2.11



1. PENDAHULUAN [Back]

Dioda Zener adalah jenis dioda semikonduktor yang memungkinkan arus mengalir tidak hanya dari anoda ke katoda, seperti dioda biasa, tetapi juga dalam arah terbalik ketika tegangan melebihi nilai tertentu yang dikenal sebagai tegangan tembus atau tegangan Zener.

2. TUJUAN [Back]
  • Mengetahui definisi Dioda Zener
  • Mengetahui berbagai komponen pada Dioda Zener
  • Mensimulasikan rangkaian pada Dioda Zener
3. ALAT DAN BAHAN  [Back]
ALAT
  • Software Proteus 8 Profesional
Gambar 1

Proteus Design Suite adalah perangkat lunak berpemilik yang digunakan untuk otomatisasi desain elektronik (EDA). Perangkat lunak ini populer di kalangan insinyur dan teknisi desain elektronik untuk membuat skema dan cetakan elektronik untuk pembuatan papan sirkuit tercetak (PCB).

Fungsi Utama Software Proteus
  • Simulasi Skema: Simulasikan sirkuit analog, digital, dan campuran sebelum membangunnya. Ini membantu menemukan dan memperbaiki kesalahan desain, menghemat waktu dan biaya.
  • Desain PCB: Buat tata letak PCB profesional dengan berbagai pilihan komponen dan alat routing.
  • Analisis Mode Kegagalan: Identifikasi potensi masalah desain dengan analisis tegangan, arus, dan suhu.
  • Pemrograman Mikrokontroler: Kembangkan dan debug program mikrokontroler langsung di dalam Proteus.
  • Kompatibilitas: Mendukung berbagai jenis mikrokontroler dari berbagai vendor.
  • Fitur Tambahan: Pustaka komponen yang luas, antarmuka yang mudah digunakan, dokumentasi yang komprehensif, dan banyak lagi.

BAHAN
  • Dioda Zener

Dioda zener (zener diode) adalah komponen elektronoka semikonduktor dan jenis dioda yang dirancang khusus untuk beroperasi dalam rangkaian bias balik.Ketika dioda zener dipasagkan dengan rangkaian bias maju,karakteristrik dan fungsinya umumnya sama dengan dioda normal. Analisis jaringan dioda zener sangan nmirip dengan dioda semikonduktor.
  • Resistor Analog
Gambar 4

Resistor adalah komponen elektronik pasif yang memiliki dua terminal dan berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

Karakteristik Resistor
  • Nilai Resistansi (R): Hambatan yang diberikan resistor terhadap aliran arus.
  • Daya Disipasi (P): Daya maksimum yang dapat dihamburkan oleh resistor tanpa mengalami kerusakan.
  • Toleransi: Persentase penyimpangan nilai resistansi dari nilai nominalnya.
  • Tipe Bahan: Bahan yang digunakan untuk membuat resistor, seperti karbon, logam, atau film.
Cara kerja Resistor yaitu resistor menghambat aliran arus listrik dengan mengubah energi listrik menjadi energi panas. Semakin besar nilai resistansi, semakin besar pula hambatan yang diberikan terhadap aliran arus.
  • Baterai DC Double Cell
Gambar 5

Baterai DC multi sel adalah baterai yang terdiri dari beberapa sel elektrokimia yang dihubungkan secara seri untuk menghasilkan tegangan output yang lebih tinggi.

Aplikasi Baterai DC Multi-Sel
  • Elektronik portabel: Laptop, smartphone, tablet, kamera, dan perangkat elektronik portabel lainnya.
  • Kendaraan listrik: Mobil listrik, sepeda motor listrik, dan kendaraan listrik lainnya.
  • Penyimpanan energi: Baterai DC multi sel dapat digunakan untuk menyimpan energi dari sumber terbarukan, seperti panel surya dan turbin angin.
  • Sistem tenaga cadangan: Baterai DC multi sel dapat digunakan sebagai sumber daya cadangan untuk sistem kritis, seperti rumah sakit dan pusat data.

  • Ground
Gambar 6
Ground, atau arde, adalah titik referensi tegangan dalam sirkuit elektronik. Ground biasanya dihubungkan ke bumi melalui kabel konduktif, tetapi dapat juga dihubungkan ke konduktor lain yang memiliki potensial nol.

