FUNGSI DIODA PADA RANGKAIAN

A.               Setengah Gelombang

                              Penyearah yang paling sederhana adalah penyearah setengah gelombang, yaitu yang terdiri dari sebuah dioda.  Melihat dari namanya, maka hanya setengah gelombang saja yang akan disearahkan.  Gambar 2.1 menunjukkan rangkaian penyearah setengah gelombang.

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat sinyal input berupa siklus positip maka dioda mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban (RL), dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatip maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak mengalir arus. 

Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) adalah R  yang umumnya nilainya lebih kecil dari RLf. Pada saat dioda OFF (mendapat bias mundur) resistansinya besar sekali atau dalam pembahasan ini dianggap tidak terhigga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0.

Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada gambar (c) bentuknya sudah searah (satu arah) yaitu positip semua.  Apabila arah dioda dibalik, maka arus yang mengalir adalah negatip. Frekuensi sinyal keluaran dari penyearah setengah gelombang ini adalah sama dengan frekuensi input (dari jala-jala listrik) yaitu 50 Hz.  Karena jarak dari puncak satu ke puncak berikutnya adalah sama. 

Bentuk gelombang sinyal pada dioda seperti gambar 2 dengan anggapan bahwa Rf dioda diabaikan, karena nilainya kecil sekali dibanding RL.  Sehingga pada saat siklus positip dimana dioda sedang ON (mendapat bias maju), terlihat turun tegangannya adalah nol.  Sedangkan saat siklus negatip, dioda sedang OFF (mendapat bias mundur) sehingga tegangan puncak dari skunder trafo (Vm) semuanya berada pada dioda.

B.                 Penyearah gelombang penuh

Rangkaian penyearah gelombang penuh ada dua macam, yaitu dengan menggunakan  trafo CT (center-tap = tap tengah) dan dengan sistem jembatan.  Gambar 3 menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan trafo CT.

Terlihat dengan jelas bahwa rangkaian penyearah gelombang penuh ini merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang hidupnya bergantian setiap setengah siklus.  Sehingga arus maupun tegangan rata-ratanya adalah dua kali dari penyearah setengah gelombang

Tegangan puncak inverse yang dirasakan oleh dioda adalah sebesar 2Vm.  Misalnya pada saat siklus positip, dimana D1 sedang hidup (ON) dan D2 sedang mati (OFF), maka jumlah tegangan yang berada pada dioda D2 yang sedang OFF tersebut adalah dua kali dari tegangan skunder trafo.  

C.                 Penyearah gelombang penuh sistem jembatan (Bridge Rectifier)

Penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan ini bisa menggunakan sembarang trafo baik yang CT maupun yang biasa, atau bahkan bisa juga tanpa menggunakan trafo. rangkaian dasarnya adalah seperti pada
gambar 4.

Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat dijelaskan melalui gambar 4.  Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan bagian positip dari siklus sinyal ac, maka (gambar 4 b):

Ø  D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju

Ø  D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur

Sehingga arus iI  mengalir melalui D1, RL, dan D3. Sedangkan apabila jembatan memperoleh bagian siklus negatip, maka (gambar 4 c):

Ø  D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju

Ø  D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur  

Sehingga arus i mengalir melalui D2, RL, dan D4. 

Arah arus i1 dan i2 yang melewati RL sebagaimana terlihat pada gambar 4 b dan c 2 adalah sama, yaitu dari ujung atas RL menuju ground.  Dengan demikian arus yang mengalir ke beban (iL) merupakan penjumlahan dari dua arus i1 dan i2, dengan menempati paruh waktu masing-masing.

Rangkaian Clipper (pemotong)

Rangkaian clipper (pemotong) digunakan untuk memotong atau menghilangkan seba- gian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas level tertentu. Contoh sederhana dari rangkaian clipper adalah penyearah setengah gelombang. Rangkaian ini memotong atau menghilangkan sebagian sinyal masukan di atas atau di bawah level nol.

Secara umum rangkaian clipper dapat digolongkan menjadi dua, yaitu: seri dan para- lel. Rangkaian clipper seri berarti diodanya berhubungan secara seri dengan beban, sedang- kan clipper paralel berarti diodanya dipasang paralel dengan beban. Sedangkan untuk mas- ing-masing jenis tersebut dibagi menjadi clipper negatip (pemotong bagian negatip) dan clip- per positip (pemotong bagian positip).  

Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper seri adalah sebagai berikut:

1.   Perhatikan arah dioda

-   bila arah dioda ke kanan, maka bagian positip dari sinyal input akan dilewatkan, dan bagian negatip akan dipotong (berarti clipper negatip)

-   bila arah dioda ke kiri, maka bagian negatip dari sinyal input akan dilewatkan, dan bagian positip akan dipotong (berarti clipper positip)

2.  Perhatikan polaritas baterai (bila ada)

3.   Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol pada level baterai (yang sudah ditentukan pa- da langkah 2 di atas)

4.   Batas pemotongan sinyal adalah pada sumbu nol semula (sesuai dengan sinyal input) Rangkaian clipper seri positip 

clipper positip

clipper negatip

Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper paralel adalah sebagai berikut:

1.  Perhatikan arah dioda.

-          bila arah dioda ke bawah, maka bagian positip dari sinyal input akan dipotong (berarti clipper positip)

-          bila arah dioda ke atas, maka bagian negatip dari sinyal input akan dipotong (berarti clip- per negatip)

2.  Perhatikan polaritas baterai (bila ada).

3.  Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol sesuai dengan input.

4.  Batas pemotongan sinyal adalah pada level baterai.

Rangkaian clipper positip

clipper negatip

  Rangkaian Clamper (Penggeser)

Rangkaian Clamper (penggeser) digunakan untuk menggeser suatu sinyal ke level dc yang lain. Rangkain Clamper paling tidak harus mempunyai sebuah kapasitor, dioda, dan re- sistor, disamping itu bisa pula ditambahkan sebuah baterai. Harga R dan C harus dipilih se- demikian rupa sehingga konstanta waktu RC cukup besar agar tidak terjadi pengosongan muatan yang cukup berarti saat dioda tidak menghantar. Dalam analisa ini dianggap dido- danya adalah ideal.