SubChapter 1.14

Menuju Akhir

[BACK TO HOME]

DAFTAR ISI

Tujuan

Alat dan Bahan

Dasar Teori

Pilihan Ganda

Essay

Problem

Percobaan

Video

Link Download

DIODA ZENER

A. TUJUAN (Daftar Isi)

1. Mempelajari dan memahami cara kerja dioda zener 
2. Menyimulasikan rangkaian dioda zener

B. ALAT DAN BAHAN (Daftar Isi)

    1. Alat

        a. Sumber Tegangan AC / Signal Generator

Signal Generator berfungsi sebagai sumber tegangan AC pada rangkaian yang frekuensi, amplitudo, dan bentuk gelombangnya dapat diatur.

     2. Bahan

        a. Resistor 

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

 

b. Dioda Zener

Jenis Dioda yang beroperasi di rangkaian Reverse Bias (Bias Balik)

 

c. Ground 

Ground atau pertanahan adalah bagian dari Peralatan Listrik rumah. Namun kebanyakan dari masyatrakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan atau gruonding ini dengan kata arde.

Ground atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir 

 C. DASAR TEORI (Daftar Isi)

Dioda Zener adalah jenis Dioda yang beroperasi di rangkaian Reverse Bias (Bias Balik). Jika dipasangkan pada Rangkaian Forward Bi(Bias Maju) Dioda Zener akan memiliki karakteristik dan fungsi sebagaimana Dioda Normal pada umumnyaas . 

Pada Gambar 1.47 kurva turun dan menjauh dari sumbu horizontal bukan ke atas dan pergi ke wilayah VD positif  menandakan bahwa wilayah dioda zener berlawanan dengan dioda bias maju.

Gambar 1.47 Meninjau wilayah Zener.

Gambar 1.48 Arah konduksi (a) dioda zener (b) semi konduktor

Dapat dipastikan bahwa arah konduksi masing-masing berbeda bersama dengan polaritas tegangan yang diperlukan. Untuk dioda semikonduktor, status "on" akan mendukung arus diarah panah pada simbol. Untuk dioda Zener arah konduksi berlawanan dengan tanda panah pada simbol seperti yang ditunjukkan. Dan polaritas VD dan VZ sama seperti yang akan diperoleh jika masing-masing adalah elemen resistif. 

Lokasi wilayah Zener dapat dikontrol dengan memvariasikan tingkat doping.Peningkatan doping, menghasilkan peningkatan jumlah pengotor tambahan, akan menurunkan potensi Zener. Dioda zener tersedia dengan potensi Zener1,8 hingga 200 V dengan peringkat daya dari 1/4 menjadi 50 W. Karena suhunya yang lebih tinggi dan kemampuan saat ini, silikon biasanya lebih disukai dalam pembuatan dioda Zener.

Sirkuit ekivalen lengkap dari dioda Zener di wilayah Zener termasuk resistansi dinamis kecil dan baterai dc sama dengan potensial Zener, seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini 

Gambar 1.49 Setara dengan Zenersirkuit: (a) lengkap; (b) perkiraan.

Akan tetapi, untuk semua aplikasi yang mengikuti, kita akan berasumsi sebagai perkiraan pertama bahwa resistor eksternal jauh lebih besar daripada resistor ekivalen-Zener dan rangkaian ekuivalen hanya seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.49b.

Gambar 1.50 Tes Zener karakteristik.

Wilayah Zener disediakan pada Gambar 1.50 untuk memungkinkan deskripsi data pelat nama Zener muncul di Tabel 1.4 untuk 10-V, 500-mW, 20%dioda. Istilah nominal yang terkait dengan VZ menunjukkan bahwa itu adalah nilai rata-rata yang khas. Karena ini adalah dioda 20%, potensi Zener dapat diharapkan bervariasi sebagai 10 V 20% atau dari 8 hingga 12 V dalam jangkauan aplikasinya. Juga tersedia dioda 10% dan 5%dengan spesifikasi yang sama. Arus uji IZT adalah arus yang ditentukan oleh 1/4 kekuasaan level, dan ZZT adalah impedansi dinamis pada level saat ini. Impedansi lutut maksimum terjadi pada arus lutut IZK. Arus saturasi balik disediakan pada tingkat potensial tertentu, dan IZM adalah arus maksimum untuk unit 20%

Tabel 1.4 Karakteristik Listrik (25 ° C Suhu Sekitar Kecuali Dinyatakan Lain)

nominal            tegangan               zener (Vz)	Uji             arus            (IZT)	Impedansi              Dinamis                       Max (ZZT)	Impedansi            Arus                 Lutut Max      Balik                                                   Max (IR)
10	12.5	8.5	700 at 0.25                10

Tegangan             Uji  (Vr)

Arus     Regulator   Maximum (IZM)

Koefisien           Suhu Kas     (%/°C)

                7.2                            32                               +0.072

Koefisien suhu mencerminkan persen perubahan VZ dengan suhu. Itu ditentukan oleh persamaan

ket : VZ adalah perubahan potensial Zener akibat variasi temperatur.

