Modul 1 Dioda

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. Dioda
2. Dioda Zener
3. Half Bridge Rectifer
4. Full Bridge Rectifer

1. Pendahuluan[Kembali]

    Dioda merupakan komponen elektronik yang memiliki fungsi fundamental dalam rangkaian listrik. Sebagai perangkat yang hanya memungkinkan arus listrik mengalir dalam satu arah, dioda memainkan peranan penting dalam berbagai aplikasi, seperti penyearah arus, pemutus, dan pengaman rangkaian. Dalam praktikum ini, kita akan mengeksplorasi karakteristik dasar dioda, serta memahami bagaimana komponen ini berfungsi dalam sistem elektronik. Dengan mempelajari karakteristik volt-ampere dioda, kita dapat memahami perilakunya dalam kondisi yang berbeda, seperti forward bias dan reverse bias.

    Sebagai salah satu komponen yang paling sederhana namun sangat esensial, dioda telah banyak digunakan dalam berbagai perangkat elektronik modern. Misalnya, dioda pemancar cahaya (LED) dan dioda zener merupakan contoh aplikasi yang menunjukkan diversitas fungsi dioda dalam kehidupan sehari-hari. Dengan memanfaatkan prinsip kerja dioda, berbagai inovasi teknologi dapat terwujud, mulai dari sistem komunikasi hingga perangkat penyimpanan energi. Memahami prinsip dasar dioda bukan hanya penting untuk pengembangan teknologi, tetapi juga untuk merancang rangkaian yang efisien dan efektif dalam aplikasi praktis.

2.Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda.
2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda zener.
3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik Half Bridge Rectifier dan Full Bridge Rectifier.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

• Alat dan Instrument

• DC Power Supply

        DC power supply adalah perangkat yang menyediakan arus listrik searah (DC) dengan tegangan dan arus yang dapat diatur sesuai kebutuhan, memberikan daya stabil dan terkontrol untuk berbagai aplikasi elektronik. Ini digunakan untuk menguji dan mengembangkan perangkat elektronik, mengisi baterai, dan menyuplai daya ke perangkat yang memerlukan arus DC. Dengan kemampuan untuk menyesuaikan dan memantau parameter daya, DC power supply memastikan bahwa komponen elektronik berfungsi dengan benar dan sesuai spesifikasi yang diinginkan.

• Multimeter

        

        Multimeter adalah alat pengukur serbaguna yang digunakan untuk mengukur berbagai parameter listrik, termasuk tegangan (volt), arus (ampere), dan resistansi (ohm). Fungsi utamanya adalah untuk membantu teknisi dan insinyur dalam mendiagnosis dan memecahkan masalah pada rangkaian elektronik dan listrik dengan memberikan pembacaan yang akurat dari berbagai nilai listrik. Selain itu, multimeter sering dilengkapi dengan fitur tambahan seperti pengukuran kontinuitas, kapasitas, dan frekuensi, menjadikannya alat penting untuk perawatan, pengujian, dan perbaikan perangkat elektronik serta sistem listrik.

• Jumper

    Jumper adalah komponen kecil berupa konektor atau kabel pendek yang digunakan untuk menghubungkan dua titik atau jalur listrik pada papan sirkuit atau perangkat elektronik. Fungsi utamanya adalah untuk mengatur atau memodifikasi sirkuit dengan menghubungkan atau memutuskan jalur tertentu, seperti memilih mode operasi, mengatur konfigurasi, atau memperbaiki sambungan yang putus. Jumper sering digunakan dalam pengaturan BIOS pada komputer, konfigurasi hardware, serta dalam perbaikan dan pengembangan perangkat elektronik untuk memastikan bahwa komponen berfungsi dengan benar sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.

• Oscilloscope

        Osiloskop adalah alat yang sangat berguna dalam bidang elektronika untuk mengamati dan menganalisis bentuk gelombang sinyal listrik secara real-time. Dengan kemampuannya menampilkan grafik tegangan terhadap waktu, osiloskop memungkinkan pengguna untuk mengidentifikasi karakteristik sinyal, seperti frekuensi, amplitudo, dan distorsi. Alat ini juga digunakan untuk mendeteksi masalah dalam rangkaian elektronik, memeriksa kinerja komponen, dan melakukan pengukuran yang akurat pada sinyal analog maupun digital. Dalam pendidikan dan penelitian, osiloskop menjadi alat esensial untuk eksperimen, pemecahan masalah, dan pengembangan teknologi baru, sehingga sangat penting bagi teknisi dan insinyur dalam merancang dan mengoptimalkan sistem elektronik.