Fungsi Ground
  • Referensi Tegangan: Ground menyediakan titik referensi untuk mengukur tegangan dalam sirkuit. Semua tegangan dalam sirkuit diukur relatif terhadap ground.
  • Jalur Arus Balik: Ground menyediakan jalur bagi arus untuk mengalir kembali ke sumbernya. Arus mengalir dari terminal positif sumber tegangan, melalui sirkuit, dan kembali ke terminal negatif sumber tegangan melalui ground.
  • Keselamatan: Ground membantu melindungi pengguna dari sengatan listrik dengan menyediakan jalur bagi arus bocor untuk mengalir.

4. DASAR TEORI [Back]

2.11 Dioda Zener

    Dioda zener (zener diode) adalah komponen elektronoka semikonduktor dan jenis dioda yang dirancang khusus untuk beroperasi dalam rangkaian bias balik.Ketika dioda zener dipasagkan dengan rangkaian bias maju,karakteristrik dan fungsinya umumnya sama dengan dioda normal. Analisis jaringan dioda zener sangan nmirip dengan dioda semikonduktor.

    Dioda zener hadir dalam berbagai pilihan kemasan, tergantung pada kebutuhan disipasi dayanya. Beberapa dirancang untuk aplikasi berdaya tinggi, sementara yang lain tersedia dalam format pemasangan di permukaan. Dioda Zener yang paling umum digunakan dikemas dalam wadah kaca kecil, dengan pita khas yang menunjukkan sisi katoda dioda.

    Simbol yang digunakan untuk mewakili dioda Zener dalam diagram rangkaian mirip dengan dioda biasa, namun dengan tambahan yang unik. Ini terdiri dari segitiga atau panah yang menunjuk ke sisi katoda (sisi dengan pita) dioda. Segitiga ini disertai dengan dua garis tegak lurus pada ujung katoda, yang satu memanjang ke atas dan yang lainnya memanjang ke bawah.Garis-garis ini menunjukkan perilaku spesifik dioda Zener dan membantu membedakannya dari jenis dioda lain dalam diagram rangkaian. Simbol tersebut memberikan representasi visual yang memungkinkan para insinyur dan teknisi dengan mudah mengidentifikasi dan memahami keberadaan dioda Zener dalam suatu rangkaian.

    Model zener yang akan digunakan untuk status "hidup/on" akan seperti yang ditunjukkan pada gambar (1a).untuk statur (off) seperti ditunjukkan oleh tegangan kurang dari VZ tetapi lebih besar dari 0 V dengan polaritas yang ditunjukkan pada gambar (1b).padanan Zener adalah rangkaian terbuka yang muncul pada gambar yang sama.

Analisis secara fundamental dapat dipecah menjadi 2 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 1a dapat diganti.Jika V VZ,dioda adalah "off" dan ekuivaln rangkaian terbuka dari gambar 1b diganti.

2.Gantikan rangkaian ekuivalen yang sesuai dan selesaikan yang tidak diketahui dan diinginkan.Untuk jaringan pada gambar 3jika dalam keadaan "on" akan menghasilkan jaringan ekuivalen dari gambar 5.karena tegangan pada elemen paralel harus sama,maka kita akan menemukan 
VL = VZ

Arus dioda Zener harus ditentukan dengan menerapkan hukum arus Kirchhoff. yaitu
IR = IZ+IL
IZ = IR-IL
IL = VL/RL  dan  IR = VR/R
Daya yang dihamburkan oleh dioda Zener ditentukan olej:
PZ = VzIz
dimana PZ harus kurang dari P ZM yang ditentukan untuk perangkat

5. PERCOBAAN [Back]
Prosedur
Berikut ini adalah langkah-langkah dalam ...

Prinsip Kerja
Berikut ini adalah prinsip kerja dalam ...

