penyearah gelombang (rectifier)

Penyearah adalah rangkaian elektronika yang berfungsi menyearahkan gelombang arus listrik. Arus listrik yang semula berupa arus bolak-balik (AC) jika dilewatkan rangkaian Penyearah akan berubah menjadi arus searah (DC).

• Jenis rangkaian penyearah

Penyearah setengah gelombang



Rangkaian penyearah setengah gelombang


Penyearah gelombang penuh



Rangkaian penyearah gelombang penuh
Penghalusan rangkaian penyearah


Komponen elektronika

TRANSISTOR

TRANSISTOR

Karakteristik Input

Transistor berasal dari kata transfer resistor. Piranti elektronik jenis ini dikembangkan oleh Berdeen , Schokley dan Brittam pada tahun 1948 di perusahaan elektronik Bell Telephone Laboratories. Penamaan ini berdasarkan pada prinsip kerjanya yakni mentransfer atau memindahkan arus. Transistor merupakan komponen aktif dan dibuat dari bahan semi konduktor, yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan Transistor merupakan pengembangan dari Tabung Hampa (Vacuum Tube). Fungsi utama dari sebuah transistor adalah penguat sinyal dan sebagai saklar elektronik, mixer (pencampur) yaitu pencampur sinyal yang ditangkap oleh penala  dan frekuensi yang dihasilkan oleh oscillator, yang terdapat pada televisi  dan radio fm. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan  dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor, Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Kode – Kode Transistor

Sebuah transistor selalu diberikan kode – kode tertentu sesuai dengan pabrik pembuatnya maupun fungsi transistor . Berikut adalah  huruf-huruf pengkodean berdasarkan buatan pabrik dari Eropa :

1.      Huruf pertama menyatakan bahan semikonduktor yang digunakan  untuk membuat transistor.

A = Germanium

D = Antimonida Indium

B = Silicon

R = Sulfida Cadmium

C = Arsenida Gali

2.      Huruf kedua menyatakan fungsi penerapannya pada rangkaian elektronika.
A = dioda detector, dioda pencampur , dioda kecepatan tinggi.
B = dioda kapasitas variable
C = transistor frekuensi renadah
D = transistor daya frekuensi rendah
E = dioda terobosan
F = transistor frekuensi radio, bukan daya
G = macam ragam keperluan ( multiperpose )
L = transistor daya frekuensi rendah
N = kopling foto
P = dioda radiasi seperti dioda foto, transistor foto
Q = generator radiasi seperti LED
R = piranti kemudi dan saklar seperti TRIAC
S = transistor sakalr daya rendah
T = piranti kemudi dan switching seperti TRIAC
U = transistor saklar daya tinggi
X = dioda pengganda
Y = penyearah,dioda efisiensi atau penyondol (booster)
Z = dioda Zener, pengatur ( regulator )

3.       Huruf atau angka yang lain menyatakan nomor seri.

Untuk transistor buatan Amerika kode yang biasa digunakan adalah :
1N , 2N , dlsb. Sedang buatan Jepang menggunakan kode : 2SA , 2SB, 2SC.

Cara Kerja Transistor

Dapat diilustrasikan sebagai berikut, transistor kita ibaratkan sebagai kran air

Pada keadaan normal , kolektor dan emitor di sekat oleh katub basis, sehingga arus tidak bisa mengalir, agar bisa mengalir, katub harus dibuka dengan jalan memberi  arus basis sehingga dapat mendorong katub.  Semakin besar arus basis katub terbuka semakin lebar  dan arus dari kolektor yang mengalir ke emitor semakin besar pula. Bila arus basis kecil maka arus kolektor – emitor juga kecil, sehingga  basis merupakan pengontrol  aliran arus kolektor  ke emitor.

Dioda Silikon Dan Germanium

• Dioda Silikon Dan Germanium

Dioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia terdiri atas dua elektroda yaitu katoda dan anoda.

Ujung badan dioda biasanya diberi bertanda, berupa gelang atau berupa titik, yang menandakan letak katoda.
Dioda hanya bisa dialiri arus DC searah saja, pada arah sebaliknya arus DC tidak akan mengalir. Apabila dioda silicon dialiri arus AC ialah arus listrik dari PLN, maka yang mangalir hanya satu arah saja sehingga arus output dioda berupa arus DC
Bila anoda diberi potensial positif dan katoda negatif, dikatakan dioda diberi forward bias dan bila sebaliknya, dikatakan dioda diberi reverse bias. Pada forward bias, perbedaan voltage antara katoda dan anoda disebut threshold voltage atau knee voltage. Besar voltage ini tergantung dari jenis diodanya, bisa 0.2V, 0.6V dan sebagainya.
Bila dioda diberi reverse bias (yang beda voltagenya tergantung dari tegangan catu) tegangan tersebut disebut tegangan terbalik. Tegangan terbalik ini tidak boleh melampaui harga tertentu, harga ini disebut breakdown voltage, misalnya dioda type 1N4001 sebasar 50V.
Dioda jenis germanium misalnya type 1N4148 atau 1N60 bila diberikan forward bias dapat meneruskan getaran frekuensi radio dan bila forward bias dihilangkan, akan memblok getaran frekuensi radio tersebut. Adanya sifat ini, dioda jenis tersebut digunakan untuk switch.

