Bab 2.11 Zener dioda

Zener Dioda

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. File Download 

1.Pendahuluan [Back] 

   Dioda Zener adalah jenis dioda yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi pada rangkaian reverse bias (bias mundur) dan dioda ini merupakan komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dioda zener juga merupakan salahsatu komponen yang paling banyak digunakan karena mudah dan sederhana dibandingkan dengan yang lain. Penggunaan dioda zener juga banyak ditemukan dalam rangkaian pada peralatan elektronika yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Dioda Zener memiliki breakdown voltage terbalik yang terdefinisi dengan baik, di mana ia mulai menghantarkan arus, dan beroperasi terus menerus dalam mode bias balik tanpa mengalami kerusakan. Selain itu, penurunan voltase dioda tetap konstan pada berbagai voltase, fitur yang membuat dioda Zener cocok untuk digunakan dalam regulasi voltase.

2.Tujuan[Back]

• Untuk memahami materi dioda zener
• Menambah wawasan tentang dioda zener
• Untuk memenuhi tugas elektronika 

3. Alat dan Bahan[Back]

A. Alat

1). Voltmeter

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial suatu rangkaian

 2). Aplikasi Proteus Suit

Aplikasi yang di gunakan untuk membuat, dan menjalankan rangkaian, serta untuk mengetahui apakah rangkaian tersebut berjalan atau tidak 

3). Osiloskop

          Sebuah alat ukur yang berfungsi menunjukan bentuk sinyal listrik berupa grafik dari tegangan terhadap waktu yang tertampil pada layarnya. Singkatnya alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyak listrik agar dapat dilihat dan dipelajari.

  

  

B. Bahan

1). Ground

                

     Ground adalah titik dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal lirstrik di dalam rangkaian elektronika. 

2). Zener Diode

      Dioda Zener (Zener diode) adalah Komponen Elektronoka yang terbuat dari semi komduktor dan merupakan jenis Dioda yang khusus untuk dapat beroperasi di rankaian Reverse Bias (Bias Balik) 

3). Battery (Power Suply) 

         

         Battery dibutuhkan sebagai sumber daya energi agar rangkaian dapat bekerja. 

4) Resistor

Resistor adalah salah satu komponen elektronik pasif yang membatasi arus yang mengalir dalam rangkaian dan bertindak sebagai penghubung antara dua komponen elektronik. Tegangan yang melintasi resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V = IR). Warna Resistor ini menggunakan Untuk mengetahui nilai resistor terdapat 2 cara yang dapat dilakukan

 

Di mana gelang pertama menunjukkan digit pertama, gelang kedua menunjukkan digit kedua, gelang ketiga menunjukkan angka pengali (dikalikan dengan digit pertama dan kedua), serta gelang keempat menunjukkan nilai toleransi. Dilansir dari Sciencing, nilai toleransi menunjukkan seberapa besar nilai terukur dari resistansi yang sebenarnya berbeda dari nilai teoritisnya dan dihitung menggunakan persentase.

4. Dasar Teori[Back]

  2.11 Dioda Zener

              Dioda zener (zener diode) adalah komponen elektronoka semikonduktor dan jenis dioda yang dirancang khusus untuk beroperasi dalam rangkaian bias balik.Ketika dioda zener dipasagkan dengan rangkaian bias maju,karakteristrik dan fungsinya umumnya sama dengan dioda normal. Analisis jaringan dioda zener sangan nmirip dengan dioda semikonduktor.

Simbol Dioda Zener

Dioda zener hadir dalam berbagai pilihan kemasan, tergantung pada kebutuhan disipasi dayanya. Beberapa dirancang untuk aplikasi berdaya tinggi, sementara yang lain tersedia dalam format pemasangan di permukaan. Dioda Zener yang paling umum digunakan dikemas dalam wadah kaca kecil, dengan pita khas yang menunjukkan sisi katoda dioda.

Simbol dioda zener dan garis besar paket

Simbol yang digunakan untuk mewakili dioda Zener dalam diagram rangkaian mirip dengan dioda biasa, namun dengan tambahan yang unik. Ini terdiri dari segitiga atau panah yang menunjuk ke sisi katoda (sisi dengan pita) dioda. Segitiga ini disertai dengan dua garis tegak lurus pada ujung katoda, yang satu memanjang ke atas dan yang lainnya memanjang ke bawah.Garis-garis ini menunjukkan perilaku spesifik dioda Zener dan membantu membedakannya dari jenis dioda lain dalam diagram rangkaian. Simbol tersebut memberikan representasi visual yang memungkinkan para insinyur dan teknisi dengan mudah mengidentifikasi dan memahami keberadaan dioda Zener dalam suatu rangkaian.

Gambar (1a)        Gambar (1b)

Model zener yang akan digunakan untuk status "hidup/on" akan seperti yang ditunjukkan pada gambar (1a).untuk statur (off) seperti ditunjukkan oleh tegangan kurang dari VZ tetapi lebih besar dari 0 V dengan polaritas yang ditunjukkan pada gambar (1b).padanan Zener adalah rangkaian terbuka yang muncul pada gambar yang sama.

Gambar.3

        Gambar diatas merupakan gambar jaringan dioda zener yang paling sederhana,tegangan dc yang diterapkan ditetapkan besarnya,seperti resistor beban.

Analisis secara fundamental dapat dipecah menjadi 2 langkah.

    1.Menentukan keadaan  dioda zener dengan  melepaskannya dari jaringan dan menghitung tegangan di sirkuit terbuka yang dihasilkan.

Gambar.4

Jika V VZ,dioda Zener adalah "on" dan model ekuivalen dari gambar 1a dapat diganti.Jika V VZ,dioda adalah "off" dan ekuivaln rangkaian terbuka dari gambar 1b diganti.

Gambar.5

        2.Gantikan rangkaian ekuivalen yang sesuai dan selesaikan yang tidak diketahui dan diinginkan.Untuk jaringan pada gambar 3jika dalam keadaan "on" akan menghasilkan jaringan ekuivalen dari gambar 5.karena tegangan pada elemen paralel harus sama,maka kita akan menemukan 

VL = VZ

Gambar.6

Arus dioda Zener harus ditentukan dengan menerapkan hukum arus Kirchhoff.yaitu

IR = IZ+IL

IZ = IR-IL

IL = VL/RL  dan  IR = VR/R

Daya yang dihamburkan oleh dioda Zener ditentukan olej:

PZ = VzIz

dimana PZ harus kurang dari P ZM yang ditentukan untuk perangkat

5. Percobaan[Back]

• Prosedur Percobaan
• Tambahkan alat dan bahan yang dibutuhkan pada library
• Susun pada schematic capture
• Hubungkan tiap-tiap komponen seperti gambar dibawah
• Run pada proteus
• Gambar dan Video

1. Rangkaian 2.110

Prinsip Kerja : Vshine, dioda zener, dan osiloskop disusun secara paralel pada rangkaian. Pada vshine diberi tegangan sebesar 20V yang akan diumpankan ke resistor 1 yang bermuatan 10k ohm. Setelah itu alur yang mengalir di r1 dialirkan ke dioda zener menuju ke dioda lalu dan arus kedua kw osiloskop. Terjadi percabangan arus. Setelah rangkaian di running akan mincul grafik yang menunjukkan gelombang sinusoidal.

2. Rangkaian 2.11a

Prinsip kerja : menggunakan 2 buah batrai sebesar 20 V dan 0,7 V dan satu buah resistor sebesar 10 kohm, ketiga komponen ini dirangkai paralel 

3. Rangkaian 2.11b

Prinsip kerja : Pada rangkaian ini menggunakan dua buah dioda zener dan satu buah resistor yang besarnya 10 kohm, kemudian rangkaian ini dihubungkan secara paralel

4. Rangkaian 2.112

Prinsip Kerja  : AC voltmeter dihubungkan secara paralel dengan dioda zener. Diberikan baterai sebagai sumber dengan tegangan 20V yang akan diumpankan ke r1 yang bermuatan 10k ohm. Setelah itu arus dialirkan ke dioda zener yang nantinya akan dihasilkan arus yang lebih sedikit karena sifat dioda zener yang menstabilkan dan menyeleksi arus. Setelah itu arus dialirkan kembali ke kutub positif baterai.

