

Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N.Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja (forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus. Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.

SIMBOL UMUM DIODA

Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negative = N).

FUNGSI DIODA

1. Sebagai penyearah, untuk dioda bridge

2. Sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), untuk dioda zener

3. Pengaman / sekering

4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas / membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.

5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen DC kepada suatu sinyal AC

6. Sebagai pengganda tegangan.

7. Sebagai indikator, untuk LED (light emiting diode)

8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier

9. Sebagai sensor cahaya, untuk dioda photo

10. Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), untuk dioda varactor

JENIS DIODA

1. Dioda standar

Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6 V sedangkan dioda germanium 0.3 V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025 V setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal.

Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa dipakai untuk fungsi-fungsi sebagai berikut:

1. Penyearah sinyal AC

2. Pemotong level

3. Sensor suhu

4. Penurun tegangan

5. Pengaman polaritas terbalik pada DC input

Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA).

2. LED (light emiting diode)

Dioda jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. LED mempunyai batasan arus maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur led tidak lama. Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan. Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser diode. Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus seperti LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem remote control dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk optical pick-up pada sistem CD. Dioda jenis ini dibias maju (forward).

3. Dioda Zener

Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar diperlukan sebuah buffer arus. Dioda zener dibias mundur (reverse).

4. Dioda photo

Dioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini akan menghantar jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas tertentu. aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya (optical). Contoh : pada optocoupler dan optical pick-up pada sistem CD. Dioda photo dibias maju (forward).

5. Dioda varactor

Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada sistem transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda varactor dibias reverse

KARAKTERISTIK DIODA

1. Bias Maju Dioda

Adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Jika anoda dihubungkan dengan kutub positif batere, dan katoda dihubungkan dengan kutub negative batere, maka keadaan diode ini disebut bias maju (forward bias). Aliran arus dari anoda menuju katoda, dan aksinya sama dengan rangkaian tertutup. Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode dan akan selalu positif.

2. Bias Mundur Dioda

Sebaliknya bila anoda diberi tegangan negative dan katoda diberi tegangan positif, arus yang mengalir jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan yang cukup significant.

Sebagai karakteristik dioda, pada saat reverse, nilai tahanan diode tersebut relative sangat besar dan diode ini tidak dapat menghantarkan arus listrik. Nilai-nilai yang didapat, baik arus maupun tegangan tidak boleh dilampaui karena akan mengkibatkan rusaknya dioda.

2. TABUNG HAMPA

Dalam elektronika, sebuah tabung vakum/tabung hampa adalah sebuah alat yang biasanya digunakan untuk menguatkan sinyal. Dahulu digunakan di banyak alat-alat

elektronik tapi kini tabung vakum hanya digunakan dalam aplikasi khusus. Untuk banyak tujuan, tabung vakum telah diganti oleh transistor yang murah dan jauh lebih kecil, baik sebagai alat terpisah maupun dalam sirkuit terpadu. Pada awal abad ke-21 muncul kembali kesukaan terhadap tabung vakum, kali ini dalam bentuk tabung mikro field-emitter.Tabung vakum pertama diciptakan oleh John Ambrose Fleming pada tahun 1904.

Deskripsi

Sebuah tabung vakum terdiri dari dua atau lebih elektroda dalam vakum di dalam sebuah kandang kedap udara. Kebanyakan tabung kaca amplop, meskipun keramik dan logam (atas isolasi basa) juga telah digunakan. Elektroda yang melekat pada lead yang melewati amplop melalui segel kedap udara. Pada kebanyakan tabung, memimpin, dalam bentuk pin, plug kesoket tabung untuk penggantian mudah tabung (tabung yang sejauh ini penyebab paling umum dari kegagalan dalam peralatan elektronik, dan konsumen diharapkan dapat menggantikan tabung sendiri ). Beberapa tabung memiliki elektroda berakhir pada topi atas yang mengurangi kapasitansi interelectrode untuk meningkatkan frekuensi tinggi kinerja, menyimpan tegangan plate mungkin sangat tinggi jauh dari tegangan rendah, dan bisa menampung satu elektroda lebih dari yang diperbolehkan oleh pangkalan.

Dioda tabung hampa: elektron dari katoda aliran panas menuju anoda positif, namun tidak sebaliknya.

Tabung vakum awal mirip, dan bahkan berevolusi dari bola lampu pijar, mengandung filamen disegel dalam amplop kaca dievakuasi. Ketika panas, filamen melepaskan elektron ke dalam vakum, proses yang disebut emisi termionik . Sebuah elektroda kedua, anoda atau pelat, akan menarik elektron-elektron jika pada tegangan yang lebih positif. Hasilnya adalah aliran bersih elektron dari filamen ke piring. Namun saat ini tidak dapat mengalir dalam arah sebaliknya karena piring tidak dipanaskan dan tidak memancarkan elektron. Filamen ( katoda ) memiliki fungsi ganda: ia memancarkan elektron ketika dipanaskan, dan, bersama-sama dengan piring, menciptakan sebuah medan listrik karena perbedaan potensial antara mereka. Seperti tabung dengan hanya dua elektroda disebut sebagai dioda , dan digunakan untuk perbaikan . Karena saat ini hanya dapat lulus dalam satu arah, seperti dioda (atau penyearah ) akan mengkonversi AC ke DC berdenyut. Hal ini karena itu dapat digunakan dalam sebuah DC power supply , dan juga digunakan sebagai demodulator dari termodulasi amplitudo (AM) sinyal radio dan fungsi yang sama.

