Elektronika Industri

[KE BAWAH]</

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Materi

2. Rangkaian Simulasi

6. Kondisi

Simulasi Rangkaian Dioda Zener

1. Tujuan

· Mempelajari system kerja diode zenner

· Membuat simulasi kerja rangkaian menggunakan diode zenner

2. Komponen

· Dioda zener / 1N4728A

Dioda Zener adalah komponen elektronika yang terbuat dari semikonduktor dan merupakan jenis diode yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik). Pada saat dipasangkan pada rangkaian forward bias (bias maju), diode zener akan memiliki karakteristik dan fungsi sebagaimana diode normal pada umumnya. Dioda Zener digunakan juga sebagai penyetabil tegangan, itulah mengapa diode Zener sering digunakan pada rangkaian output power supply. Efek dari diode ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika yaitu Clarence Melvin Zenner pada tahun 1934 sehingga namanya di jadikan sebagai nama dari diode yang ditemukannya.

· Transistor / 2N2222

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagai nya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika

· Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor sering juga disebut hambatan dan sering disingkat dengan huruf “R”. Satuan resistor atau hambatan adalah OHM (Ω). Sebutan OHM diambil dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm seorang fisikawan Jerman.

· Lampu LED

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

3. Dasar Teori

· Pengertian diode zener dan Fungsinya

· Prinsip kerja diode Zener

Pada dasarnya diode Zener akan menyalurkan arus listrik yang mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas “breakdown voltage” atau tegangan tembus diode. Karakteristik ini berbeda dengan diode biasanya yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Tegangan tembus (breakdown voltage) ini disebut juga dengan tegangan Zener.

Pada rangkaian diatas, diode Zener dipasang dengan prinsip bias balik (reverse bias), rangkaian tersebut merupakan cara umum dalam pemasangan diode Zener. Dalam rangkaian tersebut, tegangan input (masuk) yang diberikan adalah 12 V tetapi multimeter menunjukkan tegangan yang melewati diode Zener adalah 2.8 V. Ini artinya tegangan akan turun saat melewati diode Zener yang dipasang secara bias balik (reverse bias). Sedangkan fungsi resistor dalam rangkaian tersebut adalah untuk pembatas arus listrik. Untuk menghitung arus listrik kita dapat menggunakan ruus hukum Ohm:

(Vinput – Vzener) / R = I

(12 – 2.8) / 460 = 19.6 mA

Jika menggunakan tegangan yang lebih tinggi seperti 24 V, maka arus listrik yang mengalir dalam rangkaian akan semakin besar:

(24 – 2.8) / 460 = 45 mA

Akan tetapi, tegangan yang melewati diode Zener akan sama yaitu 2.8 V. Oleh karena itu diode Zener merupakan komponen elektronika yang cocok untuk digunakan sebagai voltage regulator (pengatur tegangan), diode Zener akan memberikan tegangan tetap dan sesuai dengan tegangan zenernya terhadap tegangan input yang diberikan.

Pada umumnya tegangan diode Zener yang beredar di pasaran berkisar di antara 2V sampai 70 V dengan daya (power) dari 500 mV sampai dengan 5W.

Untuk menghitung disipasi daya diode Zener, kita menggunakan rumus:

P=Vz.I

Sebagai contoh:

P = 2.8 x 19.6

P = 54.9 mW

Dioda Zener biasanya diaplikasikan pada voltage regulator (pengatur tegangan) dan over voltage protection (perlindungan terhadap kelebihan tegangan). Fungsi diode Zener dalam rangkaian-rangkaian tersebut adalah untuk menstabilkan arus dan tegangan.

4. Prinsip Kerja

Disini kita menggunakan diode Zener, lampu LED serta resistor. Resistor digunakan sebagai cooldown supaya kaki dari basis transistor Q1 tidak mengambang, jadi dapat dipastikan low ketika tegangan diode Zener tidak tembus. Ketika tegangan diode Zener tembus maka akan memicu basis transistor Q1 sehingga LED menyala karena transistor nya aktif. Ketika tegangan diturunkan LED akan redup karena tegangan yang diterima tidak melewati batas tegangan dari diode Zener dan tegangan ambang nya. Ketika tegangan yang diberikan diturunkan hingga setara dengan besar nya tegangan diode Zener maka LED akan mati dan transistor off dan resistor akan berfungsi untuk menentukan kaki basis low atau high.

5. Gambar Rangkaian