2.11 DIODA ZENER

 

Bahan Presentasi Ini Dibuat Untuk Memenuhi 
Tugas Mata Kuliah Elektronika


Dosen : Darwison, M.T


Oleh :
Roby Asriya
2110952009



Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik
Universitas Andalas
Padang
2022

Referensi :
  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang
  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081
  3. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013
  4. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.
  5. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005
  6. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.
  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.

2.11 DIODE ZENER

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

  • Alat
    • Voltmeter
                    DC voltmeter digunakan untuk mengukur besar beda potensial pada rangkaian.
    • Ground
Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.
  • Bahan 
    • Resistor
                    Resistor ini digunakan pada sebagai hambatan yang resistansinya ditentukan untuk tiap-tiap cabang
    • Diode

Dioda Zener (Zener Diode) adalah Komponen Elektronika yang terbuat dari Semikonduktor dan merupakan jenis Dioda yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian Reverse Bias (Bias Balik). 
    • Battery (Power Supply)
                    Battery dibutuhkan sebagai sumber daya energi agar rangkaian dapat bekerja.

3. Dasar Teori [kembali]

2.11 Dioda Zener


model Zener yang akan digunakan untuk status "hidup" akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.105a. Untuk status "off" seperti yang ditentukan oleh tegangan kurang dari VZ tetapi lebih besar dari 0 V dengan polaritas yang ditunjukkan pada Gambar 2.105b, padanan Zener adalah rangkaian terbuka yang muncul pada gambar yang sama.

Jaringan dioda Zener yang paling sederhana muncul pada Gambar 2.106. Tegangan dc yang diterapkan ditetapkan, seperti resistor beban.

Jaringan dioda Zener yang paling sederhana muncul pada Gambar 2.106. Tegangan dc yang diterapkan ditetapkan, seperti resistor beban. Analisis secara fundamental dapat dipecah menjadi dua langkah.
1. Menentukan keadaan dioda Zener dengan melepaskannya dari jaringan dan menghitung tegangan di sirkuit terbuka yang dihasilkan.


Jika V VZ, dioda Zener adalah " on ”dan model ekuivalen dari Gambar 2.105a dapat diganti. Jika V VZ, dioda adalah "off" dan ekuivalen rangkaian terbuka dari Gambar 2.105b diganti.


















Example :

Example 2.26
    (a) Untuk jaringan zener diode Dari Gbr. 2.109, tentukan VL, VR, IZ, dan PZ.
    (b) Ulangi bagian (a) dengan RL = 3 k.
    Jawab:
    (a)  Mengikuti prosedur yang disarankan, jaringan digambar ulang seperti yang ditunjukkan dalam Gbr. 2.110. Menerapkan Eq. (2.16) memberikan

     Karena V = 8.73 V kurang dari VZ =10 V, dioda berada dalam keadaan "off" seperti yang ditunjukkan pada karakteristik Gbr. 2.111. Substitusi setara sirkuit terbuka akan menghasilkan jaringan yang sama seperti di Gbr. 2.110, di mana kami menemukan bahwa 

VL = V = 8.73 V
VR= Vi - VL = 16 V - 8.73 V = 7.27 V
IZ = 0 A
dan Pz = VzIz = Vz(0 A) = 0 W

    (b)  Menerapkan Eq. (2.16) sekarang akan
    Karena V =12 V lebih besar dari VZ =10 V, dioda berada dalam keadaan "on" dan jaringan Fig. 2.112 akan menghasilkan. Menerapkan hasil Eq. (2.17)
VL = Vz = 10 V
VR = Vi - VL = 16 V - 10 V = 6 V

dan IL = VL/RL = 10 V / 3k ohm = 3.33 mA
IR = VR/R = 6 V / 1k ohm = 6 mA
Iz = IR - IL [Eq. (2.18)]
= 6 mA - 3.33 mA
= 2.67 mA


    Listrik menghilang,
PZ = VzIz = (10 V)(2.67 mA) = 26.7 mW 
    

    yang kurang dari PZM = 30 mW yang ditentukan.

 

Example 3.27
    (a) Untuk jaringan Gbr. 2.113, tentukan kisaran RL dan IL yang akan mengakibatkan VRL dipertahankan pada 10 V.
        (b) Tentukan peringkat watt maksimum dioda.


    Jawab:
    (a) Untuk menentukan nilai RL yang akan mengaktifkan dioda Zener, terapkan Eq. (2.20):

    Tingkat minimum IL kemudian ditentukan oleh Eq. (2.25):
ILmin = IR - IZM = 40 mA - 32 mA = 8 mA 
    
    dengan Eq. (2.26) menentukan nilai maksimum RL:
RLmax = Vz / I Lmin = 10 V / 8 mA =  1.25 kohm 
    
     Sebidang VL versus RL muncul di Gbr. 2.114a dan untuk VL versus IL di Gbr. 2.114b. 

    (b)  Pmax = VZ IZM 
                     = (10 V)(32 mA) = 320 mW


PROBLEM :
  45. Rancang regulator tegangan yang akan mempertahankan tegangan output 20 V di seluruh beban 1 k dengan input yang akan bervariasi antara 30 dan 50 V. Artinya, menentukan nilai rs yang tepat dan IZM maksimum saat ini
                Jawab:



       46. Buat sketsa output jaringan Gbr. 2.120 jika input adalah gelombang persegi 50-V. Ulangi untuk gelombang persegi 5-V.

Pilihan Ganda :

1. 
        Diketahui VIN = 12 volt, RS = 120 ohm dan RL = 220 ohm. Apabila tegangan zener (VZ) sebesar 5 volt, berapakah Is (arus sumbernya)?

a. 58 A
b. 0,58 A
c. 58 mA
d. 60 A
e. 60 mA

Jawab: C

2. Dari soal sebelumnya, berapakah tahanan beban minimumnya (RLmin) ?

a. 88 ohm
b. 88,2 ohm
c. 86,21 ohm
d. 86 ohm
e. 88,21 ohm



Jawab: C




gambar 2.108


gambar 2.109


gambar 2.110

gambar 2.111

gambar 2.112


gambar 2.115


gambar 2.116


gambar 2.118
gambar 2.112






Dioda Zener dipasang dengan prinsip Bias Balik (Reverse Bias), Rangkaian tersebut merupakan cara umum dalam pemasangan Dioda Zener. Dalam Rangkaian tersebut, tegangan Input (masuk) yang diberikan adalah 12V. Tegangan akan turun saat melewati Dioda Zener yang dipasang secara Bias Balik (Reverse Bias). Sedangkan fungsi Resistor dalam Rangkaian tersebut adalah untuk pembatas arus listrik.Oleh karena itu, Dioda Zener merupakan Komponen Elektronik yang cocok digunakan sebagai Voltage Regulator (Pengatur Tegangan), Dioda Zener akan memberikan tegangan tetap dan sesuai dengan Tegangan Zenernya terhadap Tegangan Input yang diberikan.























Langganan: Postingan (Atom)