BAB 5 Sumber Daya Elektronika
5.3 Dioda Semikonduktor
Dioda sambungan PN memungkinkan arus melewati satu arah
(terminal sumber positif dihubungkan dengan anoda) dan menghalangi arus pada
arah yang lain (terminal sumber negative dihubungkan pada anoda)
Dioda Penyearah
Penyearah merupakan proses
pengubahan arus bolak-balik menjadi arus searah. Skema penyearah satu-fase
setengah gelombang menunjukkan bahwa selama setengah siklus positif gelombang input
ac, sisi anoda dari dioda adalah positif. Dioda kemudian diberi bias maju,
memungkinkan diode mengjantarkan arus mengalir pada beban. Sebab positif
dibangkitkan pada beban. Selama setengah siklus negatif gelombang input ac sisi
anoda dari diode adalah negatif. Dioda sekarangdiberi bias terbalik; akibatnya
tidak ada arus yang mengalir melaluinya.
Jenis penyearah satu fase setengah
gelombang adalah diode Schottky yang tersusun dengan chip silicon jenis N yang
diikat pada platina. Dioda Schottky digunakan pada rangkaian saklar
kecepatan-tinggi. Karena penyearah setengah gelombang hanya menggunakan
setengah dari gelombang input ac, maka penggunaanya trebatas pada aplikasi daya
rendah. Pulsa yang kecil dan arus searah harga rata-rata yang lebih tinggi
dapat dihasilkan dengan penyearah kedua tengahan siklus dari gelombang input
ac. Rangkaian penyearah seperti itu disebut Penyearah Gelombang-penuh.
Konfigurasi yang paling sederhana
adalah penyearah setengah gelombang tiga fasa. Dioda dipasangkan pada tiap tiap
kaki sekunder-bintang dari transformator daya tiga fasa. Dioda diberi bias maju
ketika tegangan masing-masing lin menjadi positif dan diberi bias mundur ketika
tegangan menjadi negatif. Karena tegangan dari tiap lin tiga-fasa menjadi
positif, arus mengalir melalui beban ke tap pusat transformator, untuk melengkapi
rangkaian. Penyearah gelombang penuh tiga fasa bahkan mempunyai riak yang lebih
rendah dibandingkan dengan penyearah setengah gelombang fasa. Penyearah itu
tidak memerlukan tap pusat transformator tiga fasa hubungan bintang. Penyearah
hanya perlu dihubungkan pada daya tiga fasa untuk mengoperasikannya. Oleh
karena itu, daya dapat disuplaikan baik oleh hubungan bintang maupun segitiga.
Output dc berpulsa dari rangkaina
penyearah tidak cukup halus untuk mengoperasikan sebagian besar alat elektronis
dengan baik. Rangkaian tersebut tidak menghasilkan arus searah murni. Output
suplai daya masih mempunyai komponen ac yang disebut ripple/riak. Riak
dihasilkan oleh pengubahan tegangan ac menjadi dc dapat dibuat jauh lebih luas
dengan menggunakan filter. Filter digunakan untuk mengurangi jumlah riak ac
sehingga mempunyai bentuk arus searah yang relatif murni.Alat filter yang
paling umum adalah kapasitor yang dihubungkan parallel dengan output rangkaian
penyearah. Penyaring kapasitor dapat menyimpan muatan listirk. Penyaring
kapasitor adalah kapasitor yang nilainya tinggi.
Filter bekerja dengan pengisian
kapasitor apabila dioda menghantarkan, dan mengosongkan nya apabila diode tidak
menghantarkan. Apabilah rangkaian penyearah menghantarkan, kapasitor mengisi
dengan cepat sampai mendekati tegangan puncak gelombang input.
Dioda klem
Rangaian diode klem adalah rangkaian yang dapat menahan
tegangan atau arus pada level tertentu. Pada rangkaian induktif tertentu perlu
untuk membatasi jumlah tegangan pada rangkaian. Misal: apabila tegangan dc pada
kumparan dimatikan aka nada bunga api pada kontak saklar yang perlu mendapat
perhatian.
Dioda Zener
Dioda
Zener seperti pada diode penyearah memungkinkan arus mengalir dengan arah maju.
Berbeda dengan diode penyearah, pada diode zener tegangan patah arah mundur
jauh lebih rendah dibandingkan dengan yang ada pada diode penyearah biasa.
Selama pembuatan, diode tersebut diberi bahan campuran dengan berlebih. Arus
ekstra yang besar memungkinkan diode zener dapat menghantarkan arus pada arah
mundur Arus bias terbalik tersebut akan merusak diode normal, tetapi zener yang
tertentu dari diode zener menunjukkan tegangan pada diode yang memulai
menghantarkan apabila diberi bias mundur (terbalik).
Dioda
zener sering digunakan sebagai bagian dari rangkaian pengatur tegangan. Dioda
zener dapat digunakan untuk membuat bentuk atau kondisi sinyal dari sensor
untuk digunakan oleh computer digital. Misalnya clipper (pemotong) gelombang
dapat digunakan untuk merubah sinyal
gelombang sinus yang masuk menjadi sinyal yang mendekati gelombang kotak
yang dapat digunakan oleh computer. Rangkaian tersebut memotong kedua tengahan
dari gelombang input ac dengan sama ketika dua diode zener dari ukuran kerja
tegangan yang sama digunakan.
Dioda Yang Memancarkan Cahaya
Dioda pancar cahaya (light-emitting diode = LED) adalah
diode semi konduktor khusus yang dirancang untuk memancarkan cahaya apabila
arus melaluinya. Apabila diberi bias maju, energy electron yang mengalir
melewati tahanan sambungan diubah langsung menjadi energy cahaya. LED harus
dioperasikan didalam ukuran kerja tegangan dan arus yang tertentu untuk
mencegah kerusakan yang tidak dapat diubah lagi. Sebagian besar LED membutuhkan
1,5 sampai 2,2 V untuk memberi bias maju dan dapat mengatasi dengan aman arus
sebesar 20 sampai 30mA.
Dioda Laser
Dioda Laser adalah LED yang dibuat khusus untuk dapat
beroperasi sebagai laser. Laser singkatan dari light amplifications by
stimulated emission of radiation = amplifikasi cahaya dengan emisi radiasi yang
distimulasi. Tidak seperti LED, diode laser mempunyai lubang optis yang
diperlukan untuk produksi laser. Seperti LED, diode laser adalah diode
sambungan PN yang pada level arus tertentu akan memancarkan cahaya.
Fotodioda
Semua
diode sambungan PN sensitive terhadap cahaya. Fotodioda adalah diode sambungan
PN yang secara khusus dirancang untuk mendeteksi cahaya. Fotodioda dirancang
lewat melalui lensa yang mengekspos sambungan. Fotodioda dirancang beroperasi
pada mode bias-mundur. Pada alat ini arus bocor bias-mundur meningkat dengan
peningkatan level cahaya. Harga arus umumnya adalah dalam rentang microampere.
Fotodioda dan LED sering digunakan shubungan dengan kabel fiber-optik untuk
keperluan transmisi data.
No comments:
Post a Comment