dioda semi konduktor banyak di gunakan sebagai penyearah.
penyearah yang paling sederhana adalah penyearah sebuah dioda.melihat dari namanya maka hanya setengah glombang saja yang akan di searahkan. gambar 28 menunjukan rangkaian penyearah glombang mendapat masukan dari skunder trafo yang berupa sinyal ac berbentuk sinus,Vi=Vm sin ^t(gambar 28(b))
dari persamaan tersebut,Vm merupakan tegangan maksimum. harga Vm ini hanya bisa di ukur dengan CRO yakni dengan melihat langsung pada glombangnya. sedangkan pada umumnya harga yang tercantum pada skunder trafo adalah tegangan efektif. tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms (Vrms) adalah
Vm
VEff=Vmrs= . . .=0,707 Vm
-2
tegangan (arus) efektif atau rms (root-mean-square)adalah tegangan (arus) yang terukur oleh volt meter (ampermeter).karena harga Vm pada umumnya jauh lebih bsar dari pada V- (tegangan cut-in dioda) maka pada pembahasan penyearah ini V- diabaikan prinsip kerja penyearah setengah glombang adalah bahwa pada saat sinyal input berupa siklus positif maka dioda dapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban (i) pada (c) dari gambar 28
untuk penyearah glombang di peroleh
Idc .1/2 Im t dt
Idc .Im/- - 0,318
tegangan keluaran dc yang berupa turun tegangan dc pada beban adalah :
Vdc=Idc . RL
apabila harga Rf jauh kecil dari RL, yang berarti Rf bisa di abaikan,maka:
Vm=Im.RL
sehingga:Vdc .Im.RL/-
Vdc .Vm/- - 0,318 Vm
apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil untuk memperoleh hasil yang lebih teliti maka tegangan cut in dioda (V-) perlu dipertimbangkan yaitu:
Vdc .0,318 .Vm & V-
dalam perencanaan rangkaian penyearah yang juga penting untuk diketahui adalah beberapa tegangan maksimum yang harus di tahan oleh dioda ini sering di sebut dengan istilah Piv (peak-inverse voltage) atau tegangan puncak balik. hal ini karena pada saat dioda mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang mengalir dan semua tegangan dari sekunder trafo berada pada dioda.
Piv .Vm
(gambar 29 untuk glombang sinyal pada diod)
bentuk glombang sinyal pada dioda seperti gambar 28 dengan anggapan bahwa Rf dioda di abaikan, karena nilainya kecil sekali dibandingkan RL.sehingga pada saat siklus positif di mana dioda sedang on(mendapat bias maju).
terlihat turun tegangannya adalah nol. sedangkan saat siklus negatif, dioda sedang off(mendapat bias mundur) sehingga tegangan puncak dari sekunder trafo (Vm) semuanya berada pada dioda.
