01 Karakteristik Dioda, Penyearah Dan Filter [PDF]

Citation preview

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA KARAKTERISTIK DIODA, PENYEARAH DAN FILTER



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 0



UNIVERSITAS JAYABAYA



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 1



KARAKTERISTIK DIODA, PENYEARAH DAN FILTER I. Peralatan a. Kit praktikum dioda, penyearah, dan filter b. Osiloskop c. Generator sinyal d. Tahanan geser e. Multimeter f. Kabel penghubung



II. Tujuan Memahami karakteristik dioda biasa dan dioda zener dan penggunaan dioda-dioda tersebut. Mempelajari bermacam-macam rangkaian penapis atau filter yang biasa digunakan pada suatu sumber tegangan DC.



III. Pendahuluan 1.



Teori Penggunaan dioda yang paling umum adalah sebagai penyearah. Dioda menyearahkan tegangan AC hingga berubah menjadi tegangan DC. Analisis penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat di baca dan dilihat pada buku karangan Millman dan Halkias, Integrated Electronics, halaman 113. Persamaan penyearah memperlihatkan tegangan DC [volt] yang dihasilkan oleh penyearah dengan dioda ini adalah I dc 1 dan RO = ………………………………………………[1] 4 f ∙C 4 f ∙C



[ ]



Vdc=Vm−



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 2



Dimana Vm adalah tegangan puncak (maksimum) AC [volt], f adalah frekuensi dari sinyal AC [Hz], dan C adalah besar kapasitor yang terpasang dan berfungsi sebagai filter di keluaran penyearah [F, farad]. Tegangan DC ideal adalah yang memiliki nilai R O = 0. Dari persamaan terlihat bahwa kondisi ini terpenuhi dengan memasangkan kapasitansi C sebesar mungkin. Proses penyearah menghasilkan tegangan DC yang masih mengandung riak atau ripel (ripple), yaitu tegangan AC kecil yang menumpang diatas sinyal DC. Dengan C besar, dimaksudkan untuk menekan tegangan ripel serendah mungkin. Selain itu C berfungsi sebagai regulator (penstabil) DC yang keluar. Dalam percobaan ini kita akan mencari nilai tahanan keluaran rangkaian sumber tegangan DC, RO, dan membandingkan RO untuk berbagai bentuk filter, dan melihat pengaruh pembebanan pada besar tegangan ripel. 2.



Karakteristik dioda Dalam percobaan ini kita akan mengamati karakteristik I-V dari tiga jenis dioda yaitu dioda Ge, dioda Si, dan dioda zener. Kedua dioda pertama adalah dioda umum yang berbeda berdasarkan bahannya (germanium dan silikon). Dioda ketiga adalah dioda silikon yang dibuat khusus, yaitu sebagai penstabil tegangan DC. Dengan menggunakan rangkaian pada kit praktikum yang tersedia, amati dan pahami: tegangan nyata dioda (cut-in) dan tegangan rusak (breakdown). Dari kurva karakteristik yang diperoleh, dapat kita hitung juga besar resistansi dinamis dioda pada suatu titik kerja di kurva. Terakhir adalah mempelajari penggunaan dioda berdasarkan karakteristik tersebut.



3.



Penyearah Dalam percobaan, diamati 3 jenis penyearah gelombang sinus, yaitu penyearah gelombang setengah (half wave), penyearah gelombang penuh (full wave)



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 3



menggunakan transformator ber-center tap dan penyearah gelombang penuh menggunakan transformator tanpa center tap (dengan rangkaian jembatan). Menggunakan kit praktikum yang tersedia, diamati dan dipahami: a. Perbadaan penyearah gelombang setengah dan gelombang penuh. b. Pengaruh tegangan nyala atau cut-in serta bentuk krakteristik dioda pada keluaran. c. Pengaruh beban untuk masing-masing jenis penyearah. 4.



Filter Dalam percobaan ini hanya akan kita amati beberapa jenis filter, khususnya tipe RC, yaitu filter tipe C, filter tipe R-C, dan filter tipe C-R-C.



IV. Tugas Pendahuluan a. Turunkan persamaan penyearah diatas. b. Carilah besar RO untuk filter C = 1000 µF dan frekuensi input 50 Hz (penyearah jembatan). c. Terangkan bagaimana memperoleh RO? d. Carilah apa keuntungan dari penambahan komponen L (filter LC dan filter CLC) dibandingkan filter C, RC dan CRC?



Catatan: Jawaban tugas ini sebagian besar diperoleh setelah mempelajari bab 4.8, 4.9, dan 4.10 dari Millman dan Halkias, Integrated Electronics.



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 4



V. Prosedur Percobaan 1.



Karakteristik dioda a. Buatlah rangkaian berikut ini.



Gambar-1 Pengukur karakteristik dioda



b. Hubungkan terminal X dan Y ke kanal osiloskop. c. Dengan mengubah-ubah besar tegangan masukan Vi, amati dan catat tegangan cut-in, tegangan breakdown, dan bentuk karakter dioda. d. Ulangi untuk beberapa jenis dioda lainnya.



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 5



2.



Penyearah dan filter a. Buatlah rangkaian penyearah gelombang-setengah (gambar 2).



Gambar-2 Penyearah Setengah Gelombang (Half Wave) b. Hubungkan CT (center-tap) trafo dengan C, pasang penghubung J2, pasang beban berupa tahanan geser di F dan GND (ground). Keluaran diambil dari F. c. Amati secara kualitatif bentuk gelombang, frekuensi gelombang dan pengaruh pemasangan C (2 nilai) terhadap tegangan ripel. d. Untuk suatu nilai C konstan, ubah-ubahlah besarnya beban dan amati pengaruhnya pada tegangan ripel. e. Buat rangkaian penyearah gelombang penuh (gambar 3).



Gambar-3 Rangkaian penyearah gelombang penuh (full wave) f. Hubungkan C-D dengan penghubung, J1 dan J2. Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 6



g. Amati secara kualitatif bentuk dan frekuensi gelombangnya. h. Pasanglah sebuah nilai C dan amati bentuk ripelnya dan amati juga pengaruh pembebanan pada bentuk ripelnya. i.



Pengukuran RO. Lepaskan beban. Ukur dengan multimeter tegangan keluarannya. Hubungkan kembali beban dan aturlah hingga diperoleh tegangan output = 1/2 tegangan hasil pengukuran diatas.



j.



Gantilah filternya dengan filter C-R-C dengan memasang penghubung yang sesuai; beban tahanan geser dihubungkan ke G dan ground dan ulangi langkah percobaan (7) – (9).



k. Ulangi (10) dengan filter C-L-C.



VI. Tugas dan Pertanyaan 1. Tegangan cut-in dioda (volt): Ge: …………….……; Si: …………….……; Zener: …………….…… 2. Tegangan breakdown dioda (volt): Ge: …………….……; Si: …………….……; Zener: …………….…… 3. Apakah perbedaan utama karakteristik masing-masing dioda? 4. Pada percobaan penyearah, apakah perbedaan penyearah gelombang penuh dengan dua dioda dan penyearah jembatan? 5. Resitansi keluaran RO. Untuk C1 = 100 µF, RO = ……… Ω, C2 = 2200 µF, R O = ……… Ω, dan C-R-C, RO = ……… Ω. Apakah hubungan antara besar RL, besar tegangan ripel dan regulasi tegangan?



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 7



GAMBAR RANGKAIAN



Gambar-4 Rangkaian percobaan karakteristik dioda, penyearah dan filter



Praktikum Elektronika



Karakteristik Dioda, Penyearah dan Filter - 8