Download - Dan Mengidentifikasi Dioda
-
SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
BIDANG KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKAPROGRAM KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUANDIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH
MEMBACA DAN MENGIDENTIFIKASI
KOMPONEN DIODA
KODE MODUL
ELKA-MR.UM.002.A
Milik Negara
Tidak Diperdagangkan
-
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL2005
SEKOLAH MENENGAH KEJURUANBIDANG KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA
PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA INDUSTRI
MEMBACA DAN MENGIDENTIFIKASIKOMPONEN DIODA
Tim Penyusun:1. Drs. Batahan Harahap, SST2. Sugihartono, S. Pd3. Dra. Woro Ahyati
Tim Fasilitator:1. Drs. Batahan Harahap, SST2. Akhmad Rofiq, ST
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
KODE MODUL
ELKA-MR.UM.002.A
Milik Negara
Tidak Diperdagangkan
-
DIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAHDEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
2005
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A i
KATA PENGANTAR
Puji Syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan
karuniaNya, sehingga kami dapat menyusun bahan ajar modul interaktif dan
modul manual. Adapun modul manual terdiri atas bidang-bidang dan program-
program keahlian kejuruan yang berkembang di dunia kerja baik instansi maupun
perusahaan. Tahun Anggaran 2005 telah dibuat sebanyak 300 modul manual
terdiri atas 9 (sembilan) bidang keahlian dan 32 (tiga puluh dua) program keahlian
yaitu: Bisnis dan Manajemen (Administrasi Perkantoran dan Akuntansi),
Pertanian (Agroindustri pangan dan nonpangan, Budidaya Tanaman, Budidaya
Ternak Ruminansia, Pengendalian Mutu), Seni Rupa dan Kriya (Kriya Kayu,
Kriya Keramik, Kriya Kulit, Kriya Logam Kriya Tekstil), Tata Busan, Teknik
Bangunan (Gambar Bangunan, Teknik Konstruksi Baja dan Alumunium, Teknik
Konstruksi Batu Beton, Tekni Industri Kayu), Teknik Elektronika (Teknik Audio
Vidio, Teknik Elektronika Industri), Teknik Listrik (Pemanfaatan Energi Listrik,
Teknik Distribusi, Teknik Pembangkit Ketenagalistrik-kan), Teknik Mesin
(Mekanik Otomotif, Pengecoran Logam, Teknik Bodi Otomotif, Teknik Gambar
Mesin, Teknik Pembentukan, Teknik Pemeliharaan Mekanik Industri, Teknik
Pemesinan), Teknologi Informasi dan Komunikasi (Multimedia, Rekayasa
Perangkat Lunak, Teknik Komputer dan Jaringan), dan program Normatif Bahasa
Indonesia.
Modul ini disusun mengacu kepada Standar Kompetensi Kerja Nasional Indonesia
(SKKNI), Kurikulum Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Edisi 2004 dengan
menggunakan pendekatan pembelajaran berbasis kompetensi (Competency
Based Training/CBT). Diharapkan modul-modul ini digunakan sebagai sumber
belajar pokok peserta pendidikan dan pelatihan (Diklat) Kejuruan khususnya SMK
dalam mencapai standar kompetensi kerja yang diharapkan dunia kerja.
Penyusunan modul dilakukan oleh para tenaga ahli kejuruan dibidangnya terdiri
atas para Guru SMK, para Widyaiswara Pusat Pengembangan Penataran Guru
(PPPG) lingkup Kejuruan dengan para nara sumber dari berbagai perguruan
Tinggi, para
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A ii
praktisi Balai Latihan dan Pengembangan Teknologi (BLPT) dan unsure dunia
usaha dan industri (DU/DI), dan berbagai sumber referensi yang digunakan baik
dari dalam dan luar negri. Modul dilakukan melalui beberapa tahap pengerjaan
termasuk validasi dan uji coba kepada para peserta Diklat/Siswa di beberapa SMK.
Sesuai perkembangan paradigma yang selalu terjadi, Direktorat Pembinaan
Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan
Menengah beserta para penulis dan unsure terlibat, menerima masukan-masukan
konstruktif dari berbagai pihak khususnya para praktisi dunia usaha dan
industri, para akademis, dan para psikologis untuk dihasilkannya Sumber Daya
Manusia (SDM) tingkat menengah yang handal. Pada kesempatan baik ini kami
sampaikan ucapan terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya kepada
berbagai pihak terutama tim penyusun modul, para nara sumber dan fasilitator,
serta para editor atas dedikasi dan pengorbanan waktu, tenaga, dan pemikiran
untuk dihasilkannya modul ini.
Semoga modul ini bermanfaat bagi kita semua, khususnya peserta Diklat SMK
atau praktisi yang sedang mengembangkan bahan ajar modul SMK.
Jakarta, Desember 2005
a.n. Direktur Jenderal Manajemen
Pendidikan Dasar dan Menengah
Direktur Pembinaan Sekolah
Menengah Kejuruan
Dr, Joko Sutrisno, MM
NIP 131415680
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A iii
DAFTAR ISI Kata Pengantar ....................................................................... i Daftar Isi ................................................................................. iii Peta Kedudukan Modul .......................................................... v Daftar Judul Modul ................................................................. vi Mekanisme Pemelajaran ........................................................ viii Glossary................................................................................... ix
I. PENDAHULUAN
A. Deskripsi .............................................................................. 1B. Prasyarat ............................................................................. 1C. Petunjuk Penggunaan Modul ................................................. 2D. Tujuan Akhir ........................................................................ 3E. Kompetensi .......................................................................... 4F. Cek Kemampuan .................................................................. 9
II. PEMELAJARAN
A. Rencana Belajar Peserta Diklat ....................................... 10
B. Kegiatan Belajar
Kegiatan Belajar 1 ............................................................ 11a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran .................................... 11b. Uraian Materi............................................................ 11c. Rangkuman.............................................................. 24d. Tugas ...................................................................... 25e. Tes Formatif............................................................. 25f. Kunci Jawaban ......................................................... 26
Kegiatan Belajar 2 ............................................................ 28A. Percobaan 1: Penyearah Gelombang ..................... 28B. Percobaan 2: Penyearah Gelombang Penuh dengan
2 buah Dioda.......................................................... 30C. Percobaan 3: Penyearah Gelombang Penuh dengan
4 Dioda ( Sistim Jembatan) . 32D. Rangkuman.............................................................. 34E. Tugas.. 35F. Tes Formatif ............................................................... 36
G. Kunci Jawaban ......................................................... 37
Kegiatan Belajar 3 ............................................................ 38a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran .................................... 38b. Uraian Materi............................................................ 38c. Rangkuman.............................................................. 41
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A iv
d. Tugas ...................................................................... 42e. Tes Formatif............................................................. 42f. Kunci Jawaban ........................................................ 43g. Membuat rangkaian regulator sederhana .................. 44
III. EVALUASI
A. Tes Tertulis .......................................................................... 46B. Tes Praktik........................................................................... 46
KUNCI JAWABAN
A. Tes Tertulis .......................................................................... 47B. Lembar Penilaian Tes Praktik................................................. 49
IV. PENUTUP ................................................................................. 52
DAFTAR PUSTAKA........................................................................... 53
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A v
PETA KEDUDUKAN MODUL
Diagram ini menunjukan tahapan atau tata urutan kompetensi yang diajarkan dan
dilatihkan kepada peserta didik dalam kurun waktu yang dibutuhkan serta
kemungkinan multi exit-multi entry yang dapat diterapkan.
