Model Dioda Bias Maju

Analisis dan Pemodelan Dioda Untuk rangkaian berikut bagaimana cara mencari arus ID? Model matematis Model grafis Model tegangan drop Bagaimana bila ada sinyal acnya Model sinyal kecil Menjelaskan berbagai prinsip untuk analisis rangkaian dengan dioda.

Model Eksponensial (Matematis) Persamaan implisit Lakukan iterasi numerik Menjelaskan kesulitan untuk mendapat solusi eksplisit untuk rangkaian dengan dioda karena sifat persamaan eksponensial hubungan arus tegangannya.

Catatan Model Eksponensial Persamaan arus yang dimiliki Alternatif untuk iterasi Alternatif 1 Alternatif 2 Alternatif 2 ini cenderung tidak konvergen karena menggunakan fungsi eksponensial

Model Eksponensial VDD 5V R 1kW IS 10-15A VT 25mV 1 2,5 (tebak) 0,0025 Iterasi VD (V) ID (mA) 1 2,5 (tebak) 0,0025 2 0,713683 0,004286 3 0,727161 0,004273 4 0,727082 Menjelaskan alternatif numerik untuk menganalisis rangkaian dengan dioda dengan iterasi. Perhatikan bentuk persamaan yang digunakan adalah arus ditentukan dari tegangan dalam rangkaian dan tegangan dioda ditentukan dari arus dalam hubungan arus tegangan dioda. Gunakan bentuk persamaan logaritma natural dan hindari bentuk eksponensial untuk memperoleh konvergensi. Mengapa tidak menggunakan?

Model Grafis Gunakan kurva untuk kedua peramaan arus dioda dan cari titik temunya Menjelaskan metoda grafis sebagai alternatif lain untuk mencari solusi rangkaian dengan dioda.

Model Tegangan Drop Model menggunakan penyederhanaan tegangan tetap saat konduksi Menjelaskan dasar pemikiran pemodelan dioda sebagai tegangan drop saat konduksi.

Model Tegangan Drop Karakterisik IV dan model rangkaian Menjelaskan kurva karakteristik model tegangan drop dan rangkaian penggantinya. Pemanfaatan model ini hanya untuk analisis rangkaian DC.

Latihan 4.11 Bila tiap dioda pada rangkaian mempunyai tegangan drop 0,7V saat arus 1mA, tentukan R yang memberikan tegangan output 2,4V sedr42021_e0312.jpg

Latihan 4.11 Tegangan output 2,4V, tegangan dioda 0,8V Arus dioda Resistansi

Model Sinyal Kecil Fungsi arus-tegangan dioda adalah eksponensial. Bila tegangan dioda mempunyai nilai DC tertentu dan ac yang kecil, maka perubahan arus dapat didekati dengan fungsi linier Menjelaskan pembentukan model sinyal kecil dengan melihat potongan kurva eksponensial pada selang kecil sebagai garis lurus sehingga perubahan arus memiliki hubungan linier terhadap perubahan tegangan.

Penurunan Model Sinyal Kecil Menjelaskan penurunan matematis pendekatan linier terhadap fungsi eksponensial. Jelaskan juga syarat pendekatan linier serta mengapa muncul besaran resistansi dinamik serta apa artinya.

Model Ekivalen Sinyal Kecil Dari penurunan untuk sinyal lengkap dengan ac kecil Sinyal lengkap baik tegangan maupun arus tampak sebagai superposisi sinyal DC dan ac Menjelaskan pemodelan saat dioda mendapat tegangan yang terdiri dari sinyal DC dan ac yang kecil. Pemodelan ini memberikan model linier untuk AC dan pemanaatannya dalam analisis rangkaian menggunakan teorema superposisi dengan sumber DC dan sumber ac.

Pemanfaatan Model Sinyal Kecil Syarat sinyal AC kecil Hubungan menjadi linier Titik kerja tidak berubah Analisis Gambarkan rangkaian DC, lakukan analisis mencari titik kerja DC (arus dan tegangan) Hitung parameter rangkaian ac sinyal kecil Gambarkan rangkaian ac sinyal kecil, lakukan analisis ac (arus dan tegangan) Hasil akhir adalah superposisi hasil analisis DC dan AC

Contoh 4.5 Rangkaian berikut mendapat tegangan V+ DC 10V ditambah ripple ac sinusoid 1Vp 60Hz. Resistansi yang digunakan 10kW dan dioda mempunyai tegangan 0,7V saat arus 1mA. Tentukan tegangan ripple pada dioda. 1V 10V V+ t

Contoh 4.5 Analisis DC (ac=0) Analisis ac (DC=0) Anggap VD=0,7V, maka arus DC Arus medekati 1mA, asumsi dapat dianggap benar Karakteristik sniyal kecil Analisis ac (DC=0) dioda digantikan rangkaian ekivalen resistor Tegangan ripple dioda

Contoh 4.6 Rangkaian berikut mendapat input tegangan 10V dengan ripple 10% (=1V) Hitung perubahan tegangan output vO tanpa dan dengan beban sedr42021_0319.jpg

Contoh 4.6 Analisis sinyal DC Mencari model rangkaian ac

Contoh 4.6 Analisis hanya ac Tegangan ripple output merupakan hasil rangkaian pembagi resistor dan resistansi dioda Analisis tegangan output keseluruhan (superposisi)

Contoh 4.6 Dengan beban 1kW, arus mengalir pada beban Arus berkurang pada dioda Penurunan tegangan pada dioda

Latihan 4.14 Diinginkan VO=3V saat IL=0, dan vO berubah 20mV per 1mA arus beban Tentukan resistansi R , arus saturasi IS tiap dioda hasil desain. Gunakan model eksponensial untuk menentukan perubahan vO aktual desain yang diperoleh. sedr42021_e0316.jpg

Latihan 4.14 Dari rangkaian tanpa beban Perilaku sinyal kecil

Latihan 4.14 Perilaku Arus-tegangan Dioda

Latihan 4.14 Iterasi Dari persamaan tegangan resistor Dari persamaan arus dioda Iterasi Iterasi VO(V) ID(mA) 1 3 4 2 2,9772 4,009 2,9775