Aplikasi Dioda

Dioda merupakan komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir hanya ke satu arah (forward bias) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (reverse bias) . sumber: wikipedia.

Dioda dapat diaplikasikan sebagai berikut:

Dioda Zener 

Dioda zener adalah diode silicon yang dibuat khusus paling baik pada saat breakdown. Sebagaian besar diode Zener digunakan untuk regulator tegangan pada powersupply dc. Pada saat diode ini mencapai breakdown, dapat dikatakan bahwa tegangannya konstan meskipun terjadi perubahan arus yang besar. Nilai minimum arus reverse harus dijaga agar diode tetap breakdown sehingga berfungsi sebagai regulator tegangan.

[https://nindin.files.wordpress.com/2011/05/kurva-karakteristik-dioda.jpg?w=604]

[https://66fadli.files.wordpress.com/2012/06/image016.jpg] 

• Batas Kemampuan Maksimum
Pembuangan daya pada diode zener sama dengan hasil kali tegangan dan arusnya.

Pz=Vz.Iz 

Jika Pz lebih kecil dari batas kemampuan daya, diode zener dapat bekerja pada daerah breakdown tanpa ada kerusakan.
Arus maksimum yang dapat dilewatkan diode zener tanpa melebihi batas kemampuan daya sebagai berikut:

Izm=Pzm/Vz 

Dimana: Izm= batas kemampan arus zener maksimum
Pzm= batas kemampuan daya
Vt= tegangan zener

• Resistansi Zener
Bila diode zener sendang beroperasi di daerah breakdown, kenaikan arus menghasilkan sedikit kenaikan tegangan tegangan. Ini berarti diode zener memiliki resistansi ac yang kecil. Resistansi zener (impedansi zener) pada arus pengujian Izt yang sama dengan yang digunakan untuk mengukur Vz.

• Ada tiga tipe analisa zener:
o Fixed Vs dan RL
o Fixed Vs dan variable RL
o Variabel Vs dan Fixed RL

 Pengatur Tegangan (Voltage regulation) 

Regulasi adalah tahap terakhir untuk menghilangkan ripple, karna mampu mempertahanan tegangan keluaran yang tetap meskipun arus yang melauinya berubah melalui pengaturan tegangan lintas resistansi beban.

Rangkaian Filter 

Rangkaian filter adalah rangkaian yang berfungsi mengurangi factor ripple yang terjadi pada suatu rngkaian penyearah. Komponen yang biasa dipakai umumnya:
• Kapasitor yang dihubungkan secara parallel pada terminal output penyearah.

[http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/02/Full-Wave-Rectifier-bridge-filter.jpg] 

Pada keadaan 0<t<T/2, diode konduksi dan kapasitor akan terisi muatan listrik. PAda /2 <t<T, diode off dan kapasitor akan membuang (discharger) muatan listrik. Berdasarkan sifat kapasitor yang menyatakan tegangan pada kapasitor tidak dapat berubah dengan tiba-tiba, dan berdasarkan persamaan V0(t)=VC(t), maka diperoleh bentuk tegangan seperti pada gambar 4.
Analisis factor ripple untuk penyearah gelombang penuh dengan kapasitor C sebagai filter, yaitu sbb:

Vc(t)=VM.e^-t/RC 

• Induktor yang dihubungkan secara seri pada penyearah

http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/05/Rangkaian-Power-Supply-Dengan-Filter-Induktor.jpg

Bentuk gelombang yang terjadi pada output dapat dilihat pada gambar 4. Saat 0<t<T/2 terjadi penyimpangan energy elektromagnetik pada inductor sebesar:

E: P(t) dt 

Kemudian pada saat T/2<t<T, diode cut off danterjadi pembungan muatan dari inductor L. SIfat inductor menyatakan bahwa tegangan pada inductor tak dapat berubah dengan tiba-tiba dan berdasar persamaan V0(t)=Vs(t)+VL(t) maka diperoleh gelombang dengan gambar seperi no 4.

Diode Limiting/Clipping (pemotong) dan Clamping (menaikkan atau menurunkan)

Dioda dapat digunakan sebagai pemotong atau pembatas pada suatu rangkaian dengan input gelombang tegangan ac, pada siklus negative ataupun siklus positif, seperti yang terlihat pada gambar dibawah. 

[http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/03/Rangkaian-Clipper-Parallel-Positif.jpg] 

[http://elektronika-dasar.web.id/wp-content/uploads/2012/03/Rangkaian-Clipper-Parallel-Negatif.jpg] 

Dioda juga dapat digunakan untuk menaikkan atau menurunkan gelombang ac dari referensi nol kearah level tegangan dc (mengambangkan sinyal ke level tegangan dc). Hal ini dilakukan dengan menggunakan kapasitor C yang dipasang seri dengan tegangan ac (sumber), dan diode yang dipasang parallel dengan sumber, seperti 

Misalkan siklus dimulai pada siklus negative. Maka, untuk siklus negative nol samapi titik tegangan minimum (titik puncak tegangan minimum) diode akan on (forward bias) dan kapasitor diisi muatan (charge) sampai kira-kira Vp=0,7V. Seterusnya, mulai dari puncak minimum menuju kearah titik nol, kembali diode off (reverse bias) dan kapasitor discharge. Pada kondisi ini beban kembali mendapatkan tegangan dari sinyal input (sumber) melalui discharging apasitor, dan kondisinya tetap diteruskan pada siklus tegangan positif. Kejadian untuk charging berlangsung dengan cepat, dan dan discharging berlangsung lambat (dapat dilakukan dengan membuat konstanta waktu RLC>0 kali frekuensi gelombang input). 

REFERENSI

Barmawi, malvino.1994.Prinsip-Prinsip Elektronika.Bandung: Erlangga 

Zuhal, dan Zhanggischan.2004.Prinsip Dasar Elekroteknik.Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama