Modul 1

[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 Rectifier
4. Full Bridge Rectifier

MODUL 1

KARAKTERISTIK DIODA

1. Pendahuluan[Kembali]

Dioda adalah salah satu komponen dasar dalam elektronika yang berfungsi sebagai penyearah arus listrik. Dioda terbuat dari bahan semikonduktor, biasanya silikon atau germanium, yang memiliki sifat khusus untuk mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah. Dalam istilah yang lebih teknis, dioda memiliki dua terminal, yaitu anoda dan katoda. Ketika tegangan positif diberikan ke anoda relatif terhadap katoda, dioda akan "on" dan memungkinkan arus mengalir; sebaliknya, jika tegangan negatif diberikan, dioda akan "off" dan menghentikan aliran arus.

Dioda memiliki berbagai aplikasi dalam rangkaian elektronik, termasuk penyearah arus AC menjadi DC, perlindungan sirkuit, pengaturan tegangan, dan deteksi sinyal. Salah satu aplikasi paling umum adalah pada rangkaian penyearah di mana dioda digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC), yang diperlukan untuk sebagian besar perangkat elektronik.

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]

A. Alat

1. Electronic Base  Station

    Trainer elektronika dasar adalah alat yang dirancang untuk membantu pelajar dan teknisi mempelajari konsep-konsep fundamental dalam elektronika dengan cara yang interaktif dan praktis. Fungsi utama dari trainer ini adalah menyediakan platform yang memungkinkan pengguna untuk merakit, menguji, dan menganalisis berbagai rangkaian elektronik dasar tanpa memerlukan laboratorium yang lengkap. Trainer ini dilengkapi dengan berbagai komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, transistor, dan dioda, serta sering kali menyertakan modul pelatihan untuk sirkuit logika, amplifier, dan sistem komunikasi. Dengan adanya trainer ini, pelajar dapat belajar tentang hukum Ohm, analisis rangkaian, dan prinsip kerja komponen elektronik secara langsung, mengembangkan keterampilan praktis dalam merancang dan memecahkan masalah elektronik, serta memperoleh pemahaman yang lebih mendalam mengenai aplikasi teori elektronika dalam praktek. Trainer elektronika dasar juga sering dilengkapi dengan alat pengukur seperti multimeter dan oscilloscope, yang memungkinkan pengguna untuk memantau dan menganalisis sinyal, serta mengukur berbagai parameter listrik secara real-time.

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

    Modul pada trainer elektronika berfungsi sebagai elemen kunci yang memungkinkan pelajar untuk mempelajari dan bereksperimen dengan berbagai konsep elektronika secara terstruktur. Setiap modul dirancang untuk mengajarkan prinsip-prinsip tertentu melalui rangkaian yang telah dirancang khusus, seperti rangkaian analog, digital, atau sistem komunikasi. Modul ini biasanya mencakup komponen-komponen yang diperlukan, seperti resistor, kapasitor, transistor, dioda, dan IC (Integrated Circuit), serta sering dilengkapi dengan petunjuk dan diagram untuk merakit sirkuit yang relevan. Selain itu, beberapa trainer juga menyediakan modul dengan fitur-fitur tambahan seperti switch, LED, dan sensor untuk memfasilitasi berbagai aplikasi praktis. Dengan menggunakan modul-modul ini, pelajar dapat menguji dan memahami konsep-konsep seperti hukum Ohm, arsitektur sirkuit logika, penguatan sinyal, dan teknik modifikasi sinyal, sambil memperoleh keterampilan praktis dalam merakit dan menganalisis rangkaian. Modul pada trainer elektronika membuat pembelajaran menjadi lebih hands-on dan terarah, memungkinkan pengguna untuk langsung melihat hasil dari eksperimen mereka dan mengaitkannya dengan teori yang telah dipelajari.

