ELEKTRONIKA Kode : TKE 211 Bobot : 3 SKS Pengampu : Risa Farrid Ch.,ST.MT.

SILABUS

1. Dioda & Aplikasinya

2. BJT (Bipolar Junction Transistor)

3. FET (Field Effect Transistor)

4. Penguat Daya

5. Penguat Sinyal Kecil & Frekuensi Rendah

6. Penguat Frekuensi Tinggi

7. Rangkaian Umpan Balik

8. Operasional Amplifier

9. Penguat Daya (kelas A, B, C, AB)

10. Implementasi Op_Amp

REFERENSI

1. Milman – halkias, Integrated Electronics

2. Bernard Grob, Elektronic Circuits & Applications

3. Malvino, Basic Elektronic Engineering

4. Edwin C. Lowenberg,Ph.D., Industrial Electronics

5. Richard Blocher Dipl.Phys., Dasar Elektronika

PROSENTASE NILAI

UTS = 30%

UAS = 30%

Tugas = 30%

Kehadiran = 10%

DIODA & APLIKASINYA

I. D I O D A

Definisi :

Salah satu komponen elektronika yang

menggunakan sambungan 2 jenis bahan

semikonduktor, yaitu tipe-P dan tipe-N dengan

2 terminal.

Simbol :

Anoda Katoda

Tipe-P Tipe-N

I.1. Karakteristik Dioda

Dioda mengijinkan arus listrik untuk mengalir ke satu arah saja.

Jika tegangan anoda lebih positif daripada katoda, maka arus listrik mengalir dari anoda ke katoda. Pada kondisi ini dikatakan bahwa dioda dibias maju (Forward Biased).

Jika tegangan katoda lebih positif daripada anoda, maka arus listrik tidak dapat mengalir kecuali arus yang sangat kecil. Pada kondisi ini dikatakan bahwa dioda dibias balik atau dibias mundur (Reverse Biased).

Arus yang mengalir saat dioda dibias balik disebut Arus Balik atau Arus Bocor.

I.1. Karakteristik Dioda

Rangkaian dioda dibias maju (Forward Biased) :

+

R

-

iD

I.1. Karakteristik Dioda

Rangkaian dioda dibias balik (Reverse Biased) :

+

R

-

iD

I.1. Karakteristik Dioda

Arus bocor sangat kecil, sehingga dalam kebanyakan rangkaian arus ini dapat diabaikan.

Dioda Silikon (Si) mengijinkan tegangan sebesar >=0,7V, agar arus listrik dapat dibias maju.

Dioda Germanium (Ge) mengijinkan tegangan sebesar >=0,3V, agar arus listrik dapat dibias maju.

I.1. Karakteristik Dioda

Perlu diperhatikan bahwa arah arus listrik berlawanan dengan arah aliran elektron.

Untuk dapat menjelaskan secara rinci tentang karakteristik dioda, perlu diadakan pendekatan.

I.2. Dioda Ideal

Grafik dan rangkaian ekivalen dioda Si / Ge :

I

V

0,7V(0,3V)

+

- 0,7V

(0,3V)

I.3. Dioda Praktis

Grafik karakteristik dioda praktis :

On-State

Forward Biased Region

I

V

Reverse Biased Region

Reverse Blocking Region

Breakdown Voltage

Knee Voltage

I.3. Dioda Praktis

Persamaan arus yang melalui dioda (Persamaan Schockley/dioda Boltzmann) :

ID = arus dioda, A (ampere)

VD = tegangan persambungan dioda, V (volt)

IS = arus bocor (balik), berkisar antara 10-6A atau

10-15A

n = konstanta empiris/koefisien emisi/faktor ideal

(dioda Ge = 1, dioda Si = 2)

)1(/

TD nVV

SD eII

I.3. Dioda Praktis

VT = tegangan termal, dimana :

k = konstanta Boltzmann, 1,3806.10-23 J/K

T = suhu absolut, K (kelvin), 1K = 2730C

q = muatan elektron, 1,6022.10-19 coulomb

q

kTVT

I.3. Dioda Praktis

Dari persamaan, dapat disimpulkan bahwa hubungan antara arus dan tegangan pada dioda merupakan fungsi eksponensial.