penyearah glombang penuh dengan trafo CT rangkaian penyearah glombang penuh ada dua macam,yaitu dengan menggunakan trafo CT (center-tap=tap tengah) dan dengan sistem jembatan. gambar 30 menunjukan rangkaian penyearah glombang penuh dengan menggunakan trafo CT terminal sekunder dari trafo CT mengeluarkan 2 buah tegangan keluaran yang sama tapi fasanya berlawanan titik CT sebagai titik tengahnya kedua keluaran ini masing masing di hubungkan ke D1 dan D2 sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus negatif,dan sebaliknya.Dengan demikian D1 dan D2 hidup bergantian namun karena arus I dan I2 melewati tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah (29c)
penyearah yang paling sederhana adalah penyearah sebuah dioda.melihat dari namanya maka hanya setengah glombang saja yang akan di searahkan. gambar 28 menunjukan rangkaian penyearah glombang mendapat masukan dari skunder trafo yang berupa sinyal ac berbentuk sinus,Vi=Vm sin ^t(gambar 28(b))
dari persamaan tersebut,Vm merupakan tegangan maksimum. harga Vm ini hanya bisa di ukur dengan CRO yakni dengan melihat langsung pada glombangnya. sedangkan pada umumnya harga yang tercantum pada skunder trafo adalah tegangan efektif. tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms (Vrms) adalah
Vm
VEff=Vmrs= . . .=0,707 Vm
-2
tegangan (arus) efektif atau rms (root-mean-square)adalah tegangan (arus) yang terukur oleh volt meter (ampermeter).karena harga Vm pada umumnya jauh lebih bsar dari pada V- (tegangan cut-in dioda) maka pada pembahasan penyearah ini V- diabaikan prinsip kerja penyearah setengah glombang adalah bahwa pada saat sinyal input berupa siklus positif maka dioda dapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban (i) pada (c) dari gambar 28
untuk penyearah glombang di peroleh
Idc .1/2 Im t dt
Idc .Im/- - 0,318
tegangan keluaran dc yang berupa turun tegangan dc pada beban adalah :
Vdc=Idc . RL
apabila harga Rf jauh kecil dari RL, yang berarti Rf bisa di abaikan,maka:
Vm=Im.RL
sehingga:Vdc .Im.RL/-
Vdc .Vm/- - 0,318 Vm
apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil untuk memperoleh hasil yang lebih teliti maka tegangan cut in dioda (V-) perlu dipertimbangkan yaitu:
Vdc .0,318 .Vm & V-
dalam perencanaan rangkaian penyearah yang juga penting untuk diketahui adalah beberapa tegangan maksimum yang harus di tahan oleh dioda ini sering di sebut dengan istilah Piv (peak-inverse voltage) atau tegangan puncak balik. hal ini karena pada saat dioda mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang mengalir dan semua tegangan dari sekunder trafo berada pada dioda.
Piv .Vm
(gambar 29 untuk glombang sinyal pada diod)
bentuk glombang sinyal pada dioda seperti gambar 28 dengan anggapan bahwa Rf dioda di abaikan, karena nilainya kecil sekali dibandingkan RL.sehingga pada saat siklus positif di mana dioda sedang on(mendapat bias maju).
terlihat turun tegangannya adalah nol. sedangkan saat siklus negatif, dioda sedang off(mendapat bias mundur) sehingga tegangan puncak dari sekunder trafo (Vm) semuanya berada pada dioda.
penyearah glombang penuh dengan trafo CT rangkaian penyearah glombang penuh ada dua macam,yaitu dengan menggunakan trafo CT (center-tap=tap tengah) dan dengan sistem jembatan. gambar 30 menunjukan rangkaian penyearah glombang penuh dengan menggunakan trafo CT terminal sekunder dari trafo CT mengeluarkan 2 buah tegangan keluaran yang sama tapi fasanya berlawanan titik CT sebagai titik tengahnya kedua keluaran ini masing masing di hubungkan ke D1 dan D2 sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus negatif,dan sebaliknya.Dengan demikian D1 dan D2 hidup bergantian namun karena arus I dan I2 melewati tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah (29c)
Selasa, 13 Maret 2012
Kurva Karakteristik Dioda
Hubungan antara besarnya arus yang mengalir melalui dioda dengan tegangan Va-k dapat dilihat pada kurva karakteristik dioda (gambar 20).
Gambar 20 menunjukkan dua macam kurva, yakni dioda germanium (Ge) dan dioda silikon (Si) pada saat dioda diberi bias maju, yakni bila Va-k positif, maka arus ID akan naik dengan cepat setelah Va-k mencapai tegangan cut-in (V_) tegangan cut-in (V_) ini kira-kira sebesar4 0.2 volt untuk dioda germanium dan 0.6 volt untuk dioda silikon. dengan pemberian tegangan sebesar ini maka potensial penghalang (barrier potential) pada persambungan akan teratasi sehingga arus dioda mulai mengalir dengan cepat.