SLTP & Sederajat
ELKA-MR.UM. 001.A
ELKA-MR.UM. 008.A
ELKA-MR.UM. 005.A
ELKA-MR.UM. 002.A
ELKA-MR.UM. 003.A
A
ELKA-MR.UM. 004.A
ELKA-MR.UM. 007.A
B1
C D ELKA-R.UM.006.A
ELKA-MR.PS.001.A
ELKA-
MR.PS.002.AELKA-MR.AMP.003.A
ELKA-
MR.AM.004.AELKA-
MR.TAP.005.AELKA-
MR.TV.006.A
ELKA-MR.CD.007.A
ELKA-MR.PIL.002.A
ELKA-MR.PIL.003.A
ELKA-
MR.PIL.002.AELKA-MR.PIL.005.A
2
LulusSMK
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A vi
DAFTAR JUDUL MODUL
Bidang Keahlian : Teknik ElektronikaProgram Keahlian : Teknik Audio-Video
No. Kode Judul Modul Waktu1 2 3 4
1. AVI.UM.01 Fasilitas Peralatan Keselamatan Kerja2. AVI.UM.02 Penggunaan Alat/Perlengkapan Keselamatan Kerja3. AVI.UM.03 Mesin Pemadam Kebakaran4. AVI.UM.04 Kejutan Listrik (Electric Shock)5. AVI.UM.05 Bahan kimia Polychlorina ted Biphenyls (PCBs)6. AVI.UM.06 Keselamatan kerja berdasarkan OSHA (Occupational Safety and
Health Administration)7. AVI.UM.07 Dasar Listrik8. AVI.UM.08 Motor Listrik9. AVI.UM.09 Generator Listrik10. AVI.UM.10 Komponen Elektronika11. AVI.UM.11 Rangkaian Elektronika Analog I12. AVI.UM.12 Rangkaian Elektronika Analog II13. AVI.UM.13 Elektronika Optik14. AVI.UM.14 Alat Ukur Multimeter15. AVI.UM.15 Alat Ukur Osciloscope16. AVI.UM.16 Alat Ukur Insulation Tester17. AVI.UM.17 Function Generator 18. AVI.UM.18 Pattern Generator19. AVI.UM.19 Resistor20. AVI.UM.20 Kapasitor21. AVI.UM.21 Induktor22. AVI.UM.22 Tranformator23. AVI.UM.23 Transistor24. AVI.UM.24 Thyristor25. AVI.UM.25 Dioda26. AVI.UM.26 FET27. AVI.UM.27 Amplifier Daya Rendah28. AVI.UM.28 Amplifier Daya Menengah29. AVI.UM.29 Sistim Audio30. AVI.UM.30 Filter dan Tone Control31. AVI.UM.31 Equalizer32. AVI.UM.32 Sistim Video33. AVI.UM.33 Dasar Telekomunikasi34. AVI.UM.34 Sistim Komunikasi Radio35. AVI.UM.35 Sistim Televisi36. AVI.UM.36 Power Supply37. AVI.A.01 Pengoperasian Peralatan Audio 38. AVI.A.02 Pengoperasian Peralatan Video39. AVI.A.03 Setting Respon Akustik Audio40. AVI.A.04 Setting Respon Impresive Video41. AVI.A.05 Pengoperasian Peralatan Game Komersial42. AVI.UM.37 Elektronika Digital I43. AVI.UM.38 Elektronika Digital II44. AVI.UM.39 Sistim Mikroprosesor 45. AVI.UM.40 Pemrograman Mikroprosesor
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A vii
No. Kode Judul Modul Waktu1 2 3 4
46. AVI.UM.41 Mikrokontroler47. AVI.UM.42 Pemrograman Mikrokontroler48. AVI.UM.43 Internet49. AVI.UM.44 Personal Computer50. AVI.UM.45 Applikasi Komputer51. AVI.UM.46 Gambar Elektronika52. AVI.UM.47 Teknik Pengkabelan53. AVI.UM.48 Teknik Soldering & Desoldering54. AVI.UM.49 Prosedur Kerja Teknisi55. AVI.B.01 Perawatan Peralatan Audio 56. AVI.B.02 Perawatan Peralatan Video57. AVI.B.03 Perawatan Peralatan Game Komersial58. AVI.B.04 Sensor dan Transduser59. AVI.C.01 Sistim Pesawat Audio Mobil60. AVI.C.02 Sistim Pesawat Audio Home Theatre61. AVI.C.03 Sistim Pesawat Audio Pertunjukan62. AVI.C.04 Sistim Pesawat Audio Konperensi63. AVI.C.05 Sistim Pesawat Video64. AVI.C.06 Gambar Instalasi Sistim Audio Video65. AVI.C.07 Instalasi Peralatan Audio Video66. AVI.D.01 Spesifikasi Peralatan Audio Video67. AVI.D.02 Penerapan Peralatan Audio Video68. AVI.UM.50 Trouble Shooting Pesawat Audio69. AVI.UM.51 Trouble Shooting Pesawat Video70. AVI.PS.52 Reparasi Power Supply Dinding71. AVI.PS.53 Reparasi Power Supply Produk Elektronika72. AVI.PS.54 Modifikasi Adaptor73. AVI.AMP.55 Reparasi Amplifier74. AVI.AM.56 Reparasi Radio75. AVI.TAP.57 Reparasi Tape Recorder76. AVI.TV.58 Reparasi Televisi77. AVI.CD.59 Reparasi VCD/DVD78. AVI.PIL.60 Reparasi Monitor Komputer79. AVI.PIL.61 Reparasi Remote Control80. AVI.PIL.62 Reparasi CD Player81. AVI.E.01 Reparasi Peralatan Game Komersial
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A viii
MEKANISME PEMELAJARAN
Untuk mencapai penguasaan modul ini dilakukan melalui alur mekanisme pemelajaran sebagai berikut:
Y
Y
T
START
Lihat Petunjuk Penggunaan Modul
Lihat Kedudukan Modul
Nilai 7
Modul berikutnya/Uji
Kompetensi
Kegiatan Belajar 1
Kegiatan Belajar n
KerjakanEvaluasi
Nilai 7
KerjakanCek Kemampuan
T
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A ix
GLOSSARY
ISTILAH KETERANGAN
AC ( Alternating Current) Arus bolak-balikAnoda Kutup positip diodaBias Memberikan tegangan panjarBreakdown voltage Tegangan tembusCaracteristic dioda Sifat dari diodacathode Kutup negative diodaClipper Memangkas atau membuang atau meeotongDetector PemisahDioda Dua elektoda DC (Direc Current) Arus searahForward bias Tegangan panjar maju Junction PertemuanReverse bias Tegangan panjar mundur Voltage reference Panutan teganganVoltage regulation Pemantapan teganganVoltage regulator Stabilisator tegangan
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 1
BAB. I PENDAHULUAN
A. Deskripsi
Dalam modul ini Anda akan mempelajari Jenis-jenis Dioda, rangkaian klipper,
dioda detektor, rangkaian penyearah, rangkaian pengubah tegangan menjadi
kapasitansi dan rangkaian regulator sederhana. Karena dalam modul ini akan
dipelajari janis-jenis dan sifat dari dioda serta cara kerjanya. Maka
diharapkan peserta dapat membuat dan menyusun beberapa komponen
yang dirangkai dengan menggunakan breadboard menjadi satu kesatuan
dalam sebuah rangkaian dan juga dapat mengukur bentuk gelombang dan
besaran listriknya dengan menggunakan alat ukur Multi meter dan Osiloskop
dengan benar.
B. Prasyarat
Dalam mempelajari modul ini diharapkan Anda telah mempelajari bahan-
bahan setengah pengantar (semikonduktor), jenis-jenis bahan
semikonduktor. Disamping itu pula anda juga harus mengetahui apa
pengertian junction dioda (Dioda pertemuan), arus pada dioda dan juga
karakteristik dioda. Selain dari yang tersebut diatas diharapkan anda
menguasai fungsi dan kegunaan dari alat-alat ukur seperti oscilloscope dan
alat ukur multimeter. Karena dalam menyelesaikan modul ini penggunaan
alat multi meter dan oscilloscope sangat menentukan keberhasilan anada
dalam menyelesaiakan modul ini, maka fungsi masing-masing dari alat ukur
tersebut juga harus dipahami dengan benar, khususnya fungsi tombol-
tombol yang ada oscilloscope dalam melakukan praktek.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 2
C. Petunjuk Penggunaan Modul
1. Pelajari daftar isi serta skema kedudukan modul dengan cermat dan
teliti. Karena dalam skema modul akan nampak kedudukan modul yang
sedang Anda pelajari dengan modul-modul yang lain.
2. Kerjakan soal-soal dalam cek kemampuan untuk mengukur sampai
sejauh mana pengetahuan yang telah Anda miliki.
3. Apabila dari soal dalam cek kemampuan telah Anda kerjakan dan 70 %
terjawab dengan benar, maka Anda dapat langsung menuju Evaluasi
untuk mengerjakan soal-soal tersebut. Tetapi apabila hasil jawaban Anda
tidak mencapai 70 % benar, maka Anda harus mengikuti kegiatan
pemelajaran dalam modul ini.
4. Perhatikan langkah-langkah dalam melakukan pekerjaan dengan benar
untuk mempermudah dalam memahami suatu proses pekerjaan.
5. Pahami setiap materi teori dasar yang akan menunjang dalam
penguasaan suatu pekerjaan dengan membaca secara teliti. Kemudian
kerjakan soal-soal evaluasi sebagai sarana latihan.
6. Untuk menjawab tes formatif usahakan memberi jawaban yang singkat,
jelas dan kerjakan sesuai dengan kemampuan Anda setelah mempelajari
modul ini.
7. Bila terdapat penugasan, kerjakan tugas tersebut dengan baik dan
bilamana perlu konsultasikan hasil tersebut pada guru/instruktur.
8. Catatlah kesulitan yang Anda dapatkan dalam modul ini untuk
ditanyakan pada guru pada saat kegiatan tatap muka. Bacalah referensi
lainnya yang berhubungan dengan materi modul agar Anda
mendapatkan tambahan pengetahuan.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 3
D. Tujuan Akhir
Setelah mempelajari modul ini diharapkan peserta dapat:
1. Memahami prinsip kerja Dioda
2. Menyebutkan jenis-jenis serta fungsi Dioda
3. Menjelaskan prinsip kerja rangkaian penyearah
4. Merangkai rangkaian penyearah
5. Melakukan pengukuran pada rangkaian penyearah dengan menggunakan
alat ukur multi meter dan Osiloskop
6. Membuat rangkaian Regulator sederhana
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 4
E. Kompetensi
KOMPETENSI : Membaca dan Mengidentifikasi Komponen ElektronikaKODE : ELKA-MR.UM.002.ADURASI PEMELAJARAN : 45 Jam @ 45 menit
A B C D E F GLEVEL KOMPETENSI KUNCI
1 1 1 1 1 1 1
KONDISI KINERJA
Unit kompetensi ini bisa diperlihatkan dengan baik apabila tersedia:1. Standard Operating Procedure(SOP)2. Buku pedoman komponen/ buku data komponen elektronika (katalog) yang cukup3. Peralatan ukur/ instrumen yang sesuai4. Peralatan dan bahan yang dipergunakan:
4.1. Peralatan umum identifikasi dan membaca komponen elektronika meliputi: Multimeter Analog dan Digital, LCR meter, dan Kaca pembesar.
4.2. Bahan : Komponen elektronik seperti tersebut di atas.
MATERI POKOK PEMELAJARANSUB KOMPETENSI KRITERIA KINERJA
LINGKUP BELAJAR SIKAP PENGETAHU
ANKETERAMPIL
AN
1. Membaca dan mengidentifikasi komponen Resistor
1.1. Resistor dibaca dan diidentifikasi nilainya berdasarkan kode warna dan tanda-tanda lain
1.2. Resistor dikenali komposisi bahannya dan dijelaskan kegunaannya yang berbeda-beda.
Komponen Elektronika
Teliti dalam mengidentifikasi kode warna resistor
Kritis dalam melakukan penetapan nilai resistansi resistor
Identifikasi kode warna resistor
Penetapan nilai resistor
Memilih resistor berdasarkan kegunaan dan jenis bahan
Mengukur nilai resistor
2. Membaca dan mengindentifikasi komponen Kapasitor
2.1. Kapasitor diidentifikasi dan dibaca harganya serta tipenya berdasarkan tulisannya atau kode warna-nya.
2.2. Setiap jenis kapasitor dijelaskan kegunaannya masing-masing
2.3. Proses charge dan discharge pada kapasitor dijelaskan dan dikaitkan dengan hukum Coulomb.
Komponen Elektronika
Teliti dalam mengidentifikasi jenis-jenis kapasitor
Kritis dalam melakukan penetapan nilai kapasitansi kapasitor
Pembacaan nilai kapasitor
Jenis-jenis kapasitor
Pengisian dan pengosongan kapasitor
Mengidentifikasi jenis-jenis kapasitor dan kegunaan dalam sistim elektronik
Menggambarkan kurva Pengisian dan pengosongan kapasitor
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 5
MATERI POKOK PEMELAJARANSUB KOMPETENSI KRITERIA KINERJA LINGKUP BELAJAR SIKAP PENGETAHU
ANKETERAMPIL
AN
3. Membaca dan mengindentifikasi komponen Induktor
3.1. Induktor di-identifikasi dan dipahami nilainya untuk berbagai tipe inti/core (ferrite, udara)
3.2. Setiap jenis induktor dijelaskan kegunaannya dan alasan kenapa dipilih jenis tersebut.
3.3. Pengaruh ukuran kawat dan diameter belitan pada induktor mampu dijelaskan
Komponen Elektronika
Teliti dalam mengidentifikasi jenis-jenis induktor
Kritis dalam melakukan penetapan nilai induktansi induktor
Induktor
Jenis-jenis induktor
Pengisian dan pengosongan induktor
Mengidentifikasi jenis-jenis induktor dan kegunaan dalam sistim elektronik
Menggambarkan kurva Pengisian dan pengosongan induktor
4. Membaca danmengidentifikasi komponen Transformer
4.1.Transformer dapat diidentifikasi dan dipahami harganya untuk berbagai tipe.