3. Multimeter

    Multimeter adalah alat yang sangat berguna dalam pengukuran dan diagnostik elektronik, karena mampu mengukur berbagai parameter listrik seperti tegangan, arus, dan resistansi. Dengan kemampuan ini, multimeter memungkinkan teknisi dan insinyur untuk memeriksa dan menganalisis kondisi sirkuit elektronik, menemukan masalah atau kerusakan, dan memastikan komponen berfungsi dengan benar. Selain itu, multimeter sering digunakan dalam pemeliharaan dan perbaikan peralatan elektronik, memberikan data penting untuk perbaikan atau kalibrasi sistem. Fungsionalitas yang luas dan kemudahan penggunaan menjadikan multimeter sebagai alat penting dalam pengembangan, perawatan, dan troubleshooting perangkat elektronik.

4. Osiloskop

    Oscilloscope adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Oscilloscope dilengkapi dengan tabung sinar katode. Kemudian peranti pemancar elektron akan memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron tersebut akan membekas pada layar. Rangkaian khusus dalam Oscilloscope akan menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Proses pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal yang berkelanjutan sehingga dapat dipelajari. Oscilloscope dapat digunakan untuk merekam sinyal tegangan dari waktu ke waktu. Penganalisisan logika akan merekam hingga 16 sinyal logika independen untuk sinyal digital. Serangkaian komponen masukan dan keluaran logika yang disederhanakan tersebut dapat mempermudah penyidikan rangkaian digital. Pengukuran daya satu fasa merupakan langkah penting dalam pemahaman konsumsi energi dalam sistem listrik rumah tangga, industri kecil, dan banyak aplikasi lainnya yang menggunakan sumber daya listrik satu fasa.

5. Jumper

Di bidang elektronika, jumper digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan jalur pada papan sirkuit, memungkinkan konfigurasi dan penyesuaian pengaturan perangkat. Jumper sering dipakai untuk mengatur mode operasi, mengaktifkan atau menonaktifkan fitur, serta dalam proses troubleshooting dan pemeliharaan. Dengan kemudahan dalam pemasangan dan penggantian, jumper mempermudah perubahan konfigurasi tanpa perlu soldering, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan efisiensi dalam pengembangan dan perawatan perangkat elektronik.

6. DC Power Suply

    DC power supply, atau catu daya searah, adalah perangkat yang menyediakan tegangan listrik searah yang stabil dan dapat diatur untuk berbagai aplikasi elektronik. Kegunaannya meliputi penyediaan daya yang konsisten untuk pengujian dan pengembangan perangkat elektronik, seperti rangkaian sirkuit dan komponen. DC power supply juga digunakan dalam peralatan laboratorium untuk eksperimen dan analisis, serta dalam sistem elektronik yang membutuhkan tegangan tetap untuk beroperasi dengan benar. Dengan kemampuannya untuk mengatur dan mengontrol tegangan dan arus, DC power supply memastikan kinerja optimal dan keamanan dalam aplikasi elektronik, mendukung pengembangan dan pengujian berbagai teknologi.

B. Bahan

1. Resistor 1K, 10K, 560 ohm

    Resistor berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam rangkaian elektronik, melindungi komponen sensitif, dan mengatur tegangan. Dengan membagi tegangan dan arus, resistor membantu dalam pengaturan sinyal, filter, dan aplikasi lainnya. Fungsi ini memastikan kestabilan dan keandalan operasi sirkuit elektronik, mendukung berbagai perangkat dan sistem dalam kehidupan sehari-hari.

2. Dioda

    Dioda 1N4001 adalah jenis dioda penyearah silikon yang umum digunakan untuk mengalirkan arus dalam satu arah pada rangkaian elektronik. Dioda ini memiliki kemampuan untuk menangani arus hingga 1 ampere dan tegangan reverse breakdown hingga 50 volt. Dioda 1N4001 sering digunakan dalam aplikasi seperti penyearah arus AC ke DC dalam power supply dan perlindungan terhadap tegangan balik.

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 negatif pada daerah P dioda akan ditarik oleh sumber. Sehingga depletion layer akan melebar dan tidak dapat mengalirkan arus.

Dioda Zener

Dioda zener merupakan jenis dioda 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. Karakteristik ini berbeda 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 outputnyatetap 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 Configuration 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]