Gambar 20 kurva karakteristik dioda
Bagian kiri bawah dari grafik pada gambar 19 merupakan kurva karakteristik dioda saat mendapatkan bias mundur. disini juga terdapat dua kurva, yaitu untk dioda germanium dan silikon. besarnya arus jenuh mundur (reverse saturation current) Is untuk dioda gemanium adalah dalam orde mikro amper dalam.
Contohini adalah dalam orde 1-A. sedangkan untuk dioda silikon Is adalah dalam orde nano amper. dalam hal ini adalah 10 nA. apabila tegangan Va-k yang berporalitas negatif tersebut dinaikkan terus, maka suatu saat akan mencapai tegangan patah (breakdown) dimana arus Is akan naik dengan tiba-tiba pada saat mencapai tegangan breakdown ini. pwmbawa minoritas dipercepat sehingga mencapai kecepatan yang cukup tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom. kemudian elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan yang lainnya sehingga arusnya semakin besar./ pada dioda biasa pencapaian tegangan breakdown ini selalu dihindari karena dioda bisa rusak.hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat dinyatakan dalam persamaan matematis yang dikembangkan oleh W shockley, yaitu :
ID=IS (e (VD/n.VT)-1)
dimana := ID : arus dioda (amper)
Is : arus jenuh mundur (amper)
e : bilangan natural,2.7828
VD : beda tegangan pada dioda (volt)
n : konstanta,1 untuk Ge dan 2 untuk si
VT : tegangan ekifalen temperatur (volt)
harga Is suatu dioda di pengaruhi oleh temperatur,tingkat doping dan geometri dioda. Dan konstanta n tergantung pada sifat konstruksi dan para meter fisik dioda. Sedangkan harga VT ditentukan dengan persamaan.
Gambar 20 menunjukkan dua macam kurva, yakni dioda germanium (Ge) dan dioda silikon (Si) pada saat dioda diberi bias maju, yakni bila Va-k positif, maka arus ID akan naik dengan cepat setelah Va-k mencapai tegangan cut-in (V_) tegangan cut-in (V_) ini kira-kira sebesar4 0.2 volt untuk dioda germanium dan 0.6 volt untuk dioda silikon. dengan pemberian tegangan sebesar ini maka potensial penghalang (barrier potential) pada persambungan akan teratasi sehingga arus dioda mulai mengalir dengan cepat.
Gambar 20 kurva karakteristik dioda
Bagian kiri bawah dari grafik pada gambar 19 merupakan kurva karakteristik dioda saat mendapatkan bias mundur. disini juga terdapat dua kurva, yaitu untk dioda germanium dan silikon. besarnya arus jenuh mundur (reverse saturation current) Is untuk dioda gemanium adalah dalam orde mikro amper dalam.
Contohini adalah dalam orde 1-A. sedangkan untuk dioda silikon Is adalah dalam orde nano amper. dalam hal ini adalah 10 nA. apabila tegangan Va-k yang berporalitas negatif tersebut dinaikkan terus, maka suatu saat akan mencapai tegangan patah (breakdown) dimana arus Is akan naik dengan tiba-tiba pada saat mencapai tegangan breakdown ini. pwmbawa minoritas dipercepat sehingga mencapai kecepatan yang cukup tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom. kemudian elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan yang lainnya sehingga arusnya semakin besar./ pada dioda biasa pencapaian tegangan breakdown ini selalu dihindari karena dioda bisa rusak.hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat dinyatakan dalam persamaan matematis yang dikembangkan oleh W shockley, yaitu :
ID=IS (e (VD/n.VT)-1)
dimana := ID : arus dioda (amper)
Is : arus jenuh mundur (amper)
e : bilangan natural,2.7828
VD : beda tegangan pada dioda (volt)
n : konstanta,1 untuk Ge dan 2 untuk si
VT : tegangan ekifalen temperatur (volt)
harga Is suatu dioda di pengaruhi oleh temperatur,tingkat doping dan geometri dioda. Dan konstanta n tergantung pada sifat konstruksi dan para meter fisik dioda. Sedangkan harga VT ditentukan dengan persamaan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar