SUBCHAPTER 1.14

DIODA ZENER

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. TUJUAN

2. ALAT DAN BAHAN

3. DASAR TEORI

4. PERCOBAAN

5. Video

6. Link Download

 

 

     1. TUJUAN [kembali]

•  Mengetahui dan memahami aplikasi dari dioda zener dalam rangkaian listrik
•  Mampu menjelaskan prinsip cara kerja setiap rangkaian
•  Mampu mengaplikasikan dan membuat rangkaian 

 

     2. ALAT DAN BAHAN [kembali] 

•  ALAT

      a. Power Suply

 

      Baterai merupakan perangkat yang digunakan untuk memberi daya terhadap alat yang membutuhkan listrik. Baterai juga merupakan komponen elektronika penghasil sumber tegangan pada rangkaian. Semua baterai pada spesifikasinya juga pasti selalu terdapat spesifikasi arus yang biasanya diukur dengan satuan mili ampere hours atau disingkat mAH, spesifikasi menunjukkan seberapa lama baterai bisa digunakan pada beban / alat yang digunakan. Misalnya sebuah baterai 1900mAH bisa menyuplai 1900mA ke sebuah rangkain selama 1 jam sebelum akhirnya habis.

      b. Voltmeter DC

      

            Voltmeter DC yaitu alat ukur biasa digunakan untuk mengukur tegangan  DC dengan cara mengukur beda potensial dari tegangan DC antara 2 titik  suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

•  BAHAN

      a. LED

                   

            LED adalah perangkat elektronik yang dapat mengeluarkan cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan:

     Infra merah : 1,6 V

     Merah : 1,8 V – 2,1 V

     Oranye : 2,2 V

     Kuning : 2,4 V

     Hijau : 2,6 V

     Biru : 3,0 V – 3,5 V

     Putih : 3,0 – 3,6 V

     Ultraviolet : 3,5 V

    Di dalam LED terdapat sejumlah zat kimia yang kaan mengeluarkan cahaya jika elektron-elektron melewatinya. Dengan mengganti zat kimia ini (doping), kita dapat mengganti panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya, seperti infra red, hijau/biru/merah, dan ultraviolet.

     b. Resistor

      Resistor adalah perangkat elektronik yang berperan sebagai penghambat tengangan suatu rangkaian. Resistor ini memiliki berbagai variasi hambatan yang satuannya ohm.

 

      c. Dioda zener

      

        Dioda Zener (Zener Diode) adalah Komponen Elektronika yang terbuat dari Semikonduktor dan merupakan jenis Dioda yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian Reverse Bias (Bias Balik). Pada saat dipasangkan pada Rangkaian Forward Bias (Bias Maju), Dioda Zener akan memiliki karakteristik dan fungsi sebagaimana Dioda Normal pada umumnya. 

     3. DASAR TEORI [kembali]

                Pada Gambar 1.47 telah digambarkan karakteristik turun dengan cara yang hampir vertikal pada potensial bias balik yang dilambangkandengan VZ. Fakta bahwa kurva turun dan menjauh dari sumbu horizontal dari pada keatas dan menjauh untuk wilayah VD positif mengungkapkan bahwa arus di wilayah Zener memilikiarah yang berlawanan dengan dioda bias maju.

 

Gambar 1.47 Wilayah Zener

 

    Wilayah dengan karakteristik unik ini digunakan dalam desain dioda Zener, yang memiliki simbol grafis yang tampak pada Gambar 1.48a. Baik dioda semikonduktor dan dioda zener disajikan berdampingan pada Gambar 1.48 untuk memastikan bahwa arah konduksi masing-masing secara jelas dipahami bersama dengan polaritas yang diperlukan dari tegangan yang diterapkan. Untuk dioda semikonduktor, status "on" akan mendukung arus searah panah pada simbol. Untuk dioda Zener arah konduksi berlawanan dengan arah panah pada simbol seperti yang ditunjukkan pada pendahuluan bagian ini. Perhatikan juga bahwa polaritas VD dan VZ sama seperti yang akan diperoleh jika masing-masing merupakan elemen resistif.

Gambar 1.48

                                                (a).Dioda Zener    (b).Dioda Semi konduktor

                                                                

        Lokasi wilayah Zener dapat dikontrol dengan memvariasikan tingkat doping. Peningkatan doping, menghasilkan peningkatan jumlah pengotor tambahan, akan menurunkan potensi Zener. Dioda zener tersedia dengan potensi Zener 1,8 hingga 200 V dengan peringkat daya dari 0,25 hingga 50 W. Karena suhu dan kemampuan arusnya yang lebih tinggi, silikon biasanya lebih disukai dalam pembuatan dioda Zener.      

 

Gambar 1.49

(a). Lengkap  (b). Perkiraan

 

 

         Pada gambar 1.49 ditunujukkan sirkuit ekivalen lengkap dioda Zener di wilayah Zener mencakup resistansi dinamis kecil dan baterai dc yang sama dengan potensial Zener, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.49. Untuk semua aplikasi yang mengikuti, bagaimanapun, kita akan berasumsi sebagai perkiraan pertama bahwa resistor eksternal jauh lebih besar daripada resistor ekuivalen Zener dan bahwa rangkaian ekuivalen hanyalah yang ditunjukkan pada gambar 1.49b.              

 

            Koefisien suhu mencerminkan persen perubahan VZ dengan suhu. Ini ditentukan oleh persamaan

 

 

 

    Dimana AVZ adalah perubahan yang dihasilkan pada potensial Zener karena variasi suhu. Perhatikan pada Gambar 1.51a bahwa koefisien suhu bisa positif, negatif, atau bahkan nol untuk level Zener yang berbeda. Nilai positif akan mencerminkan peningkatan VZ dengan kenaikan suhu, sedangkan nilai negatif akan menghasilkan penurunan nilai dengan kenaikan suhu. Tingkat 24V, 6,8V, dan 3,6V mengacu pada tiga dioda Zener yang memiliki nilai nominal ini dalam keluarga Zeners yang sama. Kurva untuk 10V Zener secara alami berada di antara kurva perangkat 6,8V dan 24V. Kembali ke Persamaan. T0 adalah suhu di mana VZ disediakan (biasanya suhu ruangan — 25 ° C), dan T1 adalah level baru. Contoh 1.3 akan menunjukkan penggunaan Persamaan.

 

 

                       Koefisiensuhu                                              Impedansidinamis

                   Banding arus Zener                                         Banding arus Zener

 

 

 

                             Gambar 1.51 Karakteristik kelistrikan untuk diode Zener 10v dan 500 mW

 

 

Variasi impedansi dinamis (pada dasarnya, resistansi seri) dengan arus muncul pada Gambar 1.51b. Sekali lagi, 10-V Zener muncul di antara 6.8-V dan 24-V Zeners. Perhatikan bahwa semakin besar arus (atau semakin jauh kenaikan vertikal Anda pada Gambar 1.47), semakin kecil nilai resistansinya. Perhatikan juga bahwa saat Anda turun di bawah lutut kurva, resistansi meningkat ke level yang signifikan.

   

 

  

4. PERCOBAAN [kembali]

          a.Prosedur percobaan

• Siapkan segala komponen yang di butuhkan
• Susun rangkaian sesuai panduan
  
• Sambungkan rangkaian dengan baterai untuk sumber tenaga
• Hidupkan rangkaian
• Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat.
  

 

         b. Hardware

        Tidak ada (hanya ada dalam praktikum)

 

         c. Rangkaian simulasi

• Foto Rangkaian

•  Prinsip Kerja

           Pada dasarnya, Dioda Zener akan menyalurkan arus listrik yang mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas “Breakdown Voltage” atau Tegangan Tembus Dioda Zenernya. Karakteristik ini berbeda dengan Dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Tegangan Tembus (Breakdown Voltage) ini disebut juga dengan Tegangan Zener.

 

        d. Video [kembali]

        e. Kondisi

       Tidak ada (hanya ada dalam praktikum) 

    

       

         f. Download File [kembali]

• Download File Html  klik disini
• Download Video Rangkaian Proteus   klik disini
• Download File Rangkaian Simulasi Proteus klik disini
• Download Data Sheet LED klik disini 
• Download Data Sheet Resistor klik disini
• Download Data Sheet Dioda Zener klik disini