Modul 2 CATU DAYA DAN RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG Nama : Muhammad Ilham NIM : 10211078 E-mail :
[email protected] Shift/Minggu : III/2 Asisten : Widyo Jatmoko (10208038) : Derina Adriani (10209043) Tanggal Praktikum : 17 Oktober 2012 Tanggal Pengumpulan : 24 Oktober 2012
Abstrak Fungsi diode yaitu peyearah setengah gelombang dan gelombang penuh. Penggunaan regulator zener dan penyearah gelombang menggunakan filter,serta mengamati tegangan masukan dan keluaran dengan berbagai macam teknik penyearah teknik gelombang.
Kata Kunci : fungsi dioda,penyearah gelombang ,regulator zener kurva karakteristik 1. Tujuan a. Menentukan tegangan pada catu daya b. Mengetahui cara kerja rangkaian penyearah gelombang c. Melakukan pengukuran pembebanan pada catu daya
2. Teori Dasar DIODA Dioda merupakan komponen berbahan semikonduktor berupa silikon atau germanium yang dapat melewatkan arus pada satu arah saja. Macam macam dioda antara lain :
Dioda p-n junction
Dioda sambunganp-n terdiri dari semikonduktor jenis p yang disambungkan dengan semikonduktor jenis n. Sambungan p-n jika diberi tegangan panjar maju(anidakatoda) maka bandgap antara pita konduksi dan pita valensi menjadi kecilyang menyebabkan adanya arus yang mengalir dan jika diberi tegangan panjar mundur(katoda-anoda) maka bandgap antara pita konduksi dan valensi akan semakin membesar sehingga tidak ada elektron yang mangalir.
Dioda Zener
adalah diode yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari diode biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah. Gambar 1. Kurva karateristik dioda Karateristik dioda merupakan hubungan antara arus dioda dengan beda tegangan antara kedua ujung dioda. Pada kurva , arus dioda (ID) bernilai nol saat tegangan dioda(VD) bernilai nol., karena saat keadaan tanpa tegangan arus minoritas dan mayoritas mempunyai besar yang sama namun berlawanan arah sehingga total arusnya nol.jika diberi panjar maju arus mula mula nol terus akan naik dengan cepat terhadap perubahan tegangan,tegangan dimana arus melonjak naik disebut tegangan potong.saat diberi panjar mundur arus mengalir sangat kecilsampai batas tertentu yang tidak bergantung lagi pada tegangannya yang dikenal kedadalan(breakdown). Hubungan tegangan dan arus dioda sevbagai berikut : Vcc=Vab+Vbc=Vab+(IDxRL) . . . .. . . (1) Atau ID=-Vab/RL+Vcc/RL . . . . . . .(2)
Dioda yang biasa tidak akan mengalirkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan operasional, diode biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan.
Catu Daya ( Rangkaian Penyearah )
Berfungsi mengubah sinyal tegangan AC menjadi DC.Rangkaian penyearah dengan tapis digunakan agar tegangan DC yang dihasilkan lebih rata. Dengan adanya pemasangan sebuah kapisitor, tegangan keluaran tidak akan segera turun walaupun tegangan masukan telah turun. Karena kapasitor memerlukan waktu untuk mengosongkan muatannya . tegangan yang terjadi disebut tegangan riak(ripple voltage). Kualaitas rangkaian penyearah dengan tapis dinyatakan dengan nisbah riak puncak ke puncak(PPRR/peak to peak ripple ratio). PPRR =Vrpp/VDC rata-rata atau VDC rata-rata=Vp/π . . . . . . . .(3) Untuk setengah gelombang Vrpp=Vp/f*RL*C. . . . . . . . . . .(4) Untuk gelombang penuh Vrpp=Vp/2f*RL*C Tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami penurunan tegangan jika dibebani.dengan adanya pengaturan tegangan , maka tegangan keluaran akan tetap jika diberi beban arus dalam batas tertentu.
Table 1.2 Polaritas: Katoda-Anoda (Panjar Mundur)
3.
Data RL = 1479 Ω (teori: (1500 ± 5%)Ω
Tabel 1.1 Polaritas : Anoda-Katoda (Panjar Maju) Vcc (V)
Vab (V)
Vbc (V)
ID = Vbc/RL
0,2037
0,2032
0,0005
3,38066E-07
0,406
0,3886
0,0168
1,1359E-05
0,608
0,473
0,1351
9,13455E-05
0,807
0,507
0,299
0,000202164
1
0,529
0,471
0,000318458
1,199
0,544
0,655
0,000442867
1,4
0,557
0,843
0,00056998
1,599
0,566
1,033
0,000698445
1,8
0,575
1,225
0,000828262
2
0,582
1,418
0,000958756
2,201
0,589
1,612
0,001089926
2,397
0,595
1,802
0,001218391
2,599
0,6
1,999
0,001351589
2,803
0,605
2,198
0,001486139
3,011
0,61
2,401
0,001623394
3,198
0,613
2,585
0,001747803
3,387
0,616
2,771
0,001873563
3,605
0,62
2,985
0,002018256
3,781
0,623
3,158
0,002135227
3,995
0,625
3,373
0,002280595
4,19
0,628
3,56
0,002407032
4,42
0,631
3,79
0,002562542
4,59
0,633
3,96
0,002677485
4,79
0,635
4,15
5,01
0,637
4,37
Vcc (V) 0,2041 0,398 0,598 0,807 1 1,201 1,404 1,6 1,801 2,01 2,207 2,388 2,609 2,807 3,019 3,219 3,408 3,616 3,818 4 4,21 4,44 4,65 4,82 5
Vab (V) 0,2041 0,398 0,598 0,807 1 1,201 1,404 1,6 1,801 2,01 2,207 2,388 2,609 2,807 3,019 3,219 3,408 3,616 3,818 4 4,21 4,44 4,65 4,82 5
Vbc (V) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ID = Vbc/RL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Time/Div = 2, Volt/Div = 1 Tabel 2 Penyearah Setengah Gelombang Vbc (Vout)
0,00280595
Input (AC Volt)
Multimeter (AC Volt)
Osiloskop (AC Volt)
0,002954699
6
0,77
2
4
0,439
1,2
2
0,134
0,4
Pembebanan pada catu daya penyearah gelombang penuh
Tabel 3.1 Tanpa Kapasitor No.
R (Ω)
Va (V)
Vb (V)
Vc (V)
1
1479
17
17
8
2
473
17
17
8
Tabel 3.2 Dengan Kapasitor No.
R (Ω)
1
1479
2
473
C 3.09 mF 3.09 mF
Va (V)
Vb (V)
Vc (V)
Vrpp (V)
17
17
8
2
17
17
8
2
R = 3.3 Ω, C = 0.19 nF Tabel 4 Catu Daya dengan Regulator Zener Vc (V)
1
1479
17
17
2
2
473
17
17
2
4. Pengolahan Data
kurva karakteristik panjar mundur
kurva karakteristik panjar maju 0,0035
0,0025 0,002 0,0015 Series1
0,001 0,0005 0,2032 0,544 0,589 0,613 0,628
0
Vab
Grafik 1 karakteristik panjar maju
Series1
0,2041
ID
ID
0,003
1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 4,21
Vb (V)
3,219
Va (V)
2,207
R (Ω)
1,201
No.
VD
Grafik 2 karakteristik panjar mundur
Gambar 2 Setengah Gelombang
Gambar 3 Gelombang Penuh
Gambar 4 Gelombang dengan Tapis
Gambar 5 gelombang tegangan jika diberi kapasitor
5. Analisis Pada percobaan karakteristik dioda , kurva grafik pada percobaan panjar maju mengalami penaikan yang cukup besar pada tegangan yang diperbesar, namun pada kurva grafik panjar mundur , kurvanya lurus terhadap garis y=o , meskipun dengan peningkatan nilai tegangannya Hasil pengukuran teganngan keluar berbeda,karena pada multimeter tegan ganyang terukur yaitu tegangan rms sedangkan pada osiloskop yaitu tegan gan puncaknya. Faktor koreksi untuk tegangan rms dan tegangan puncak yaitu Vp = √2 Vrms .Peristiwa setengah gelombang terjadikarena tegangan AC merupakan tegangan yang berubah sesuai dengan fungsi sin . Pada tegangan positf di ujungdioda bertegangan nol sehingga terjadi panjar maju pada dioda dan diode akan melewatkanarus, sedangkan pada tegangan AC yang negatif tegangan di ujung dioda nol, sehingga terjadi panjar mundur pada dioda dan dioda akan menahan arus. Pada percobaan pembebanan catu daya pada penyearah gelombang penuh memperlihatkan nilai tegangan yang sama dengan nilai hambatan yang berbeda , dengan kapasitor maupun tanpa kapasitor. Pada catu daya dengan regulator zener , niloai tegangan nya pun sama untuk hambatan yang berbeda.
6. Kesimpulan Pada dioda adanya nilai pada tegangan tertentu untuk terjadinya tegangan potong dan kedadalan.
Pada rangkaian penyearah setengah gelombang. Tegangan keluar dari ran gkaian penyearah ini berupa gelomb ang setengah siklus.tegangan AC yan g searah. Sedangkan padarangkaian penyearah gelombang penuh, tegang ankeluarnya berupa gelombang tegangan AC satusiklus penuh namun tetap searah. Tegangan keluar Tegangan keluar dari rangkaian penyearah gelombang penuh dengn kapasitor menghasilkan tegangan ripple. Tegangan ripple ini merupakan pengaruh dari kapa sitansi kapasitor, menyebabkan tegangan tidak langsung turun dan menjadi lebih stabil.
7. Referensi Malvino, Albert.2007. Electronic Priciple 7th Edition. Singapore: McGraw HillCompanies Inc. Sutrisno. Tahun. ELEKTRONIKA Teori dan Penerapannya 1. Bandung : Institut Teknologi Bandung