Gambar 1.51 Karakteristik kelistrikan untuk dioda Zener 10-V, 500-mW.

Pada 1.51(a) koefisien suhu bisa positif, negatif, atau bahkan nol untuk level Zener yang berbeda. Nilai positif akan mencerminkan peningkatan VZ dengan kenaikan suhu, sedangkan nilai negatif akan mengakibatkan penurunan nilai dengan kenaikan suhu. Level 24-V, 6,8-V, dan 3,6-V mengacu pada tiga Dioda Zener memiliki nilai nominal ini dalam keluarga Zeners yang sama. Kurva untuk 10-V Zener secara alami berada di antara kurva perangkat 6,8-V dan 24-V. Kembali ke Persamaan. (1.12), T0 adalah suhu di mana VZ disediakan (biasanya suhu ruangan — 25 ° C), dan T1 adalah level baru.

Variasi impedansi dinamis (pada dasarnya, resistansi seri) denganarus muncul pada Gambar 1.51(b). Sekali lagi, 10-V Zener muncul di antara 6.8-V dan 24-V Zeners. semakin berat arusnya (atau semakin jauh naik vertikal Anda berada pada Gambar. 1.47), semakin kecil nilai resistansinya. saat Anda turun di bawah lutut kurva, resistensi meningkat ke tingkat yang signifikan. Identifikasi terminal dan casing untuk berbagai dioda Zener muncul di Gambar 1.52

Gambar 1.52  Terminal Zeneridentifikasi dan simbol.

Gambar 1.53 Dioda zener. (Atas kebaikan Siemens Corporation.)

Foto sebenarnya dari berbagai perangkat Zener. penampilan mereka sangat mirip dengan dioda semikonduktor. 

D. PILIHAN GANDA (Daftar Isi)

1. Dengan mengubah – ubah derajat doping dari dioda silikon,maka pabrik dapat menghasilkan dioda zener dengan tegangan breakdown sebesar .........

 a. 10 V   d. < 2 V

 b. > 200 V                 

 c. 2 - 200V

d. 10-20 V

2. Arus maksimum yang berhubungan dengan batas kemampuan daya pada dioda zener adalah .........

a. Izm = Pzm / Vz

b. Izm = Vz / Pzm    

c. Pzm = Izm - Vz

d. Izm = Pzm * Vz

 E. ESSAY (Daftar Isi)

        1) Tentukan tegangan nominal untuk dioda Zener dari Tabel 1.4 pada suhu 100 ° C.

            Solusi :

            Substitusi dari hasil Tabel 1.4

            dan karena koefisien suhu positif, potensial Zener baru, ditentukan oleh VZ', adalah

        2) Pada suhu berapakah dioda Zener 10-V pada Gambar 1,50 memiliki tegangan nominal 10,75                 V?

            (Petunjuk: Perhatikan data pada Tabel 1.4.)

         Solusi

         Lihat Tabel 1.4 dan lihat Gambar 1.50 untuk karakteristik uji Zener di buku teks. 

        

Karena koefisien suhu positif, potensial zener yang didefinisikan oleh VZ' adalah sebagai berikut.

Di sini, Vz adalah nominal tegangan zener dan ∆Vz merupakan perubahan potensial zener yang dihasilkan karena variasi suhu.

Hitung perubahan potensial zener yang dihasilkan karena variasi suhu.

Subtitusi 10.75 V untuk V'Z  dan 10 V untuk Vz

Tuliskan ekspresi koefisien suhu yang mencerminkan persen perubahan tegangan zener dengan suhu.

Subtitusikan 0.072 untuk Tc , 10 V untuk VZ, 0,75 untuk ∆Vz , 25 c untuk T0

F. PROBLEM (Daftar Isi)

Catu daya atau power supply stabil 5.0V diperlukan untuk dihasilkan dari sumber input catu daya 12V DC. Tingkat daya maksimum PZ dari dioda zener adalah 2W. Menggunakan rangkaian zener regulator di atas, hitung:

a). Arus maksimum mengalir melalui dioda zener.

b). Nilai minimum resistor seri, RS

c). Arus beban IL jika resistor beban 1kΩ terhubung melintasi dioda zener.

d). Arus zener IZ pada beban penuh.

IZ = IS - IL = 400mA - 5mA = 395mA 

G. PERCOBAAN (Daftar Isi)

     A. Prosedur Percobaan

1. Siapkan alat dan bahan 
2. Susun rangkaian sesuai dengan materi

     B. Rangkaian Simulasi

H. VIDEO (Daftar Isi)

      1. Video Pembelajaran

        2. Video Rangakaian

I. LINK DOWNLOAD (Daftar Isi)

    Download HTML

    Download Rangkaian

    Download Video Rangkaian

    Download Video Pembelajaran

    Download Datasheet Resistor

    Download Datasheet Dioda

Menuju Awal