Jika tegangan sumber di bawah tegangan persambungan dioda, arus dioda masih kecil dan akan bertambah dengan cepat jika tegangan sudah mencapai tegangan persambungannya. Berarti resistivitas diferensialnya :

dI

dVr

I.3. Dioda Praktis

Resistivitas Diferensial adalah :

kemiringan dari tangen pada grafik hubungan antara V dan I (terjadi pada kondisi hubungan antara V dan I yang tidak linier).

Resistivitas Konstan adalah :

Perbandingan antara V dan I pada kondisi hubungan linier.

I

VR

I.4. Beberapa Jenis Dioda

1. Schottky diodes

dioda ini digunakan pada jatuh tegangan maju yang rendah (umumnya 0,3V), diaplikasikan pada rangkaian tegangan keluaran yang sangat rendah. Dioda ini dibatasi pada blocking voltage capabilities hingga 50-100V.

2. Fast-recovery diodes

dioda ini digunakan pada rangkaian berfrekuensi tinggi, diaplikasikan untuk saklar-saklar terkendali yang membutuhkan reverse-recovery time yang kecil. Berada pada level V ratusan, level I ratusan, dan rentang trr mikrodetik.

I.4. Beberapa Jenis Dioda

3. Line-frequency diodes

Tegangan kedudukan ON pada dioda ini dirancang serendah mungkin dan memiliki trr yang lebih besar, yang dapat diterima pada aplikasi frekuensi jala-jala. Dioda ini tersedia dengan rentang blocking voltage dalam kV dan rentang arus dalam kA, dapat dihubungkan secara seri/paralel dalam mencukupi kebutuhan arus dan tegangan.

0 t

iD trr

Qrr

-IRM

I.4. Beberapa Jenis Dioda

4. Zener diodes

merupakan jenis dioda khusus yang bekerja pada daerah bias balik (reverse biased region). Dioda ini dirancang untuk memiliki nilai breakthrough voltage tertentu. Breakthrough voltage biasa disebut tegangan Zener, diaplikasikan untuk membatasi tegangan rangkaian pada tegangan zenernya.

Simbol :

I.4. Beberapa Jenis Dioda

5. Fotodioda

dioda yang dapat memancarkan cahaya saat dialiri arus.

Contoh : LED (Light Emitting Diode)

KESIMPULAN Definisi adalah sebuah formula yg ditemukan utk

sebuah konsep baru.

Hukum adalah relasi yg ada dalam alam.

Penurunan adalah formula yg dihasilkan scr matematis.

Pendekatan ideal berguna apabila terjadi trouble shooting.

Pendekatan kedua berguna utk perhitungan awal rangkaian.

Pendekatan yg lebih tinggi digunakan dengan komputer.

KESIMPULAN (lanj.1)

Sumber Tegangan :

Sumber tegangan ideal tidak memiliki hambatan dalam.

Pendekatan kedua dari suatu sumber tegangan memiliki hambatan dalam yg diseri dengan sumber.

Sumber tegangan kaku didefinisikan sebagai sumber tegangan yg memiliki hambatan dalam lebih kecil dari 1/100 hambatan beban.

KESIMPULAN (lanj.2) Sumber Arus

Sumber arus ideal memiliki hambatan dalam tak berhingga.

Pendekatan kedua dari suatu sumber arus memiliki hambatan dalam besar yg diparalel dengan sumber arus.

Sumber arus kaku didefinisikan sebagai sumber arus yg memiliki hambatan dalam lebih dari 100 kali hambatan beban.

KESIMPULAN (lanj.3) Troubleshooting

Masalah yg paling sering terjadi adalah hubung singkat, hubung buka dan masalah intermittent (putus2). Hubung singkat sll memiliki tegangan nol, arus yg melalui untai hubung singkat harus dihitung dengan memeriksa bagian rangkaian yg lain. Hubung buka selalu memiliki arus nol. Tegangan pada untai hubung buka harus dihitung dg memeriksa bagian rangkaian yg lain. Intermittent merupakan masalah yg menyebabkan rangkaian terkadang “ON” lg atau “OFF” lg dimana dibutuhkan kesabaran2 dan troubleshooting logis utk mengisolasinya.