5. Rangkaian 2.113

Prinsip Kerja : Baterai, resistor 2 dan ac voltmeter dihubungkan secara paralel pada rangkaian. Diberikan tegangan 12V kepada baterai lalu diumpankan ke resistor 1. Setelah itu, arus yang berada di resistor 1 diumpankan ke kaki resistor 2 dan ke open circuit (terjadi percabangan). Setelah itu arus yang berada di r2 akan diumpankan kembali ke baterai. Pada open circuit tidak terjadi pengaliran arus.

6. Rangkaian 2.114

Prinsip Kerja : Baterai 1, baterai 2, resistor 2 dan ac voltmeter dihubngkan secara paralel pada rangkaian. Diberikan tegangan sebesar 12v pada baterai 1 lalu diumpankan ke resistor 1 yang bermuatan 10k ohm. Setelah itu, arus yang mengalir pada r1 diumpankan ke kaki r2 dan ke baterai 2.  Pada hal ini terjadi percabangan arus. Setelah itu, arus yang mengalir di r2 akan dialirkan ke ground dan baterai 2 (ada percabangan). 

7. Rangkaian 2.115

Prinsip Kerja : Baterai, dioda zener dan resistor RL dihubungkan secara paralel. Diberikan tegangan sebesar 16V pada baterai yang akan diumpankan ke resistor 1 yang bermatan 1k om. Setelah itu, arus akan diumpankan ke r2 dan dioda zener (terjadi percabangan). Arus yang berada pada resisitor RL akan dialirkan ke ground dan dioda zener (terjadi percabangan). Arus mengalir yang melewati dioda zener dihasilkan arus yang lebih kecil karena dioda zener menyeleksi dan menstabilkan arus pada rangkaian.

8. Rangkaian 2.116

Prinsip Kerja : Baterai dan resistor RL dipasang secara paralel. Diberikan tegangan sebesar 16V pada baterai yang akan diumpakan ke resistor 2 yang bermuatan 1k ohm. Setelah itu resistor 1 mengalirkan tegangna ke resistor RL yang bermuatan 1.2k ohm dan ke rangkaian terbuka. Selanjutnya, dari resistor RL dilanjutkan arus menuju ground. Pada open circuit tidak dilewati arus karena merupakan arus terbuka. 

9. Rangkaian 2.118

Prinsip Kerja : Baterai 1, baterai 2, resistor r2 dan ac voltmeter dipasang secara paralel. Baterai 1 diberi tegangan 16V yang akan diumpankan ke resistor r1 yang bernilai 1k ohm. Setelah itu, resistor r1 mengalirkan arus ke dua cabang yaitu ke resistor r2 yang bermuatan 3k ohm dan baterai 2 yang bermuatan 10v. Setelah itu arus yang mengalir di resistor r2 akan mengalir ke ground. Lalu arus yang mengaliri baterai 2 akn diumpankan ke ground.

10. Rangkaian 2.119

Prinsip Kerja :    Baterai 1, dioda zener dan potensio dipasang secara paralel pada rangkaian. Diberikan tegangan 50v pada baterai yang akan diumpankan ke resistor 1 yang bernilai 1k ohm. Setelah itu, arus dari R1 akan mengaalir ke 2 cabng yaitu dioda zener yang bernilai 10v dan potensio yang bernilai 1k ohm. Setelah itu, alur yang mengalir di potensio akan kembali ke baterai. Tetapi alur tidak dapat mengalir di dioda zener karea bertemu kaki katoda.

11. Rangkaian 2.121

Prinsip Kerja : Baterai, dioda zener, resistor r2, dan ac voltmeter disusun secara paralel. Diberikan tegangan sebesar 12v pada b1 yang akan diumpankan ke resistor r1 yang bernilai 220 ohm. Setelah itu, arus diteruskan ke dioda zener yang bernilai 20v dan resistor 2 yang bernilai 1.2k ohm. Lalu arus yang dialirkan di r2 ditruskan kembali ke baterai.

6. File Download[Back]

• Gambar Rangkaian 2.110 ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.11a ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.11b ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.112( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.113( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.114 ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.115 ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.116 ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.118 ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.119 ( unduh )
• Gambar Rangkaian 2.121 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.110 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.111a ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.111b ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.112 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.113 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.114 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.115 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.116 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.118 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.119 ( unduh )
• File Proteus Rangkaian 2.121 ( unduh )