• Electronic Base Station

        Electronic base station berfungsi sebagai alat untuk memahami dan menganalisis konsep dasar komunikasi nirkabel serta pengelolaan sinyal. Dengan menggunakan stasiun basis, mahasiswa dapat mempelajari cara stasiun ini menghubungkan perangkat pengguna dengan jaringan utama, serta bagaimana sinyal radio dipancarkan dan diterima. Praktikum ini memungkinkan mahasiswa untuk mengeksplorasi berbagai parameter teknis, seperti kekuatan sinyal, frekuensi, dan kapasitas jaringan, yang esensial dalam pengembangan dan pengelolaan sistem telekomunikasi. Selain itu, pengalaman langsung dengan stasiun basis membantu mahasiswa memahami tantangan dan solusi dalam desain serta pengoperasian jaringan komunikasi modern.

• Electronic Module Kit Dioda, Dioda Zener, Half Bridge Rectifier dan Full Bridge Rectifier.

• Bahan 

• Dioda

      Dioda memiliki berbagai kegunaan penting dalam dunia elektronika, di antaranya sebagai penyearah arus, yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC), sehingga cocok untuk penggunaan dalam sumber daya listrik. Selain itu, dioda juga digunakan dalam rangkaian perlindungan untuk mencegah arus balik yang dapat merusak komponen lain, seperti dalam penggunaan dioda zener yang berfungsi untuk stabilisasi tegangan. Dioda pemancar cahaya (LED) menjadi salah satu inovasi paling populer, digunakan sebagai sumber cahaya yang efisien dalam berbagai aplikasi, dari penerangan hingga layar elektronik. Dengan fungsinya yang beragam, dioda menjadi komponen esensial dalam berbagai perangkat modern, mulai dari telepon pintar hingga sistem otomotif.

• Resistor

        Resistor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam sirkuit dengan memberikan hambatan atau resistansi tertentu. Dengan menambahkan resistor ke dalam sirkuit, pengguna dapat mengontrol besarnya arus yang mengalir dan menurunkan tegangan pada komponen lainnya, mencegah kerusakan akibat arus yang terlalu besar. Selain itu, resistor digunakan untuk membagi tegangan, mengatur bias dalam transistor, dan menyesuaikan karakteristik sinyal dalam berbagai aplikasi elektronik, seperti dalam rangkaian penguat dan filter. Sebagai komponen pasif, resistor membantu memastikan bahwa sirkuit berfungsi dengan stabil dan efisien sesuai dengan spesifikasi desain. 

4. Dasar Teori[Kembali]

Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda. Kontruksi dan simbol dioda seperti pada gambar berikut :

Dioda akan mengalirkan arus maju (konduksi) jika diberi bias maju (forward bias) yaitu anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif. Sebaliknya, jika diberi bias mundur (reverse bias) maka dioda mempunyai resistansi tinggi. Pada dasarnya dioda akan mengalami konduksi jika diberi tegangan maju yang cukup (0,7 V untuk dioda silikon dan 0,2 V untuk dioda germanium). Setelah mencapai tegangan tersebut, setiap kenaikan tegangan akan diikuti dengan kenaikan arus.

Pada saat terjadi forward bias, terjadi perpindahan muatan listrik positif ke bagian positif dioda yang akan mengisi positif layer sehingga menekan depletion layer. Sedangkan pada reverse bias, muatan positif dan muatan negative pada daerah P dioda akan ditarik oleh sumber. Sehingga depletion layer akan melebar dan tidak dapat mengalirkan arus.

Dioda Zener

Dioda Zener merupakan jenis diode yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik).

Pada dasarnya, dioda zener akan menyalurkan arus listrik ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan tembusnya. Karakteristikberbeda dengan dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Sebuah dioda zener  yang dipasangkan dalam rangkaian reverse bias akan menjaga agar tegangan jatuhnya outputnya tetap stabil walaupun tegangan input diubah-ubah.
 
Dioda sebagai Rectifier (Penyearah)

Dioda sering digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi arus DC. Ketika dioda dialiri oleh sumber AC, ia hanya akan mengalirkan arus selama setengah siklus positif (untuk dioda ideal) dan menahan arus selama setengah siklus negatif. Ini menghasilkan arus DC yang berdenyut (pulsating DC).

• Half Bridge Rectifier

Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang (Half bridge Rectifier), hanya setengah dari gelombang AC yang diteruskan oleh dioda, sehingga menghasilkan arus DC dengan denyutan setengah gelombang. Penyearah setengah gelombang adalah perangkat yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).

• Full Bridge Rectifier

Dalam rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan jembatan dioda (bridge rectifier), seluruh gelombang AC digunakan dan akan menghasilkan arus DC dengan denyutan penuh. Jenis penyearah fase tunggal ini menggunakan empat dioda. Keempat penyearah individual terhubung dalam konfigurasi Bridge atau jembatan loop tertutup untuk menghasilkan output yang diinginkan. Keuntungan utama dari rangkaian jembatan ini adalah tidak memerlukan trafo khusus yang menggunakan center tap.

Dioda Bridge Sebagai Full Bridge Rectifier lebih menguntungkan dari segi biaya karena trafo bekerja secara full.

5. Percobaan[Kembali]