MODUL 1 PRAK ELEKTRONIKA





MODUL 1

KARAKTERISTIK DIODA 


1. Pendahuluan[Kembali]


    Dioda merupakan komponen semikonduktor yang berfungsi mengalirkan arus satu arah. Dioda zener memiliki karakteristik khusus yang dapat bekerja pada kondisi bias mundur dan berfungsi sebagai penstabil tegangan. Sementara itu, penyearah setengah gelombang hanya meneruskan setengah siklus dari arus AC, sedangkan penyearah gelombang penuh menggunakan seluruh siklus AC sehingga menghasilkan arus DC yang lebih baik.

    Dioda zener adalah jenis dioda khusus yang dirancang untuk bekerja pada kondisi bias mundur. Karakteristik utamanya adalah dapat mempertahankan tegangan tetap stabil meskipun terjadi perubahan pada tegangan input. Oleh karena itu, dioda zener sering digunakan dalam rangkaian penstabil tegangan.

    Selain sebagai pengarah arus, dioda banyak digunakan pada rangkaian penyearah (rectifier). Rangkaian ini berfungsi mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Terdapat dua jenis utama, yaitu penyearah setengah gelombang (Half Wave Rectifier) yang hanya meneruskan setengah siklus dari sinyal AC, dan penyearah gelombang penuh (Full Wave Rectifier) yang memanfaatkan seluruh siklus sehingga menghasilkan arus DC lebih halus.

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

        Electronic Base Station adalah papan dasar atau training board yang digunakan dalam praktikum elektronika sebagai media utama untuk merakit dan menguji rangkaian. Perangkat ini berfungsi sebagai tempat pemasangan berbagai komponen maupun modul elektronik, sehingga tidak diperlukan perakitan permanen pada papan PCB. Electronic Base Station umumnya sudah dilengkapi dengan sumber tegangan DC dan AC, soket khusus untuk modul, terminal penghubung, serta jalur koneksi standar yang memudahkan proses distribusi daya dan sinyal antar komponen. Dengan rancangan tersebut, alat ini memungkinkan rangkaian dapat disusun, dihubungkan, dan dimodifikasi secara cepat serta aman. Selain itu, Electronic Base Station juga mendukung penggunaan berbagai modul percobaan seperti dioda, transistor, penyearah, dan regulator tegangan, yang dapat langsung dipasang dan diuji pada papan. Keberadaan soket dan jalur penghubung bawaan menjadikan base station lebih praktis dibandingkan metode perakitan konvensional, karena semua kebutuhan dasar seperti catu daya dan koneksi sudah tersedia dalam satu perangkat terintegrasi.




2. Electronic Module Kit

    Electronic Module Kit adalah seperangkat modul elektronik yang berisi komponen dasar semikonduktor, seperti dioda, dioda zener, half bridge rectifier, dan full bridge rectifier. Modul ini dirancang khusus agar komponen dapat digunakan secara praktis dalam percobaan tanpa perlu dipasang secara permanen pada papan PCB. Fungsinya adalah untuk mempermudah pengujian rangkaian penyearah maupun pengatur tegangan dengan konfigurasi yang sudah siap pakai. Dioda dalam kit berfungsi sebagai penyearah arus searah dari sinyal AC, dioda zener digunakan untuk menjaga kestabilan tegangan pada level tertentu, sedangkan half bridge rectifier dan full bridge rectifier dipakai untuk mempelajari prinsip penyearahan setengah gelombang dan penuh gelombang. Dengan desain modular, Electronic Module Kit memungkinkan percobaan dilakukan lebih cepat, efisien, dan aman, karena setiap komponen sudah terintegrasi dalam bentuk blok yang siap dihubungkan dengan rangkaian utama melalui soket atau jalur penghubung pada base station.