• Dioda Zener

Dioda Zener adalah suatu dioda yang mempunyai sifat bahwa tegangan terbaliknya sangat stabil, tegangan ini dinamakan tegangan zener.
Di atas tegangan zener, dioda ini akan menghantar listrik ke dua arah. Dioda ini digunakan sebagai voltage stabilizer atau voltage regulator. Bentuk dioda ini seperti dioda biasa, perbedaan hanya dapat dilihat dari type yang tertulis pada bodynya dan zener voltage dilihat pada vademicum

• LED

Suatu jenis dioda yang lain adalah Light Emiting Diode (LED) yang dapat mengeluarkan cahaya bila diberikan forward bias. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai indikator dan display. Misalnya dapat digunakan untuk seven segmen (display angka).

• Photodioda

Photodioda atau dioda foto mempunyai sifat yang berkebalikan dengan LED yaitu akan menghasilkan arus listrik bila terkena cahaya. Besarnya arus listrik tergantung dari besarnya cahaya yang masuk.

• Dioda Varactor

Dioda Kapasiansi Variabel yang disebut juga dioda varicap atau dioda varactor. Sifat dioda ini ialah bila dipasangkan menurut arah terbalik akan berperan sebagai kondensator. Kapasitansinya tergantung pada tegangan yang masuk. Dioda jenis ini banyak digunakan pada modulator FM dan juga pada VCO suatu PLL (Phase Lock Loop).

• Dioda Bridge

Dioda bridge adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan berbagai macam kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya. Dioda bridge digunakan sebagai penyearah pada power supply.

Fungsi dioda dalam rangkaian elektronik secara umum antara lain:

• Pengaman
• Penyearah
• Voltage regulator
• Modulator
• Pengendali frekuensi
• Indikator
• Switch

THYRISTOR, TRIAC DAN DIAC
Pada prinsipnya thyristor atau disebut juga dengan istilah SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah suatu dioda yang dapat menghantar bila diberikan arus gerbang (arus kemudi). Arus Gerbang ini hanya diberikan sekejap saja sudah cukup dan thyristor akan terus menghantar walaupun arus gerbang sudah tidak ada. Ini berbeda dengan transistor yang harus diberi arus basis terus menerus.

Triac adalah thyristor yang bekerja untuk AC sedangkan diac akan menahan arus kearah dua belah fihak, tetapi setelah tegangan melampaui suatu harga tertentu, ia akan menghantar secara penuh.

Cara menguji Dioda Dengan Multimeter Analog

Forward Bias

• Jika jarum ohmmeter menunjukkan angka atau hambatan tertentu menunjukkan dioda dalam kondisi baik
• Jika hambatannya 0 Ω menandakan dioda dalam kondisi short/ bocor
• Jika hambatannya ∞ menandakan dioda dalam kondisi open/ putus

Reverse Bias

• Jika jarum ohmmeter menunjukkan hambatan ∞ menandakan dioda dalam kondisi baik
• Jika hambatannya 0 Ω menandakan dioda dalam kondisi short/ bocor

Contoh aplikasi dioda

• Penyearah arus dan pelipat tegangan

Cara kerja :
Pada saat phase mengayun + , D1 menghantar dan mengisi C1 hingga setinggi Vmax. Pada saat phase mengayun –, C1 berhubungan seri dengan sumber tegangan yang berphase + sehingga akan tertampung tegangan setinggi 2x Vmax. Tegangan tersebut kemudian di searahkan oleh D2 dan di filter oleh C2 maka pada output C2 akan timbul tegangan 2x Vmax.

• Voltage Regulator

Dioda yang berfungsi sebagai voltage regulator adalah dioda zener. Pada rangkaian ini, zener bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan zener atau Vout = Vz. Namun rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.

• Dioda sebagai pengaman (protector) dari kebalikan polaritas

Pada gambar diatas diode di fungsikan sebagai pengaman kebalikan polaritas karena jika polaritas dari power supply terbalik, arus tidak mengalir pada pesawat elektronika tersebut sehingga kerukan dapat dihindari.

karakteristik dioda

Dioda dikemas didalam sebuah kapsul kecil yang terbuat dari kaca atau plastik. Kemasan ini memiliki dua kawat terminal. Yang satu disebutanoda, sedangkan yang lainnya disebut katoda. Biasanya terdapat sebuah cincin di badan dioda yang mengindikasikan terminal mana yang merupakan katoda.

Sebuah dioda umumnya terbuat dari bahan silikon. Silikon adalah bahan yang tidak bersifat sebagai penghantar atau konduktor, namun tidak pula sebagai penyekat atau isolator. Silikon adalah bahan semikonduktor. Hal ini berarti bahwa sifat-sifat silikon berbeda dengan bahan-bahan konduktor biasa, seperti tembaga atau besi.
Sejumlah kecil zat dicampurkan ke dalam silikon untuk memberikan sifat-sifat khusus dioda ke bahan ini.

Penyusun utama dari dioda adalah sambungan P - N atau disebut dengan P - N Junction.

Dioda disimbolkan dengan gambar berikut ini

Forward Biased dan Reverse Biased Dioda


Ketika dioda disambungkan sebagaimana pada Gambar A diatas, dimana kaki anodanya disambungkan ke kutub positif dan katodanya disambungkan ke kutub negatif baterai, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias maju atau forward biased. Sebuah dioda hanya akan menghantarkan arus listrik (menyalakan lampu) apabila diberi bias maju.

Ketika sebuah dioda disambungkan dengan polaritas yang terbalik seperti pada Gambar B, dimana kaki katodanya disambungkan ke kutub positif dan kaki anodanya disambungkan ke kutub negatif, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias mundur atau reverse biased. Sebuah dioda tidak akan menghantarkan arus listrik (tidak menyalakan lampu) apabila diberi bias mundur.

dioda-silikon-dan-germanium