ELEKTRONIKA

PERTEMUAN 3Diode IdealDiode konduk dengan baik dalam arah forward biasDiode ideal sebagai konduktor bila diberi forward bias dan sebagai isolator diberi reverse biasPendekatan DiodePendekatan Kedua

0,7VIPendekatan ketiga0,7VIVfVf = 0,7 + If.RfAnalisis Rangkaian Up Down

Dengan menghubungkan titik-titik tegangan dan arus dioda, maka akan didapat grafik dioda Grafik Dioda Forward Bias

Jika dibalik prategangannya, secara lengkap, grafik tersebut menjadi grafik

Ketika tegangannya mendekali potensial barier, pasangan elektron-hole mulai melintasi junction. Di atas 0.7 volt, biasa disebut tegangan lutut (knee voltage), Vg, atau tegangan offset, dioda menjadi sangat konduk dan mengalirkan arus yang besar. Semakin besar tegangannya, arus bertambah dengan sangat cepat pula. Hal ini menunjukkan, bahwa dioda memiliki tahanan tertentu, disebut tahanan bulk (bulk resistance).Sebaliknya, pada saat dioda di-reverse biased, terdapat arus balik yang sangat kecil. Jika tegangan ini ditambah, akan dicapai tegangan breakdown, dimana terjadi peningkatan arus yang sangat besar, yang dapat merusakkan dioda. Hambatan pada diodaDalam arah Forward tahanan DC diberi simbol Rf dan alam reverse diberi simbol RrContoh Hambatan Forward Diode Type 1N914 : 10 mA Pada tegangan 0,65 V 30 mA Pada tegangan 0,75 V 50 mA pada tegangan 0,85 VBerapa Tahanan diode / DC nyaJawab :Rf 1= 0,65 V / 10 m A = 65 OhmRf 2= 0,75 / 30 mA = 25 OhmRf3 = 0,85 / 50 mA = 17 Ohm,Jadi Tahanan DC berkurang bila arus naikContoh Hambatan ReverseDiode type 1N91425 nA Pada tegangan 20 V 5 mikroA Pada tegangan 75 V Berapa Tahanan diode / DC nya

Jawab :Rr 1= 20 V / 25 n A = 800 Mega OhmRf 2= 75 / 5 mikro A = 15 MegaOhmJadi Tahanan DC berkurang bila mendekati tegangan breakdown ( 75 V )Garis Beban Persamaan Garis Beban

Perbedaan Potensial pada tahanan adalah :Vs VArusnya :I = (Vs V) / RsContoh :Jika Tegangan sumber 2 V dan tahanan pembatas arus 100 Ohm, maka persamaan menjadi :I = (2 V) / 100Persamaan diatas menyatakan hubungan yang linier antara arus dan tegangan, jika kita menggambar persamaan ini, maka akan diperoleh garis lurus. Contoh jika V = 0, maka :I = (2 0) / 100 = 20 mA ( I = 20mA dan V= 0 V)

Jika V = 2 V, maka :I = (2 2) / 100 = 0 mA ( I = 0mA dan V= 2 V)

Rangkaian dioda

Garis beban. Dari gambar, dengan menggunakan hukum tegangan Kirchoff (Kirchoff's Voltage Law / KVL), diperoleh :

v =vi - iRL

dengan RL adalah tahanan beban.

Karena ada dua variabel yang belum diketahui nilainya, yaitu v dan i, diperlukan satu petunjuk lagi, yaitu karakteristik dioda.

Garis Beban melewati titik i = 0. Titik potong v adalah v =vi

Dan v = 0. Titik potong adalah i =vi /RL

Gambar Kurva Karakteristik DinamisHubungan arus terhadap tegangan masukan vi bervariasi disebut karakteristik dinamis. Lereng garis beban adalah tetap karena resistans beban RL tetap

Sebagai contoh, sebuah rangkaian dioda tampak pada gambar di bawah ini,

dimana: E = 10 volt dan R = 1 K. Maka persamaan arusnya adalah:

Jika digunakan Model Dioda Ideal, maka dioda tidak memiliki tegangan offset dan tahanan dalam. Sehingga, ketika dioda diberi forward biased, maka akan mengalir arus melalui dioda, dimana:

Dari persamaan diatas, didapat garis beban, dimana:

dengan titik operasi pada

Garis beban dan titik operasi ditampilkan pada gambar.

Jika digunakan Model Dioda Offset, maka dioda memiliki tegangan offset, sebesar Vg = 0.7 volt. Dengan cara yang sama seperti diatas, akan didapat persamaan garis beban yang sama. Namun, titik operasinya adalah

dimana: Garis beban dan titik operasi ditampilkan pada gambar

Vd = Vg = 0,7 V, dan Id = (10-0,7)/1 Kohm = 9,3 mAPenyearah Setengah Gelombang

Saat digunakan sebagai penyearah setengah gelombang, dioda menyearahkan tegangan AC yang berbentuk gelombang sinus menjadi tegangan DC hanya selama siklus positif tegangan AC saja. Sedangkan pada saat siklus negatifnya, dioda mengalami panjaran balik (reverse bias) sehingga tegangan beban (output) menjadi nol.