4.2. Mampu dijelaskan bagaimana Transformer digunakan untuk konversi tegangan step-up dan step down.
4.3. Dijelaskan kenapa sebuah Transformer memakai laminasi dan intinya dibuat tidak pejal
Komponen Elektronika
Teliti dalam mengidentifikasi tipe-tipe transformator
Transpormator
Jenis-jenis trasformator
Laminasi dan inti transformator
Mengidentifikasi tipe-tipe transformator.
Menginstalasikan berbagai jenis trasformator
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 6
MATERI POKOK PEMELAJARANSUB KOMPETENSI KRITERIA KINERJA LINGKUP BELAJAR SIKAP PENGETAHU
ANKETERAMPIL
AN
5. Membaca dan mengidentifikasi komponen Transistor
5.1.Transistor dapat dibaca dan diidentifikasi tipenya dan dipahami kegunaannnya sebagai UJT, FET, dan Mosfet
5.2.Transistor dapat dijelaskan tentang besaran betha, alpha, pemberian tegangan DC dan range tegangan bias dan kegunaan lainnya.
Komponen Elektronika
Teliti dalam Mengidentifikasi tipenya dan kegunaan Transistor sebagai UJT, FET, dan Mosfet
Membuat Karakteristik DC rangkaian transistor Membuat Karakteristik AC rangkaian transistor
Transistor
Analisis DC rangkaian transistor
Analisis AC rangkaian transistor
Mengidentifikasi tipenya dan kegunaan Transistor sebagai UJT, FET, dan Mosfet
Membuat Karakteristik DC rangkaian transistor
Membuat Karakteristik AC rangkaian transistor
6. Membaca dan mengidentifikasi komponen thyristor
6.1. Thyristor dapat dibaca dandiidentifikasi kegunaannya disamping semikonduktor lainnya.
6.2. Komponen Diac, Triacs, dan SCR dapat diidentifikasi dan dijelaskan prinsip kerjanya.
Komponen Elektronika
Teliti dalamMengidentifikasi tipenya dan kegunaan thyristot sebagai UJT, FET, dan MosfetMembuat Karakteristik DC rangkaian transistor Membuat Karakteristik AC rangkaian transistor
Jenis, karakteristik, dan cara kerja Thyristor
Mengidenti fikasi kegunaannya Thyristor disamping semikonduktor lainnya.
Membuat Rangkaian aplikasi Thyristor
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 7
MATERI POKOK PEMELAJARANSUB KOMPETENSI KRITERIA KINERJA LINGKUP BELAJAR SIKAP PENGETAHU
ANKETERAMPIL
AN
7. Membaca dan mengidentifikasi komponen diode
7.1. Diode dapat diidentifikasi dan dipahami tipenya dan kegunaannya
7.2. Diode penyearah dapat dijelaskan kegunaannya pada penyearahan tegangan bolak-balik.
7.3. Diode zener dapat dijelaskan batas ratingnya, dan kegunaannya pada regulator tegangan searah
7.4. Diode detector dapat dijelaskan fungsinya pada pendeteksi sinyal modulasi
7.5. Diode Varactor dapat dijelaskan fungsinya untuk pengubah tegangan menjadi kapasitansi
Komponen Elektronika
Teliti dalam melakukan Identifikasi tipe dioda dan kegunaannya
pemmbuatan :
Rangkaian Penyearah
Rangkaian RegulatorRangkaian Dioda varactor
Dioda
Dioda sebagai Rangkaian pengaman arus
Rangkaian klipper
Dioda detektor
Rangkaian Penyearah
Rangkaian Regulator
Rangkaian pengubah teganganmenjadi kapasistansi
Mengidentifikasi tipe dioda dan kegunaannya
Membuat :
Rangkaian Penyearah
Rangkaian Regulator
Rangkaian Dioda varactor
8. Membaca dan mengidentifikasi piranti optik
8.1. Piranti optik diidentifikasi kegunaannya sebagai LED, LCD dan sebagainya.
8.2. Piranti optik untuk Solar sel dapat dijelaskan aktivasinya dengan benar.
8.3. Piranti optik untuk photo resistor, photodiode, phototransistor dapat dijelaskan pemakaiannya masing-masing dan dapat digambarkan skemanya.
Komponen Elektronika
Teliti dalam
Mengidentifikasi Piranti display (LED, Seven segmen, 14 segment, dot matrik, LCD)
Mengidentifikasi Solar sel
Mengidentifikasi Photo resistor, photo dioda, phototransistor
Piranti display (LED, Seven segment, 14 segment, dot matrik, LCD)
Solar sel
Photo resistor, photo dioda, phototransistor
Mengidentifikasi Piranti display (LED, Seven segmen, 14 segment, dot matrik, LCD)
Mengidentifikasi Solar sel
Mengidentifikasi Photo resistor, photo dioda, phototransistor
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 8
MATERI POKOK PEMELAJARANSUB KOMPETENSI KRITERIA KINERJA LINGKUP BELAJAR SIKAP PENGETAHU
ANKETERAMPIL
AN
9. Membaca dan mengidentifi kasi komponen MOS, CMOS, FET
9.1.Komponen MOS, CMOS dan FET diidentifikasi tipenya, rating operasinya .
9.2.Komponen MOS, CMOS dan FET dapat dijelaskan kegunaannya masing-masing
Komponen Elektronika
Teliti
Mengidentifikasi Komponen MOS, CMOS dan FET
Mengidentifikasi Kegunaan Komponen MOS, CMOS dan FETMembuat Rangkaian penguat satu tingkat
Komponen MOS, CMOS dan FET
Kegunaan Komponen MOS, CMOS dan FET
Mengidentifikasi Komponen MOS, CMOS dan FET
Mengidentifikasi Kegunaan Komponen MOS, CMOS dan FET
Membuat Rangkaian penguat satu tingkat
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 9
F. Cek Kemampuan
1. Tuliskan pengertian dari semikonduktor jenis P
2. Tuliskan pengertian dari semikonduktor jenis N
3. Jelaskan pengertian dari penyearah
4. Jelaskan pengertian dari penyearah setengah gelombang!
5. Jelaskan pengertian dari penyearah gelombang penuh
6. Tuliskan jenis-jenis dioada yang anda ketahui
7. Jelaskan pengertian dari dioda diberi forward bias dan reverse bias
8. Gambarkanlah karakteristik arah maju dari dioda penyearah.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 10
BAB. II PEMELAJARAN
A. Rencana Belajar Peserta Diklat
Kompetensi : Membaca dan Mengidentifikasi Komponen
Elektronika
Sub Kompetensi : Membaca dan Mengidentifikasi Komponen
Dioda
Jenis Kegiatan Tanggal Waktu
Tempat Belajar
Alasan Perubahan
Tanda Tangan Guru
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 11
Kegiatan Belajar
Kegiatan Belajar 1
a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar 1, diharapkan peserta dapat:
1. Menjelaskan prinsip kerja dioda dan sifat-sifatnya
2. Menyebutkan jenis-jenis (type) dan fungsi dioda
3. Menjelaskan dioada sebagai klipper
4. Menjelaskan dioda sebagai detector
5. Menjelaskan dioda sebagai penyearah
6. Menjawab soal-soal test formatif dengan benar
b. Uraian Materi
1. Prinsip Kerja Dioda
Dalam berbagai rangkaian elektronika komponen semikonduktor dioda
sering kita jumpai jenis dan type yang berbeda beda tergantung dari model
dan tujuan penggunaan rangkaian tersebut dibuat. Kata dioda berasal dari
pendekatan kata yaitu dua elektroda yang mana (di berarti dua)
mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda. Anoda digunakan
untuk polaritas positif dan katoda untuk polaritas negatip. Didalam dioda
terdapat junction (pertemuan) dimana daerah semikonduktor type-p dan
semi konduktor type-n bertemu.
Dioda semikonduktor hanya dapat melewatkan arus pada satu arah saja,
yaitu pada sat dioda memperoleh catu arah maju (forward bias). Pada
kondisi ini dioda dikatakan bahwa dioda dalam keadaan konduksi atau
menghantar dan mempunyai tahanan dalam dioda relative kecil.
Sedangkan bila dioda diberi catu arah terbalik (Reverse bias) maka dioda
tidak bekerja dan pada kjondisi ini dioda mempunyai tahanan dalam yang
tinggi sehingga arus sulit mengalir. Dari kondisi tersebut maka dioda hanya
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 12
digunakan pada beberapa pemakain saja antara lain sebagai penyearah
gelombang (rectifier), disamping kegunaan-kegunaan lainya misalnya
sebagai Klipper, Clamper , pengganda tegangan dan lain-lain.
Sifat-Sifat Dioda
a. Dioda Silikon:
1. menghantar dengan tegangan maju kira-kira 0.6 Volt
2. perlawanan maju cukup kecil
3. perlawanan terbalik sangat tinggi, dapat mencapai beberapa Mega
ohm
4. Arus maju maksimum yang dibolehkan cukup besar, sampai 1000 A
5. Tegangan terbalik maksimum yang dibolehkan cukup tinggi, dapat
mencapai 1000 V
b. Dioda Germanium:
1. Menghantar dengan teganagnmaju kira-kira 0,2 Volt
2. Perlawanan maju agak besar
3. Perlawanan terbalik kurang tinggi ( kurang dari 1 M ohm)
4. Arus maju maksimum yang dibolehkan kurang besar
5. Tegangan terbalik masimum yang dibolehkan kurang tinggi
2. Jenis-jenis Dioda
a. Dioda Pemancar Cahaya (LED)
Bila dioda dibias forward, electron pita konduksi melewati junction dan
jatuh ke dalam hole. Pada saat elektron-elektron jatuh dari pita
konduksi ke pita valensi, mereka memancarkan energi. Pada dioda Led
energi dipancarkan sebagai cahaya, sedangkan pada dioda penyearah
energi ini keluar sebagai panas. Dengan menggunakan bahan dasar
pembuatan Led seperti gallium, arsen dan phosfor parik dapat membuat
Led dengan memancarkan cahaya warna merah, kuning, dan infra
merah (tak kelihatan).
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 13
Led yang menghasilkan pancaran yang kelihatan dapat berguna pada
display peralatan, mesin hitung, jam digital dan lain-lain. Sedangkan Led
infra merah dapat digunakan dalam sistim tanda bahaya pencuri dan
lingkup lainnya yang membutuhkan cahaya tak kelihatan. Keuntungan
lampu Led dibandingkan lampu pijar adalah umurnya panjang,
teganagnnya rendah dan saklar nyala matinya cepat. Gambar 2.1
dibawah ini menjukkan lambang atau simbol dari macam dioda.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Gambar2.1. (a). LED, (b). Dioda photo, (c). Dioda Varactor
(d). Dioda Schottky, (e). Dioda Step-recovery, (f). Dioda Zener
b. Dioda Photo
Energi thermal menghasilkan pembawa minoritas dalam dioda, makin
tinggi suhu makin besar arus dioda yang terbias reverse. Energi cahaya
juga menghasilkan pembawa minoritas. Dengan menggunakan jendela
kecil untuk membuka junction agar terkena sinar, pabrik dapat
membuat dioda photo. Jika cahaya luar mengenai junction dioda photo
yang dibias reverse akan dihasilkan pasangan electron-hole dalam
lapisan pengosongan. Makin kuat cahaya makin banyak jumlah
pembawa yang dihasilkan cahaya makin besar arus reverse. Oleh sebab
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 14
itu dioda photo merupakan detektor cahaya yang baik sekali. Gambar
1b menunjukkan lambang atau symbol dari dioda photo
c. Dioda Varactor
Seperti kebanyakan komponen dengan kawat penghubung, dioda
mempunyai kapasitansi bocor yang mempengaruhi kerja pada frekuensi
tinggi, kapasitansi luar ini biasanya lebih kecil dari 1 pF. Yang lebih
penting dari kapasitansi luar ini adalah kapasitansi dalam junction
dioda. Kapasitansi dalam ini kita sebut juga kapasitansi peralihan CT.
Kata peralihan disini menyatakan peralihan dari bahan type-p ke typr-n.
Kapasitansi peralihan dikenal juga sebagai kapasitansi lapisan
pengosongan , kapasitansi barier dan kapasitansi junction. Apakah
kapasitansi peralihan itu?. Perhatikan gambar 2.2 dibawah ini.
Gambar 2.2 Dida dibias reverse
Lapisan pengosongan melebar hingga perbedaan potensial sama
dengan tegangan riverse yang diberikan.Makin besar tegangan riverse
makin lebar lapisan pengosongan. Karena lapisan pengosongan hamper
tak ada pembawa muatan ia berlaku seperti isolator atau dielektrik.
Dengan demikian kita dapat membayangkan daerah p dan n dipisahkan
oleh lapisan pengosongan seperti kapasitor keeping sejajar dan
kapasitor sejajar ini sama dengan kapasitansi peralihan. Jika dinaikkan
teganag riverse membuat lapisan pengosongan menjadi lebar, sehingga
seperti memisahkan keeping sejajar terpisah lebih jauh. Dan sebagai
akibatnya kapasitansi peralihan dari dioda berkurang bila tegangan
riverse bertambah. Dioda silicon yang memanfaatkan efek kapasitansi
yang berubah-ubah ini disebut varactor.
lapisan pengosongan
p n
C
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 15
Dalam banyak aplikasi menggantikan kapasitor yang ditala secara
mekanik, dengan perkataan lain varaktor yang dipasang parallel dengan
inductor merupakan rangkaian tangki resonansi. Dengan mengubah-
ubah tegangan riverse pada varactor kita dapat mengubah frekuensi
resonansi. Pengontrolan secara elektronik pada frekuensi resonansi
sangat bermanfaat dalam penalaan dari jauh.
d. Dioda Schottky
Dioda schottky menggunakan logam emas, perak atau platina pada
salah satu sisi junction dan silicon yang di dop (biasanya type-n) pada
sisi yang alain. Dioda semacam ini adalah piranti unipolar karena
electron bebas merupakan pembawa mayoritas pada kedua sisi
junction. Dan dioda Schottky ini tidak mempunyai lapisan pengosongan
atau penyimpanan muatan, sehingga mengakibatkan ia dapat di switch
nyala dan mati lebih cepat dari pada dioda bipolar. Sebagai hasilnya
piranti ini dapat menyearahkan frekuensi diatas 300 Mhz dan jauh
diatas kemampuan dioda bipolar.
e. Dioda Step-Recovery
Dengan mengurangi tingkat doping dekat junction pabrik dapat
membuat dioda step-recovery piranti yang memanfaatkan penyimpanan
muatan. Selama konduksi forward dioda berlaku seperti dioda biasa dan
bila dibias riverse dioda ini konduksi sementara lapisan pengosongan
sedang diatur dan kemudian tiba-tiba saja arus riverse menjadi nol.
Dalam keadaan ini seolah-olah dioda tiba-tiba terbuka menjepret (snaps
open) seperti saklar, dan inilah sebabnya kenapa dioda step-recovery
sering kali disebut dioda snap.
Dioda step-recovery digunakan dalam rangkaian pulsa dan digital untuk
menghasilkan pulsa yang sangat cepat.Snap-off yang tiba-tiba dapat
menghasilkan pensaklaran on-off kurang dari 1 ns. Dioda khusus ini
juga digunakan dalam pengali frekuensi.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 16
f. Dioda Zener
Dioda zener dibuat untuk bekerja pada daerah breakdown dan
menghasilkan tegangan breakdown kira-kira dari 2 samapai 200 Volt.
Dengan memberikan tegangan riverse melampaui tegangan breakdown
zener, piranti berlaku seperti sumber tegangan konstan. Jika tegangan
yang diberikan mencapai nilai breakdown, pembawa minoritas lapisan
pengosongan dipercepat hingga mencapai kecepatan yang cukup tinggi
untuk mengeluarkan electron dari orbit luar. Efek zener berbeda-beda,
bila dioda di-dop banyak maka lapisan pengosongan amat sempit.
sehingga medan listrik pada lapisan pengosongan sangat kuat.
Pada gambar 3 menunjukkan kurva tegangan arus dioda zener. Pada
dioda zener breakdown mempunyai knee yang sangat tajam, diikuti
dengan kenaikan arus yang hampir vertikal. Perhatikan bahwa tegangan
kira-kira konstan sama dengan Vz pada sebagian besar daerah
breakdown. Lembar data biasanya menentukan nilai VZ pada arus test
IZT tertentu diatas knee ( perhatikan gambar2.3 )
Gambar 2.3. Kurva Dioda Zener
Dissipasi daya dioda zener sama dengan perkalian tegangan dengan
arusnya, yaitu:
PZ = VZ x IZ
Misalkan jika Vz=13.6 V dan Iz= 15mA, Hitunglah daya dissipanya.
IZT
i
-Vz
IZM
V
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 17
Jawab: Pz = 13,6 x 0,015 = 0,204 W
Selama PZ kurang dari rating daya Pz maks dioda zener tidak akan rusak.
Dioda zener yang ada dipasaran mempunyai rating daya dari W
sampai lebih dari 50 W. Lembar data kerap kali menspesifikasikan arus
maksimum dioda zener yang dapat ditangani tanpa melampaui rating
dayanya. Arus maksimum diberi tanda IZm. Hubungan antara Izm dan
rating daya adalah:
=
Penggunaan dioda Zener sangat luas, kedua setelah dioda penyearah.
Dioda silikon ini dioptimumkan bekerja pada daerah breakdown dan
dioda zener adalah tulang punggung regulator tegangan. Jika dioda
zener bekerja dalam daerah breakdown, bertambahnya tegangan sedikit
akan menghasilkan pertambahan arus yang besar. Ini menandakan
bahwa dioda zener pempunyai inpedansi yang kecil. Inpedansi dapat
dihitung dengan bantuan rumus:
3. Clipper
Pada peralatan computer, digital dan sistim elektronik lainnya, kadang kita
ingin membuang tegangan sinyal diatas atau dibawah level tegangan
tertentu. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan rangkaian
clipper dioda (clipper = pemotong).
3.1. Clipper Positip
Seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4 tegangan output bagian
positipnya semua dipotong. Cara kerja rangkaian adalah sebagai
berikut: selama setengah siklus positip tegangan input dioda konduksi,
dengan demikian kita dapat membayangkan dalam kondisi ini dioda
IZmax Pz max
Vz
=ZZVi
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 18
seperti saklar tertutup.Tegangan pada hubungan singkat harus sama
dengan nol, oleh sebab itu tegangan output sama dengan nol selama
tiap-tiap setengah siklus positip sehingga semua tegangan jatuh pada
resistor ( R)
Gambar 2.4. Clipper positip
Selama setengah siklus negatip, dioda terbias reverse dan kelihatan
terbuka dan sebagai akibatnya rangkaian membentuk pembagi
tegangan dengan output:
Bambar 2.5. Clipper dibias positip
Selama setengah siklus negatip, dioda terbias reverse dak kelihatan
seperti terbuka, dan sebagai akibatnya rangkaian membentuk pembagi
tegangan dengan output:
Dan biasanya RL jauh lebih besar dari pada R sehingga Vout -VP. Selama setengah siklus positip dioda konduksi dan seluruh tegangan
jatuh pada R dan sebaliknya pada setengah siklus negatip dioda off, dan
karena RL jauh lebih besar dari R sehingga hampir seluruh tegangan
setengah siklus negatip muncul pada RL. Seperti yang diperlihatkan
pada gambar 2.4 semua sinyal diatas level o V telah dipotong. Clipper
positip disebut juga pembatas positip (positive limiter), karena tegangan
output dibatasi maksimum 0 Volt.
=Vout RL
i
=VoutR + RL
RLVP
R
RL
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 19
3.2. Clipper di Bias
Dalam beberapa aplikasi anda mungkin level pemotongan tidak 0 V,
maka dengan bantuan clipper di bias anda dapat menggeser level
pemotongan positip atau level negatip yang diinginkan. Pada gambar
2.5 menunjukkan clipper dias, agar dioda dapat konduksi tegangan
input harus lebih besar dari pada +V. Ketika Vin lebih besar daripada
+V dioda berlaku seperti saklar tertutup dan tegangan output sama
dengan +V dan tegangan output tetap pada +V selama tegangan input
melebihi +V.
Ketika tegangan input kurang dari +V dioda terbuka dan rangkaian
kembali pada pembagi tegangan. Clipper dibias berarti membuang
semua sinyal diatas mevel +V
Gambar 2.5 Clipper dibias positip
Detektor Dioda
Detektor berfungsi menceraikan sinyal informasi dari sinyal pembawa, pekerjan
deteksi tersebut disebut juga de modulasi dan pada hakekatnya suatu
pekerjaan penyearahan (rectifying). Pekerjaan penyearahan yang terjadi pada
sirkit detector dan di dalam pencatu daya pada hakekatnya tidak ada perbedaan
azas. Oleh sebab itu sekema dasar dari sirkit detector juga tidak berbeda dengan
sekema dasar sebuah pencatu daya. Bila rangkaian detector kita bandingkan
dengan rangkaian sebuah pencatu daya maka akan terdapat kesamaan dan
perbedaan, antara lain yaitu:
R
RL0 +
+ Vp
-- Vp
+ V
- Vp
0V
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 20
Detektor Pencatu Daya
1. Frekuensi operasinya 255 Khz
2. Tegangan kerjanya kecil (10V atau
kurang )
3. Arusnya sangat kecil ( dalam uA )
4. Amplitodo tegangan bolak-balik
disirkit masukan bervariasi (oleh
adanya modulasi).
5. Di sirkit keluaran terdapat tegangan
rata dan juga tegangan bb dengan
frekuensi rendah.
1. Frekuensi operasinya 50 Hz
2. Tegangan kerjanya kecil/ besar
sesuai keperluan.
3. Arusnya besar ( dalam mA / Amper)
4. Amplitodo tegangan bolak-balikdi
sirkit masukan konstan (berasal dari
jaringan listrik).
4. Di sirkit keluaran terdapat hanya
tegangan rata (tegangan bb nya kecil
sehingga boleh diabaikan)
5. Penyearah (Rectifier)
Seperti telah kita ketahui bahwa hampir semua peralatan elektronika
menggunakan power suplay (catu daya arus searah). Sudah barang tentu
dalam hal ini kita brusaha untuk mendapatkan suatu sumber arus searah
yang disesuaikan dengan prinsip-prinsip ekonomis dan keuntungan lainnya
yang sesuai dengan persyaratan diatas adalah mendapatkan arus searah
dari sumber arus bolak balik atau arus AC (Alternating Curent). Rangkaian
yang dimaksud disini adalah rangkaian penyearah gelombang yaitu dari
sumber tegangan sinyal AC diubah menjdi bentuk sinyal DC (Direct Crrent).
Rangkaian penyearsh ini terdiri dari:
a. Rangkaian penyearah gelombang ( Half wave Rectifier)
b. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 2 buah dioda
c. Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 4 buah dioda
a. Penyearah gelombang ( Half wave Rectifier)
Seperti diperlihatkan pada gambar 2.6 suatu deretan dioda dan R kita
berikan teganga bolak-balik. Karena tegangan yang diberikan pada
input trafo bolak-balik maka pada suatu saat terminal A adalah positip
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 21
sedangkan terminal B adalah negatip. Dan pada saat berikutnya
terminal A menjadi negatip dan terminal B yang jadi positip dan
seterusnya bergantian setiap setengah perioda.
(a) (b)
Gambar 2.6 Rangkaian penyearah gelombang
a. Skema Rangkaianb. Gelombang Output
Pada saat terminal A positip dioda mendapat tegangan maju maka
mengalirlah arus, dan pada saat terminal A negatip dioda mendapat
tegangan terbalik dan tidak ada arus mengalir. Dengan demikian pada
dioda mengalirlah arus yang bentuknya dilukiskan seperti gambar 2.6 b.
Arus ini tidak lagi bolak bali melainkan searah tapi tidak rata melainkan
berdenyut-denyut, karenanya arus inipun dinamai arus searah denyut
(pulsating direct current). Arus denyut inipun membangkitkan tegangan
pada R dan bentuk tegangan pada R adalah belahan positip dari pada
bentuk arus bolak balik yang dimasukkan deretan dioda dan R.
Tujuan dari rangkaian penyearah adalah untuk memperoleh arus searah
dari sumber arus bolak balik, dan kemampuan menyearahkannya dapat
dilihat dengan menghitung besarnya komponen arus searah atau harga
rata-rata pulsa searahnya, yaitu:
IDC = = 0,318 Im
Besarnya Im adalah: Im = I 2 = 1,414 I sehingga:
sedangkan tegangan searahnya adalah harga rata-rata dari setengah
gelombang sinus yang positip sehingga:
Im
IDC
1,414 I= 0,45 I=
DVout
0 4 t
Harga rata-rata
3 52
VP
VDC
RLVin
(-)
A +
B -
(+)
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 22
Prioda dari sinyal output adalah sama dengan perioda sinyal input.
Setiap siklus input menghasilkan satu siklus output. Inilah sebabnya
mengapa frekuensi output dari penyearah setengah gelombang sama
dengan frekuensi input
fout = fin
b. Penyearah gelombang penuh dengan 2 buah dioda (Full wave
Rectifier)
Untuk memperoleh perataan yang lebih sempurna, maka dipakailah dua
buah dioda sebagai penyearah rangkap. Guna memahami apakah yang
diperoleh dari dua dioda, mari terlebih dulu kita pelajari rangkaian di
Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Rangkaian penyearah gelombang Penuh
a. Skema Rangkaianb. Gelombang Outut
Dari rangkaian penyearah gelombang telah kita ketahui bahwa beban
hanya dilalui arus selama setengah perioda. Sehingga untuk
mendapatkan arus selama satu perioda secara penuh dilakukan dengan
menambah satu dioda lagi, dengan tujuan menyearahkan setengah
gelombaang lainnya seperti yang diperlihatkan pada gambar diatas.
EDCEm
= 0,318 Em=
RL
IDC
(B)
Im
Harga rata-rata
Vout
0 432
Vin
A +
B - D2
D1
CT
(A)
Vm
Vm
A -
B +
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 23
Besarnya harga rata-rata pulsa arus yang melalui beban adalah dua kali
harga rata-rata penyearah setengah gelombnag yaitu:
Sedangkanharga rata-rata tegangan searahnya adalah:
c. Penyearah gelombang penuh dengan 4 buah dioda (Sistim
Jembatan)
Rangkaian penyearah sistim jembatan ini adalah rangkaian penyearah
gelombang penuh tetapi tidak menggunkan center tap pada trafonya
(seperti pada penyearah gelombang penuh yang menggunakan 2 buah
dioda. Perhatikan gambar 2.8 dibawah ini
B
Im
Harga rata-rata
Vout
0 432
A
IDC
2 Im=
EDC
2 Em= 0,645 Em=
Gambar 2.8 Rangkaian penyearah gelombang Penuh sistim Jembatan
D1D4
D3 D2
RL
A+
B -
A -
B +
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 24
Pada saat A positi sementara B negatif, maka jalannya arus setengah
siklus perioda pertama adalah dari titik A+ melalui D1, RL D3 dan
kembali ke sumber. Dalam gambar ditunjukkan dengan tanda panah
warna merah. Selanjutnya setengah siklus perioda berikutnya adalah
titik B menjadi positif dan titik A jadi negative, sehingga jalannya arus
adalah dari titik B+ menuju D2, RL ,D4 dan kembali ke sumber.
Demikian seterusnya untuk proses berikutnya kembali lagi titik A jadi
positif dan titik B negative demikian seterusnya setiap setengah perioda,
dan gelombang outputnya seperti ditunnjukkan pada gambar 2.8 B.
c. Rangkuman
1. Jika pada material jenis P dan material jenis N yang saling dipertemukan
maka diperoleh yang dinamakan sebuah dioda. Karena dioda ini dibuat
dengan jalan mempertemukan bahan jenis P dengan bahan jenis N maka
dioda ini juga dinamakan dioda pertemuan.
2. Jika dari anoda dioda kita hubungkan dengan kutub positif sumber arus
sedangkan katodanya kita hubungkan dengan kutub negatif dari sumber
arus maka mengalirlah arus listrik dengan kuat lewat dioda.
3. Jika anoda kita koneksikan dengan kutub negatif sumber, sedangkan
katodanya kita koneksikan pada positif sumber maka tidak akan ada arus
yang mengalir.
4. Arus listrik pada dioda akan dapat mengalir dari pada anoda ke katoda,
akan tetapi arus tidak dapat mengalir dari arah katoda ke anoda
5. Rangkaian penyearah dapat dibagi dua yaitu: penyearah setengah
gelombang (Half Wave Rectifier), dan penyearah gelombang penuh
dengan dua buag dioda dan empat buah dioda (Full Wave Rectifier)
6. Fungsi dari pada Detector dioda adalah untuk menceraikan
(memisahkan) sinyal informasi dari sinyal pembawa. Sinyal-sinyal ini
umumnya terdapat pada sistim komunikasi seperti Radio, Televisi dan
lain-lain. Karena sinyal informasi masih sangat lemah maka dia harus
ditumpangkan pada sinyal pembawa yang lebih kuat kuat, dan sampai
pada rangkaian detektor maka kedua sinyal ini harus dipisahkan.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 25
d. Tugas
1. Gambarkanlah sebuah rangkaian penyearah setengah gelombang serta
bentuk gelombang outputnya.
2. Gambarkanlah sebuah rangkaian clipper yang dapat membuang
(memangkas) belahan positif
e. Test Formatif
1. Sebutkan jenis-jenis dida yang anda ketahui
2. Jelaskan sifat (tingkah arus) pada dioda bila diberi tagangan terbalik.
3. Jelaskan fungsi dari dioda sebagai detektor pada sebuah rangkaian
4. Tuliskan persamaan dan berbedaan antara rangkaian penyearah dengan
sebuah rangkaian detektor
5. Gambarkanlah sebuah rangkaian clipper yang dapat membuang
(memangkas) belahan positif dan juga belahan tegatifnya
6. Jelaskan pengertian dari dioda schottky.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 26
f. Kunci Jawaban
1. Dida penyearah, Dioda Photo, DiodaZener, Dioda Varactor, Dioda Schottky
dan Dioda Step- Recover
2. Bila dioda diberi bias tegangan terbalik maka tidak akan ada arus mengalir
dari arah katoda ke anoda (hanya sangat kecil sekali), ini berarti dari arah
katoda ke anoda perlawanan dioda sangat besar
3. Fungsi dioda detektor adalah untuk memisahkan sinyal informasi dari sinyal
pembawa
4.
Detektor Pencatu Daya
1. Frekuensi operasinya 255 Khz
2. Tegangan kerjanya kecil (10V atau
kurang )
3. Arusnya sangat kecil ( dalam uA )
4. Amplitodo tegangan bolak-balik
disirkit masukan bervariasi (oleh
adanya modulasi).
5. Di sirkit keluaran terdapat tegangan
rata dan juga tegangan bb dengan
frekuensi rendah.
1. Frekuensi operasinya 50 Hz
2. Tegangan kerjanya kecil/ besar
sesuai keperluan.
3. Arusnya besar ( dalam mA / Amper)
4. Amplitodo tegangan bolak-balikdi
sirkit masukan konstan (berasal dari
jaringan listrik).
5. Di sirkit keluaran terdapat hanya
tegangan rata (tegangan bb nya kecil
sehingga boleh diabaikan)
5.
a. Skema rangkaian clipper
0
+ Vp
- Vp
R
RL+
-V
+
-
+ Vp
- Vp
0
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 27
g. bentuk gelombang output
6. Dioda schottky menggunakan logam emas, perak atau platina pada salah
satu sisi junction dan silicon yang di dop ( biasanya type-n) pada sisi yang
alain. Dan dioda Schottky ini tidak mempunyai lapisan pengosongan atau
penyimpanan muatan, sehingga mengakibatkan ia dapat di switch nyala
dan mati lebih cepat dari pada dioda bipolar. Sebagai hasilnya piranti ini
dapat menyearahkan frekuensi diatas 300 Mhz dan jauh diatas kemampuan
dioda bipolar.
Gambar 2.9 Rankaian Clipper yang memangkas belahan positif dan belahan negatifnya
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 28
Kegiatan Belajar 2
A. Percobaan 1: Penyearah Setengah Gelombang
a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran
Setelah menyelesaikan percobaan 1 ini diharapkan peserta dapat:
1. Menjelaskan pripsip kerja dari rangkaian penyearah gelombang
2. Merakit komponen rangakaian gelombang
3. Membuktikan kerja dari rangkaian gelombang melalui pengukuran
b. Uraian materi
Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan salah satu aplikasi dari
komponen dioda, sesuai dengan namanya maka rangkaian penyearah
setengah gelombang ini hanya setengah gelombang positif saja yang
disearahkan atau dilewatkan oleh dioda. Sedangkan setengah gelombang yang
negative tidak dilewatkan oleh dioda karena pada kondisi ini dioda tersebut
tidak menghantar
1. Alat dan Bahan
a. Breadboard 1 buah
b. Resistor 2K7 1 buah
c. Dioda IN 4001 1 buah
d. Trafo 1 Amper 1 buah
e. Multimeter 1 buah
f. Oscikllocope 1 buah
g. Kabel penghubung secukupnya
2. Keselamatan Kerja
a. Periksa meja kerja sebelum dimulai pekerjaan.
b. Hati-hati dalam mengerjakan tidak boleh ceroboh.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 29
c. Periksa semua komponen yang diperlukan apakah sudah lengkap
dan periksa apakah dalam keadaan baik.
d. Jika pekerjaan anda telah selesai rapikan kembali meja kerja anda
dan semua alat dan bahan yang dipinjam dikembalikan dalam
keadaan baik
3. Langkah Kerja
a. Buatlah rangkaian pada papan percobaan (Breadboard) seperti pada
gambar 1 dibawah ini.
Output
Gamabar1
b. Ukur dan catat hasil pengamatan bentuk gelombang sebelum dan
sesudah dioda. Amati besarnya amplitude, polaritas dan frekuensi
dari gelombang tersebut
c. Balikkanlah diodanya dan ulangi langkah 2 diatas
d. Ukur dan catat tegangan pada sekunder trafo dan tegangan
bebannya.
e. Hasil pengukuran masukkan dalam daftar isian dibawah ini.
D
RLVin
(-)
A +
B -
(+)
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 30
Hasil Pengamatan:
a. Bentuk Gelombang:
1. Sebelum Dioda :
2. Setelah Dioda :
3. Amplituda (Vm) : . . . Vol
4. Frekuensi :. . . (Hz)
c. Tegangan pada sekunder Trafo : . . . Volt
d. Tegangan pada beban : . . . Volt
B. Percobaan 2: Penyearah Gelombang Penuh
a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran
Setelah menyelesaikan percobaan 2 ini diharapkan peserta dapat:
1. Menjelaskan pripsip kerja dari rangkaian gelombang penuh yang
menggunakan 2 buah dioda
2. Merakit komponen rangakaian gelombang penuh pada papan percobaan
3. Membuktikan kerja dari rangkaian gelombang penuh melaui pengukuran.
b. Uraian materi
Pada percobaan sebelumnya anda telah membuktikan bagaimana kerja dari
rangkaian penyearah setengah gelombnag dimana hanya setengah gelombang
bagian positifnya saja yang dilewatkan, sedangkan setengah gelombang
bagian negative tidak dilewatkan. Untuk mengatasi hal ini agarsupaya
setengah bagian negative ini juga bias dilewatkan maka digunakanlah
rangkaian yang menggunakan dua buah dioda dengan trofo pakai center tap (
cabang tengah). Yang mana hasilnya kedua bagian sinyal ini yaitu bagian
positif maupun bagian negatifnya sekarang dapat dilewatkan. Sehingga dari
b. Bentuk Gelombang Dioda dibalik
1. Sebelum Dioda :
2. Setelah Dioda :
3. Amplituda (Vm) : . . . Volt
4. Frekuensi : . . .
(Hz)
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 31
hasil inirangkaian tersebut dikenal dengan namasebuah rangkaian gelombang
penuh.
1. Alat dan Bahan
a. Breadboard 1 buah
b. Resistor 4K7 1 buah
c. Dioda IN 4001 2 buah
d. Trafo CT 1 Amper 1 buah
e. Multimeter 1 buah
f. Oscilloscope 1 buah
g. Kabel penghubung secukupnya
2. Keselamatan Kerja
a. Periksa meja kerja sebelum dimulai pekerjaan.
b. Hati-hati dalam mengerjakan tidak boleh ceroboh.
c. Periksa semua komponen yang diperlukan apakah sudah lengkap dan
periksa apakah dalam keadaan baik.
d. Jika pekerjaan anda telah selesai rapikan kembali meja kerja anda dan
semua alat dan bahan yang dipinjam dikembalikan dalam keadaan baik
3. Langkah Kerja
a. Buatlah rangkaian pada papan percobaan (Breadboard) seperti pada
gambar 2 dibawah ini.
Gamabar2
D1
RLVin
OutputCT
D2
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 32
b. Ukur dan catat besarnya tegangan yang terdapat pada sekunder trafo
(bagaian atas dan bawah dari CT), dan tegangan pada beban, serta
besarnya amplitude dan frekuensi dari gelombang tersebut.
c. Balikkan arah dari kedua diodanya dan ulangi langkah 2 diatas
d. Lepaskan dioda D2 dan ulangi langkah 2 diatas.
e. Hasil pengukuran masukkan pada daftar isian dibawah ini.
Hasil Pengukuran:
a. Bentuk Gelombang:
1. Sekunder trafo :(bagian atas)
2. Sekunder trafo :(bagian bawah)
3. Amplituda (Vm) : . . . Volt
4. Frekuensi :. . . (Hz)
5. Tegangan output:. . . (Volt)
c. Selah D2 dilepas :
C. Percobaan 3: Penyearah Setengah Gelombang dengan Sistim Jambatan
a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran
Setelah menyelesaikan percobaan 3 ini diharapkan peserta dapat:
a. Menjelaskan pripsip kerja dari rangkaian gelombang penuh dengan sistim
jembatan.
b. Merakit komponen rangakaian gelombang penuh dengan sistim jembatan
pada papan percobaan (Breadboard)
c. Membuktikan kerja dari rangkaian gelombang penuh sistim jembatan
melalui pengukuran
b. Bentuk Gelombang Dioda dibalik
1. Sekunder trafo : (bagian atas)
2. Sekunder trafo : (bagian atas)
3. Amplituda (Vm) : . . . Volt
4. Frekuensi : . . . (Hz)
5. Tegangan Output : . . . (Volt)
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 33
b. Uraian materi
Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan salah satu aplikasi dari
komponen dioda, sesuai dengan namanya maka rangkaian penyearah
setengah gelombang ini hanya setengah gelombang positif saja yang
disearahkan atau dilewatkan oleh dioda. Sedangkan setengah gelombang yang
negative tidak dilewatkan oleh dioda karena pada kondisi ini dioda tersebut
tidak menghantar
1. Alat dan Bahan
a. Breadboard 1 buah
b. Resistor 10 K 1 buah
c. Dioda IN 4001 4 buah
d. Trafo 1 Amper tanpa CT 1 buah
e. Multimeter 1 buah
f. Oscikllocope 1 buah
g. Kabel penghubung secukupnya
2. Keselamatan Kerja
a. Periksa meja kerja sebelum dimulai pekerjaan
b. Hati-hati dalam mengerjakan tidak boleh ceroboh
c. Periksa semua komponen yang diperlukan apakah sudah lengkap dan
periksa apakah dalam keadaan baik
d. Jika pekerjaan anda telah selesai rapikan kembali meja kerja anda dan
semua alat dan bahan yang dipinjam dikembalikan dalam keadaan baik.
3. Langkah Kerja
a. Buatlah rangkaian pada papan percobaan (Breadboard) seperti pada
gambar 3 dibawah ini
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 34
Gamabar3
b. Gambarlah bentuk gelombang yang anda amati pada sekunder trafo
c. Ukurdan cata besarnya tegangan amplitude dan frekuensinya serta
tegangan pada beban (output)
d. Hasil pengukuran masukkan dalam daftar isian dibawah ini.
Hasil Pengukuran:
a. Bentuk Gelombang pada:
1. Sekunder traf :
2. Amplitudo : . . . Volt
3. Frekuensi :. . . (Hz)
b. Bentuk gelombang pada:
1. Output : (VO)
2. Amplituda (Vm) : . . . Volt
3. Frekuensi :. . . (Hz)
4. Tegangan output :. . . (Volt)
c. Rangkuman
1. Rangkaian penyearah terdiri dari dua bagian yaitu:
a. Penyearah setengah gelombang (Half Wave Rectifier)
b. Penyearag Gelombang penuh ( Full Wave Rectifier) dengan dua buah
dioda dan dengan empat buah dioda atau kebih dikenal penyearah
dengan sistim jembatan.
D1D4
D3 D2
RL VO
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 35
2. Pada rangkaian penyearah setengah gelombang menunjukkan bahwa
perioda positif dari tegangan input akan memberikan bias forward pada
dioda, sehingga dioda akan konduksi selama peroida positif. Tetapi
untuk perioda negatif dioda dibias reverse dan hanya arus reverse kecil
yang mengalir.
3. Tegangan dimana arus bertambah dengan cepat disebut tegangan knee
dari dioda.
4. Untuk dioda silikon tegangan knee sama dengan potensial barier kira-kira
0,6 Volt dan dioda germanium mempunyai tegangan knee kira-kira 0,2 V
5. Dengan menggunakan harga positif untuk arus dan tegangan forward dan
harga negatif untuk arus dan tegangan reverse maka kita dapat
menggambarkan kurva forward dan reverse dari dari sebuah grafik.
6. Harga rata-rata dari sinyal setengah gelombang adalah:
Frekuensi outnya adalah setiap periode dari sinyal oputput sama dengan
periode sinyal input, sehingga fout = f in
7. Harga rata-rata dari sinyal gelombang penuh adalah
Dan besarnya frekuensi outputnya adalah periode sinyal output setengah
periode sinyal input, atau dengan kata lain tiap siklus input menghasilkan
dua siklus output sehingga fout = 2f in
d. Tugas
1. Gambarkanlah rangkaian serta gelombang output dari rangkaian
penyearah:
a. Setengsh gelombang
b. Gelombangpenuh dengan dua buah dioda
VDC
Em=
VDC
2 Em=
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 36
c. Gelombang penuh dengan empuah dioda
2. Tuliskan kelemahan dan kelebihan penyearah gelombang dibanding
dengan penyearah gelombang penuh.
e. Test Formatif
1. Bila pada rangkaian penyearah gelombang penuh terukur tegangan
maksimum pada sekundenya sebesar 68 V. Berapakah besar tegangan
beban dc, frekuensi output dan tegangan inverse puncak?
2. Jelaskan pengertian dari dioda dibias forward dan dibias reverse
3. Gambarkan kurva dioda penyearah dengan arah maju dan arah mundur
secara lengkap
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 37
f. Kunci Jawaban
1. Tegangan beban rata-rata adalah:
Frekuensi output adalah: fout = 2f in
= 2 x 50 = 100Hz
tengangan inverse puncak pada setiap dioda adalah:PIV = Vm = 68 V
2. Jika arus konvensional mengalir searah dengan anak panah dioda maka
dioda tersebut dibias forward dan sebaliknya bilaarus konvensional
berusaha mengalir berlawanan arah dengan anak panah dioda maka
dioda dibias reverse.
3 araha maju
arah mundur
VDC
2 Em= =
2 x 68
= 43,3 V
i
V-V
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 38
Kegiatan Belajar 3
a. Tujuan Kegiatan Pemelajaran
Setelah mempelajari kegiatan belajar ini diharapkan peserta dapat:
a. Prinsip kerja dari dida zener sebagai voltage regulator.
1. Karakteristik Dioda Zener
2. Regulator tegangan dengan dioda Zener
b. Membuat sebuah rangkaian regulator sederhana (Voltage Regulation)
b. Uraian materi
1. Prinsip kerja dida zener
Kuat arus yang dikeluarkan oleh sebuah pencatu daya akan berubah-ubah
bila pada tegangan input berubah-ubah dan besarnya beban berubah-ubah.
Oleh karena perubahan-perubahan kuat arus tersebut maka tegangan
dibeban juga akan berubah-ubah, sebab pencatu daya mempunyai
perlawanan dalam yang cukup besar. Perubaha- perubahan tegangan jepit
akan dapat berakibat pada:
1) dalam penguat bunyi, yang mana bunyi yang dikeluarkan pengeras
suara akan cacat (distortion)
2) sistim elektronik lain, dapat mengganggu beroperasinya sistim.
Mengingat kejadian tersebut diatas maka pencatu daya yang mencatu arus
besar perlulah dimantapkan atau distabilkan tegangan jepitnya, artinya
tegangan jepit perlu diusahakan agar tidak bervariasi (berubah-ubah).
Guna keperluan pemantapan tegangan (voltage regulation)itu maka pada
sirkit keluaran dari catu daya tersebut ditambahkan suatu rangkaian
stabilisator tegangan (voltage regulator). Sebagai alat stabilisasi dalam
pencatu daya dipakailah sebuah dioda zener. Dengan demikian rang
keseluruhan sebuah pencatu daya dengan stabilisasinya dapat dilihat
secara blok diagram pada gambar dibawah ini
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 39
Gambar1. Skema blok pencatu daya yang dilengkapi stabilisator tegangan
2. Karakteristik Dioda Zener
Dioda zener adalah sebuah dioda yang terbuat dati bahan silicon dan dioda
ini mempunyai karakteristik terbakik, perhatikan gambar 2 dibawah ini.
Kalau kita lihat bahwa kalau tegangan muka terbalik kita naikkan dengan
berangsur-angsur maka pada suatu saat (pada gambar di titik 7V) kuat
arus yang mengalir naiklah dengan diba-tiba (senyong-konyong). Titik
dimana hal ini terjadi dinamakan tegangan tembus ( break down voltage)
atau tegangan zener. Tegangan zener
-Volt 8 6 -4 2 0
Gambar 2. A. Simbol dioda zener B. Karakteristik dida zener
Pada gambar tegangan zener terlihat bahwa meskipun arus yang mengalir
bervariasi antara haraga ab, namun tegangan pada dioda adalah tetap
konstan pada 7 volt. Kejadian ini akan dapat kita manfaatkan untuk
pekerjaan pemantapan (stabilisasi) dalan pencatu daya. Arus setinggi titik b
tidak boleh melampaui harga maksimum agar dioda tidak rusak karenanya.
PENCATU DAYA
SATBILISATOR TEGANGAN Beban
=
+
a
bK
A
(B)(A)
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 40
3. Regulator tegangan dengan dioda Zener
Rangkaian regulator (stabilisasi) tegangan yang menerapkan dioda zener
dirangkaikan kepada pencatu daya seperti diperlihatkan pada gambar 3
dibawah ini. Bagi pencatu daya maka perlawanan Rs dan dioda zener
adalah berderet lihat gambar B. Arus yang mengalir lewat Rs kemudian
terbagi, sebagian lewat Dz dan sebagian lain lewat beban Rb. Dengan
harga Rs yang tepat maka dioda akan secara sendirinya menyitel diri zener
pada tegangan (=tegangan jepit, Vj ) yang konstan. Jika arus beban naik
maka arus dioda Iz akan turun, demikian juga bila arus beban turun maka
arus dioda akan naik dengan otomatis. Tetapi meskipun arus dioda
berubah-ubah namun tegangan nya tetap konstan besarnya
Gambar 3. Stabilisasi dengan dioda zener
Dengan dipasangnya dioda zener kerut-kerut tegangan yang masih sisa di
keluaran pencatu daya akan ditindasnya sekali lagi. Oleh kondisi ini maka
dioda pun dinamai pula tapis elektronik atau tapis dinamik. Hal itu dapat
terjadi sebab dioda mempunyai perlawanan yang sangat kecil terhadap
kerut tersebut, sehingga tegangan kerut itupun terhubung singkat olehnya
IRsIB
DZ RB
IZ
VZ
+
-I= Iz + IB
Rs IB
I
VZ
IZ
RBDZ
stabilisatortegangan
penyearah+
-
AB
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 41
c. Rangkuman
1. Dioda zener terbuat dari bahan silicon yang dioptimalkan untuk bekerja
pada daerah breakdown, dan juga sering disebut dioda breakdown. Dioda
zener adalah tulang punggung regulator tegangan.
2. Jika dioda zener bekerja pada daerah breakdown,bertambahnya tegangan
sedikit akan menambah arus yang besar,ini artinya dioda zener mempunyai
inpedansi yang kecil. Inpedansi dapat ditung dengan rumus:
3. Kian kecil harga zz kian baik stabilisasinya dan harga zz tidak akan melebihi
50 ohm.
4. Dioda Zener dipakai dengan memberi tegangan terbalik untuk keperluan
pemantapan tegangan atau panutan tegangan(voltage reverence)
5. Dioda zener yang khusus untuk keperluan panutan dinamai dioda referensi
mempunyai tegangan tembus yang praktis konstan meskipun tegangan
sumber bervariasi.
6. Titik dimana arus tiba-tiba naik dengan sekonyong-konyong disebut
tegangan tembus dioda zener atau teganga breakdown.
7. Agar regulator zener menjaga tegangan output konstan, dioda zener harus
tetap pada daerah breakdown untuk semua kondisi kerja. Keaadaan yang
palik jelek terjadi pada tegangan sumber minimum dan arus beban
maksimum karena arus zener menjadi minimum. Dengan bantuan
persamaan kita mendapatkan resistansi pembatas seri maksimum yang
diperbolehkan:
Zzi
V=
Rs (maks) IL(maks)
Vin (min) - Vout=
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 42
resistansi Rs terbesar yang diizinkan
tegangansumber terkecil
tegangan breakdown zener
arus beban terbesar yang masih mungkin
d. Tugas
1. Gambarkanlah sebuah rangakain regulator zener sederhan dengan output
12 Volt dengan sumber tegangan input 30 Volt
2. Tuliskan persyaratan yang harus diperhatikan dalam membangun sebuah
regulator zener agar dioda zener bekerja dengan baik.
e. Test Formatif
1. Dioda zener disebut juga dioda . . . . . . .
2. Dioda zener harus dirangkai dengan polaritas. . . . . . artinya . . . . .
3. Dida zener rangkaian regulator dibawah ini mempunyai Vz = 10 Volt dan
rZ = 7 . Tentukan harga Vout dan tentukan arus zener minimum dan maksimum
Rs (maks)
Vin (min)
Vout
=
=
=
= IL(maks)
Catu daya diatur
20 - 40 v vin
+
_
820
VoutIZ
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 43
f. Kunci Jawaban
1. Dioda breakdown
2. terbalik (reverse) antinya bagian anoda zener dihubungkan dengan
negative baterai dan kutub katodanya terhubung dengan positif smber.
3. Tegangan yang dikenakan (2040 V) selalu lebih besar dari tegangan
breakdown. Dengan demikian tegangan outputnya adalah: Vout = vz = 10 V
Arus zener minimum terjadi pada tegangan sumber minimum, dengan
hokum ohm, maka
Arus zener maksimum terjadi jika tegangan sumber maksimum:
Iz (min) R
Vin (min) - Vz=
Iz (min) 12,2 mA=
Iz (min)820
20 - 10=
Iz (max) R Vin (max) - Vz
=
Iz (max) 820
40 - 10=
Iz (max) 36,6 mA=
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 44
g. Membuat rangkai regulator sederhana
1. Alat dan Bahan
a. Catu daya 0 25 Volt 1 buah
b. Papan percobaan ( Breadboard 1 buah
c. Voltmeter 2 buah
d. Milli Amper 1 buah
e. Dioda zener ZL 12 1 buah
f. Resistor 270 Ohm 1 buah
g. Potensiometer 50 K/1w 1 buah
2. Keselamatan Kerja
a. Periksa meja kerja sebelum dimulai pekerjaan.
b. Hati-hati dalam mengerjakan tidak boleh ceroboh.
c. Periksa semua komponen yang diperlukan apakah sudah lengkap dan
periksa apakah dalam keadaan baik.
d. Jika pekerjaan anda telah selesai rapikan kembali meja kerja anda dan
semua alat dan bahan yang dipinjam dikembalikan dalam keadaan baik
3. Langkah Kerja
a. Bangunlah rangkain pada papan percobaan (breadboard) seperti pada
gambar dibawah ini.
Gambar rangkaian
25 V
R
P
A
DZ
-
mA
VVz
+
B
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 45
Besarnya R dapat dtemukan dengan rumus:
Dan perlawanan dioda bagi arus bolak balik:
b. Aturlah potensimeter P agar tegangan antara A B sebesar 2 Volt
c. Bacalah tegangan yang terukur pada dioda dan besarnya arus pada alat
ukur mA dan cacat hasilnya masukkan dalam tabel.
d. Lanjutkan pengukuran-pengukuran untuk mengisi daftar berikutnya
Tabel Pengamatan
VABVolt
VZVolt
IZmA
1
2 ..
3
4 ..
dst .
R IZmaks
VABmaks - VZ=
rZ IZ
VZ=
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 46
BAB. III EVALUASI
A. Tes Tertulis
Jawablah pertanyaan berikut ini dengan singkat dan jelas!
1. Sebutkan pengertian dari dioda juntion
2. Tuliskan sifat-sifat dari dioda
3. Tuliskan macam macam dioda yang anda ketahui
4. Jelaskan pengertian dari penyearah
5. Rangkaian penyearah dapat digolongkan menjadi ... dan tuliskan
6. Sebuah penyearah rangkap, pada setengah lilitan sekunder terdapat
tegangan maksimum 28,3 V. Tentukanlah Tegangan beban rata-rata,
frekuensi output dan tegangan inverse puncak (VIP)
7. Jelaskan prinsip kerja dari rangkaian penyearah dengan sistim jembatan
8. Buatlah rangkaian yang dapat memangkas gelombang belahan positif 4 Volt
dan belahan negatifnya sebesar 3 Volt
B. Tes Praktik
Dalam pekerjaan dilab elektronika kita tak lepas dari pemakaian sebuah alat ukur
catu daya regulator, dan regulator ini biasanya mempunyai tegangan output yang
dapat diatur sesuai dengan keperluan.
Rencanakanlah sebuah rangkaian regulator dengan ketentuan sebagai berikut:
1. Tegangan output bervariasi (dapat diatur)
2. Arus maksimum 1 Amper
3. Bisa menggunakan lebih dari satu dioda zener bila diperlukan
4. Lengkapi dengan analisa perhitungan
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 47
KUNCI JAWABAN
A. Tes Tertulis
1. Dioda junction (pertemuan) dimana daerah semikonduktor type-p dan semi
konduktor type-n bertemu.
2. Sifat-Sifat Dioda
a. Dioda Silikon:
1. menghantar dengan tegangan maju kira-kira 0.6 Volt
2. perlawanan maju cukup kecil
3. perlawanan terbalik sangat tinggi, dapat mencapai beberapa Mega ohm
4. Arus maju maksimum yang dibolehkan cukup besar, sampai 1000 A
5. Tegangan terbalik maksimum yang dibolehkan cukup tinggi, dapat
mencapai 1000 V
b. Dioda Germanium:
1. Menghantar dengan teganagnmaju kira-kira 0,2 Volt
2. Perlawanan maju agak besar
3. Perlawanan terbalik kurang tinggi ( kurang dari 1 M ohm)
4. Arus maju maksimum yang dibolehkan kurang besar.
5. Tegangan terbalik masimum yang dibolehkan kurang tinggi
3. Dioda photo, dioda penyearah, dioda zener, dioda led, dioda varactor, dioda
schottky dan dioda step recovery
4. Untuk mensearahkan sinyal Ac menjadi sinyal DC atau dengan kata lain
mengubah tengan bolak balik menjadi tegangan searah
5. Rangkaian penyearah dapat dibagi menjadi bagian yaitu rangkaian penyearah
gelombang dan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 2 buah
dioda dan 4 buah dioda.
6. Vdc = 2Vm/ = 2x28,3/ =18 VoltFrekuensi output: fout = 2fin = 2 x 50 Hz = 100Hz
Tegangan Inverse Puncak: PIV = 2.Vm = 2 x 28,3 = 56,6 Volt
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 48
7. Selama setengah siklus positif tegangan sekunder dioda D2 dan D3 dibias
forward, oleh sebab itu arus beban kearah kiri (ihat gambar A). Selama
setengah sikllus negative, dsioda D4 dan D1 dibias forward dan arus beban
kearah kiri (gambar B)
8.
20 V
D1 D2
D3 D4
D1 D2
D3 D4_
_
+
+
BA
0
+ Vp
- Vp
R
RL+
-6V
+
-7V
+6V
0
-7V
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 49
B. Lembar Penilaian Tes PraktikNama Peserta :No. Induk :Program Keahlian :Nama Jenis Pekerjaan :
PEDOMAN PENILAIAN
No. Aspek Penilaian Skor Maks.
Skor Perolehan
Keterangan
1 2 3 4 5Perencanaan1.1. Persiapan alat dan bahan1.2. Menganalisa komponen
55
I.
Sub total 10Membuat rangkaian2.1. Menentukan nilai komponen2.2. Pemasangan komponen
55
II.
Sub total 10Proses (Sistematika & Cara Kerja)3.1. Tata letak komponen 3.2. Penempatan alat ukur3.3. Rangkaian sesuai gambar kerja
101010
III.
Sub total 30Kualitas Produk Kerja4.1. Hasil pengukuran sesuai dengan
teori4.2 Hasil pengukuran tidak sesuai
dengan teori 4.2. Pekerjaan diselesaikan dengan waktu
yang telah ditentukan
15
5
10
IV.
Sub total 30Sikap/Etos Kerja5.1. Tanggung jawab5.2. Ketelitian5.3. Inisiatif5.4. Kemandirian
2332
V.
Sub total 10Laporan6.1. Sistimatika penyusunan laporan6.2. Kelengkapan bukti fisik
46
Sub total 10
VI.
Total 100
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 50
KRITERIA PENILAIAN
No. Aspek Penilaian Kriteria Penilaian SkorI. Perencanaan
1.1. Persiapan alat dan bahan
1.2. Menganalisa jenis komponen
Alat dan bahan disiapkan sesuai kebutuhan
Alat dan bahan disiapkan tidak sesuai kebutuhan
Merencanakan sesuai dengan gambar
Perencanakan tidak sesuai dengan gambar
5
1
5
1
II. Proses (Sistematika & Cara Kerja)3.1. Cara membuat rangkaian
3.2. Cara melakukan tata letak komponen
3.3. Cara menempatkan alat ukur
Rangakain dibuat sesuai dengan gambar
Rangkaian dibuat tidak sesuai dengan gambar
Tata letak koponen rapidan teratur
Tata letak komponen semraut
Penempatan alat ukur mudah dibaca
Penempatan alat ukur sulit dibaca
10
1
10
1
10
1
III. Kualitas Produk Kerja
4.1. Hasil pengukuran sesuai dengan teori
4.3. Pekerjaan diselesaikan dengan waktu yang telah ditentukan
Hasil pengukuran sesuai dengan teori
Hasil pengukuran tidak sesuai dengan teori
Menyelesaikan pekerjaan lebih cepat dari waktu yang ditentukan
Menyelesaikan pekerjaan tepat waktu
Menyelesaikan pekerjaan melebihi waktu yang ditentukan
10
1
8
10
2
IV. Sikap/Etos Kerja5.1. Tanggung jawab Membereskan kembali alat dan
bahan yang dipergunakan Tidak membereskan alat dan
bahan yang dipergunakan
2
1
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 51
5.2. Ketelitian
5.3. Inisiatif
5.4. Kemandirian
Tidak banyak melakukan kesalahan kerja
Banyak melakukan kesalahan kerja
Memiliki inisiatif bekerja Kurang/tidak memiliki inisiatif
kerja
Bekerja tanpa banyak diperintah Bekerja dengan banyak diperintah
3
1
3
1
21
V. Laporan6.1. Sistimatika penyusunan
laporan
6.2. Kelengkapan bukti fisik
Laporan disusun sesuai sistimatika yang telah ditentukan
Laporan disusun tanpa sistimatika
Melampirkan bukti fisik hasil pengukuran
Tidak melampirkan bukti fisik
4
1
6
2
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 52
BAB. IV PENUTUP
Setelah menyelesaikan modul ini, maka Anda berhak untuk mengikuti tes paktik
untuk menguji kompetensi yang telah dipelajari. Dan apabila Anda dinyatakan
memenuhi syarat kelulusan dari hasil evalusi dalam modul ini, maka Anda berhak
untuk melanjutkan ke topik/modul berikutnya. Mintalah pada pengajar/instruktur
untuk melakukan uji kompetensi dengan sistem penilaiannya dilakukan langsung
dari pihak dunia industri atau asosiasi profesi yang berkompeten apabila Anda
telah menyelesaikan suatu kompetensi tertentu. Atau apabila Anda telah
menyelesaikan seluruh evaluasi dari setiap modul, maka hasil yang berupa nilai
dari instruktur atau berupa porto folio dapat dijadikan sebagai bahan verifikasi
bagi pihak industri atau asosiasi profesi. Kemudian selanjutnya hasil tersebut
dapat dijadikan sebagai penentu standard pemenuhan kompetensi tertentu dan
bila memenuhi syarat Anda berhak mendapatkan sertifikat kompetensi yang
dikeluarkan oleh dunia industri atau asosiasi profesi.
-
Modul ELKA-MR.UM.002.A 53
DAFTAR PUSTAKA
Malvino, 1984, Prinsi-prinsip Elektronik, Edisi Kedua. Erlangga Jakarta
Wasito S, 1983, Pelajaran Elektronika 1A, sirkit arus searah, Karya Utama
Jakarta, Anggota Ikatan Penerbit Indonesia ( IKAPI)
Wasito S, 1984, Vademikum Elektronika , PT Gramedia, Jakarta