Sementara tabung awal menggunakan filamen langsung dipanaskan sebagai katoda , tabung lebih modern sebagian besar (tetapi tidak semua) dipekerjakan pemanasan tidak langsung. Sebuah elemen yang terpisah digunakan untuk katoda. Di dalam katoda, dan elektrik terisolasi dari itu, adalah filamen atau pemanas. Jadi pemanas tidak berfungsi sebagai elektroda, tetapi hanya melayani untuk memanaskan katoda cukup untuk itu untuk memancarkan elektron dengan emisi termionik . Ini memungkinkan semua tabung untuk dipanaskan melalui sirkuit umum (yang dapat juga menjadi AC) sementara memungkinkan setiap katoda untuk sampai pada tegangan independen dari yang lain, menghapus sebuah kendala yang tidak diinginkan pada desain sirkuit.

Selama operasi, tabung vakum memerlukan pemanasan konstan dari filamen sehingga membutuhkan daya yang cukup besar bahkan ketika memperkuat sinyal di tingkat mikrovat. Pada kebanyakan amplifier kekuasaan lebih lanjut dikonsumsi karena arus diam antara katoda dan anoda (piring), mengakibatkan pemanasan piring. Dalam sebuah power amplifier, pemanasan piring dapat cukup besar; tabung dapat dihancurkan jika didorong melampaui batas-batas aman. Karena tabung vakum membutuhkan untuk beroperasi, konveksi pendinginan piring umumnya tidak mungkin (kecuali dalam aplikasi khusus di mana anoda merupakan bagian dari amplop vakum, yang umumnya dihindari karena bahaya sengatan listrik dari tegangan anoda). Sehingga pendinginan anoda terjadi terutama melalui tubuh hitam-radiasi.

Vacuum tube triode: tegangan diterapkan ke grid kontrol pelat (anoda) saat ini.

Kecuali untuk dioda, elektroda tambahan diposisikan antara katoda dan pelat (anoda). Elektroda ini disebut sebagai grid karena mereka tidak elektroda padat tetapi unsur-unsur yang jarang di mana elektron dapat melewati perjalanan mereka ke piring. Tabung vakum yang kemudian dikenal sebagai triode , tetrode , pentode , dll, tergantung pada jumlah grid. Sebuah trioda memiliki tiga elektroda: anoda, katoda, dan satu grid, dan sebagainya. Grid pertama, yang dikenal sebagai kontrol grid, (dan kadang-kadang grid lainnya) mengubah dioda tegangan ke perangkat yang dikendalikan: tegangan diterapkan pada kontrol grid mempengaruhi aliran arus antara katoda dan piring. Ketika diadakan negatif sehubungan dengan katoda, kontrol grid menciptakan medan listrik yang dipancarkan oleh elektron repels katoda, sehingga mengurangi atau bahkan menghentikan aliran arus antara katoda dan anoda. Selama kontrol grid relatif negatif terhadap katoda, pada dasarnya tidak ada arus ke dalamnya, namun perubahan beberapa volt pada kontrol grid cukup untuk membuat perbedaan besar dalam piring saat ini, mungkin mengubah output dengan ratusan volt (tergantung di sirkuit). Perangkat solid-state yang beroperasi paling seperti tabung pentode adalah persimpangan transistor efek medan (JFET), meskipun tabung vakum biasanya beroperasi pada lebih dari seratus volt, tidak seperti semikonduktor yang paling dalam sebagian besar aplikasi.

BAB III

KESIMPULAN

Dapat ditarik kesimpulan bahwa dioda dan tabung hampa adalah salah satu komponen dari alat alat elektronik yang sangat berguna. Yang dimana dioda adalah. komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N.Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik. Terdapat beberapa jenis dioda, yaitu dioda standar, LED (light emiting diode),dioda zener, Dioda photo, dan Dioda varactor.

Dioda biasa digunakan sebagai indikator, untuk LED (light emiting diode), sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier, sebagai sensor cahaya, sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), dan lain-lain. Sedangkan tabung hampa dalam elektronika adalah sebuah alat yang biasanya digunakan untuk menguatkan sinyal. Selama operasi, tabung vakum memerlukan pemanasan konstan dari filamen sehingga membutuhkan daya yang cukup besar bahkan ketika memperkuat sinyal di tingkat mikrovat.