3. Multimeter

    Multimeter adalah alat ukur elektronik multifungsi yang digunakan untuk mengukur berbagai besaran listrik dalam suatu rangkaian. Instrumen ini umumnya mampu mengukur tegangan (volt), arus listrik (ampere), dan resistansi (ohm), serta pada beberapa tipe tertentu dilengkapi fitur tambahan seperti pengukuran kapasitansi, frekuensi, pengujian dioda, kontinuitas, bahkan pengujian transistor. Multimeter tersedia dalam dua jenis, yaitu analog yang menggunakan jarum penunjuk dan digital yang menampilkan hasil pengukuran dalam bentuk angka pada layar. Fungsi utama multimeter adalah sebagai perangkat verifikasi yang memastikan rangkaian bekerja sesuai dengan teori maupun spesifikasi komponen yang digunakan. Dalam praktikum elektronika, multimeter dipakai untuk mengukur tegangan input dan output pada rangkaian penyearah, memeriksa arus pada jalur tertentu, serta menguji resistansi suatu komponen sebelum dipasang. Selain itu, multimeter juga bermanfaat untuk mendeteksi adanya kerusakan komponen atau kesalahan sambungan pada rangkaian. Dengan kemampuan pengukuran yang presisi, kepraktisan penggunaan, serta fleksibilitas fungsi, multimeter menjadi salah satu alat ukur utama yang tidak dapat dipisahkan dari kegiatan praktikum maupun pengujian rangkaian elektronik.





4. Osiloskop

    Osiloskop adalah instrumen elektronik yang digunakan untuk menampilkan, mengukur, dan menganalisis bentuk gelombang sinyal listrik terhadap waktu. Alat ini bekerja dengan cara memvisualisasikan sinyal dalam bentuk grafik pada layar, di mana sumbu horizontal merepresentasikan waktu, sedangkan sumbu vertikal menunjukkan tegangan. Fungsi utama osiloskop adalah untuk mengamati karakteristik sinyal, seperti amplitudo, frekuensi, periode, fase, hingga bentuk gelombang yang dihasilkan suatu rangkaian. Dengan osiloskop, perbedaan antara sinyal input dan output pada suatu rangkaian dapat diamati secara langsung, misalnya perubahan bentuk gelombang akibat proses penyearahan, penguatan, atau pemotongan sinyal. Selain itu, osiloskop juga dapat digunakan untuk mendeteksi adanya gangguan atau distorsi pada sinyal, sehingga mempermudah analisis kinerja rangkaian elektronika. Dalam aplikasinya, osiloskop sering dipakai pada pengujian dioda, transistor, rectifier, maupun rangkaian regulator, karena mampu memberikan gambaran visual yang lebih jelas dibandingkan alat ukur biasa. Dengan kemampuan analisis real-time yang akurat, osiloskop menjadi salah satu perangkat terpenting dalam praktikum maupun penelitian di bidang elektronika.


5. Kabel Jumper

    Kabel Jumper adalah kabel penghubung fleksibel yang digunakan untuk menyambungkan antar komponen atau modul dalam sebuah rangkaian elektronik. Kabel ini biasanya berukuran kecil dengan berbagai panjang, serta dilengkapi ujung pin atau konektor yang memudahkan penyambungan langsung ke soket, breadboard, maupun terminal pada base station tanpa memerlukan penyolderan permanen. Fungsi utama kabel jumper adalah sebagai media koneksi sementara yang memungkinkan rangkaian dapat dirakit, diubah, atau dimodifikasi dengan cepat sesuai kebutuhan percobaan. Kabel ini hadir dalam tiga jenis utama, yaitu jumper male-to-male, male-to-female, dan female-to-female, yang masing-masing digunakan sesuai jenis soket atau pin yang akan dihubungkan. Dalam praktikum elektronika, kabel jumper sangat penting karena menjadi jalur penghantar arus dan sinyal antar komponen, misalnya menghubungkan modul dioda atau transistor dengan sumber tegangan dan instrumen ukur. Dengan fleksibilitas tinggi, kabel jumper membuat proses perakitan lebih efisien, rapi, dan aman tanpa merusak komponen. Oleh karena itu, kabel jumper merupakan salah satu peralatan dasar yang tidak terpisahkan dalam setiap kegiatan praktikum maupun pengujian rangkaian elektronika.

B. Bahan

1. Resistor 1K, 10K, 560 ohm

Resistor

    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.

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 :
                                      

Gambar 1.1

(a) Kontruksi Dioda (b) Simbol Dioda

 

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.


Gambar 1.2

(a) Forward bias (b) Reverse bias

 

Dioda Zener

Dioda zener merupakan jenis dioda yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik).


Gambar 1.3 Simbol Dioda Zener

 

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).

                                                                        


Gambar 1.4 Half Bridge Rectifier

·       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.


Gambar 1.5 Full Bridge Rectifier

Dioda bridge sebagai Full Bridge Rectifier lebih menguntungkan dari segi biaya karena trafo bekerja secara full.




Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
  BAHAN PRESENTASI     MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2025 Oleh Muhammad Luqman Albani 2410952012 DOSEN PENGAMPU DR. DARWISON, M.T. Referensi  a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang  b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.
Baca selengkapnya