ELEKTRONIKA 1 Teknik Elektro-UNIKOM TEORI DIODA

Outlines Pendahuluan Model pendekatan (Aproksimasi) Dioda Dioda Ideal (pendekatan ideal) Dioda Praktek (pendekatan ke-2) Dioda Lengkap (pendekatan ke-3) Garis Beban ( Load Lines) Dioda Gambaran Aplikasi Dioda pada Sistem Elektronika Pemahaman Dioda dengan Pendekatan Program Simulasi

PENDAHULUAN (GAGASAN DASAR) Dioda bekerja dalam daerah “non linier” Daerah non linier terjadi pada saat arus melewati tegangan barrier/knee dioda Daerah Arus Maju Barrier : 0,7 V (Silikon) : 0,2 V (Germanium) Daerah Arus Mundur

Simbol, Rangkaian & Kemasan

Jenis dioda

Pn junction dioda Dioda tanpa Bias (The Unbiased Diode) Sisi P mempunyai banyak hole dan sisi N banyak elektron pita konduksi Tidak ada tegangan luar disebut dioda tanpa bias.

Lapisan pengosongan/deplesi Pasangan ion positif dan negatif disebut dipole. Pembentukan sejumlah dipole mengakibatkan daerah dekat junction dikosongkan dari muatan yg bergerak. Daerah kosong muatan tersebut disebut lapisan pengosongan (lapisan deplesi).

Potensial Barier (tegangan knee /Kaki) 0,3 V (dioda germanium) 0,7 V (dioda silicon)

Model pendekatan dioda Model Pendekatan Dioda adalah representasi karakteristik kerja dioda terhadap sebuah rangkaian. Tujuan adalah memudahkan kita dalam memahami & mengaplikasikan dioda pada sebuah rangkaian.

Model diode ideal (Pendekatan ke-1) Analisis model ini dasarkan karakteristik sebuah saklar, maka dapat diperoleh : 1. Ketika dibias reverse ( Open Switch ) Diode memilki resistansi tak terbatas ( maksimum ) Diode tidak dialiri arus Sumber Tegangan akan jatuh semua pada terminal diode 2.Ketika dibias forward ( Closed Switch ) Diode memilki resistansi nol ( minimum ) Diode dialiri arus Tidak ada Sumber Tegangan jatuh pada terminal diode

Contoh kasus 1: Tentukan tegangan dan arus beban pada rangkaian diode ideal berikut ini: Solusi : Saat diode closed (saklar tertutut), maka seluruh tegangan sumber terdistribusi ke beban (RL) sehingga diperoleh : Dengan menerapkan Hukum Ohm, diperoleh arus beban sebesar :

Contoh kasus 2: Tentukan tegangan dan arus beban pada rangkaian diode ideal berikut ini: Solusi : Dengan menggunakan teorema Thevenin diperoleh : Jadi, tegangan dan arus beban sebesar :

Model diode TAK IDEAL (pendekatan ke-2) Tegangan maju (barrier/knee) biasanya diperhatikan dalam analisis ini. Pada aplikasi rangkaian yang digunakan diasumsikan tegangan barrier/knee dioda yang dipergunakan dioda atau dioda germanium (tegangan maju: 0.7V atau 0.3V)

Contoh kasus 3: Tentukan tegangan beban, arus beban dan daya dioda pada rangkaian diode dengan pendekatan ke-2 berikut ini: Solusi : Saat diode closed (saklar tertutut), maka tegngan sumber beban diperoleh : Dengan menerapkan Hukum Ohm, diperoleh arus beban sebesar : Daya diode diperoleh sebesar :

Contoh kasus 4 (soal latihan): Tentukan arus beban, tegangan beban & daya dioda pada rangkaian diode pendekatan ke-2 berikut ini:

Model diode lengkap (pendekatan ke-3) Merupakan model yang paling akurat. Menggambarkan sebuah karakteristik operasional dioda sebenarnya. 2 faktor yang menyebabkan model ini menjadi semakin akurat adalah adanya Resistansi Bulk (RB).

Model diode lengkap (lanjutan…) Selama konduksi, tegangan melalui dioda silikon pada pendekatan ini dinyatakan sebesar: Tahanan Bulk dapat diabaikan jika,

Contoh kasus 5: Tentukan tegangan beban, arus beban dan daya dioda pada rangkaian dioda dengan pendekatan ke-3 berikut ini: Solusi : Karena nilai TAHANAN BULK sangat kecil 1/1000 dari beban (RL), maka hasilnya sama seperti pada CONTOH KASUS 3 sebelumnya. Jadi, pendekatan ke- 2 untuk kasus ini dapat digunakan.

Contoh kasus 6: Jika tahanan beban (RL) pada contoh kasus 5 sebelumnya diganti sebesar 10 Ω, maka berapa arus & tegangan beban rangkaian dioda silikon untuk pendekatan ke-3 ini ! Solusi : Tentukan dahulu resistansi total RT sebesar: Kemudian, tentukan tegangan total rangkaian sebesar : Arus beban : Tegangan beban :

Tabel perbandingan pendekatan dioda

Garis beban dioda Analisis “garis beban’ dioda digunakan untuk mencari nilai pasti (eksak) dari arus dan tegangan dioda. Persamaan “garis beban” dioda dinyatakan berdasarkan rumusan berikut ini:

Ilustrasi penentuan “garis beban” dioda Gambarkan kurva arus terhadap tegangan kerja dioda dalam sebuah garis beban dari rangkaian berikut ini: Dengan tegangan sumber 2V dan tahanan 100Ω, maka arus dioda diperoleh sebesar : dengan menggunakan “persamaan gari lurus”, maka akan diperoleh analisis garis beban dioda Titik koordinat garis beban

Ilustrasi penentuan “garis beban” dioda (lanjutan…) Kemudian, dengan mengasumsikan tegangan dioda kita plot sebesar 2V maka diperoleh: Titik koordinat garis beban

Aplikasi dioda dalam sistem elektronika DASAR RANGKAIAN PENYEARAH (BASIC RECTIFIER CIRCUIT)

DASAR RANGKAIAN PENGUAT (AMPLIFIER CIRCUITS)

DASAR SISTEM KOMUNIKASI RADIO PENERIMA Dioda berfungsi mendeteksi sinyal informasi yang diterima (dalam sistem detector)

PEMAHAMAN DIODA (PENDEKATAN SIMULASI) MENENTUKAN TEGANGAN BEBAN DIODA

MENENTUKAN ARUS MAJU (FORWARD BIAS) DIODA

MENENTUKAN ARUS MUNDUR (REVERSE BIAS) DIODA

Terima kasih…….