Prinsip Kerja : Vshine, dioda zener, dan osiloskop disusun secara paralel pada rangkaian. Pada vshine diberi tegangan sebesar 20V yang akan diumpankan ke resistor 1 yang bermuatan 10k ohm. Setelah itu alur yang mengalir di r1 dialirkan ke dioda zener menuju ke dioda lalu dan arus kedua kw osiloskop. Terjadi percabangan arus. Setelah rangkaian di running akan mincul grafik yang menunjukkan gelombang sinusoidal.
Prinsip kerja : menggunakan 2 buah batrai sebesar 20 V dan 0,7 V dan satu buah resistor sebesar 10 kohm, ketiga komponen ini dirangkai paralel 
Prinsip kerja : Pada rangkaian ini menggunakan dua buah dioda zener dan satu buah resistor yang besarnya 10 kohm, kemudian rangkaian ini dihubungkan secara paralel
Prinsip Kerja  : AC voltmeter dihubungkan secara paralel dengan dioda zener. Diberikan baterai sebagai sumber dengan tegangan 20V yang akan diumpankan ke r1 yang bermuatan 10k ohm. Setelah itu arus dialirkan ke dioda zener yang nantinya akan dihasilkan arus yang lebih sedikit karena sifat dioda zener yang menstabilkan dan menyeleksi arus. Setelah itu arus dialirkan kembali ke kutub positif baterai.
Prinsip Kerja : Baterai, resistor 2 dan ac voltmeter dihubungkan secara paralel pada rangkaian. Diberikan tegangan 12V kepada baterai lalu diumpankan ke resistor 1. Setelah itu, arus yang berada di resistor 1 diumpankan ke kaki resistor 2 dan ke open circuit (terjadi percabangan). Setelah itu arus yang berada di r2 akan diumpankan kembali ke baterai. Pada open circuit tidak terjadi pengaliran arus.
Prinsip Kerja : Baterai 1, baterai 2, resistor 2 dan ac voltmeter dihubngkan secara paralel pada rangkaian. Diberikan tegangan sebesar 12v pada baterai 1 lalu diumpankan ke resistor 1 yang bermuatan 10k ohm. Setelah itu, arus yang mengalir pada r1 diumpankan ke kaki r2 dan ke baterai 2.  Pada hal ini terjadi percabangan arus. Setelah itu, arus yang mengalir di r2 akan dialirkan ke ground dan baterai 2 (ada percabangan). 
Prinsip Kerja : Baterai, dioda zener dan resistor RL dihubungkan secara paralel. Diberikan tegangan sebesar 16V pada baterai yang akan diumpankan ke resistor 1 yang bermatan 1k om. Setelah itu, arus akan diumpankan ke r2 dan dioda zener (terjadi percabangan). Arus yang berada pada resisitor RL akan dialirkan ke ground dan dioda zener (terjadi percabangan). Arus mengalir yang melewati dioda zener dihasilkan arus yang lebih kecil karena dioda zener menyeleksi dan menstabilkan arus pada rangkaian.
Prinsip Kerja : Baterai dan resistor RL dipasang secara paralel. Diberikan tegangan sebesar 16V pada baterai yang akan diumpakan ke resistor 2 yang bermuatan 1k ohm. Setelah itu resistor 1 mengalirkan tegangna ke resistor RL yang bermuatan 1.2k ohm dan ke rangkaian terbuka. Selanjutnya, dari resistor RL dilanjutkan arus menuju ground. Pada open circuit tidak dilewati arus karena merupakan arus terbuka. 
Prinsip Kerja : Baterai 1, baterai 2, resistor r2 dan ac voltmeter dipasang secara paralel. Baterai 1 diberi tegangan 16V yang akan diumpankan ke resistor r1 yang bernilai 1k ohm. Setelah itu, resistor r1 mengalirkan arus ke dua cabang yaitu ke resistor r2 yang bermuatan 3k ohm dan baterai 2 yang bermuatan 10v. Setelah itu arus yang mengalir di resistor r2 akan mengalir ke ground. Lalu arus yang mengaliri baterai 2 akn diumpankan ke ground.
Prinsip Kerja :    Baterai 1, dioda zener dan potensio dipasang secara paralel pada rangkaian. Diberikan tegangan 50v pada baterai yang akan diumpankan ke resistor 1 yang bernilai 1k ohm. Setelah itu, arus dari R1 akan mengaalir ke 2 cabng yaitu dioda zener yang bernilai 10v dan potensio yang bernilai 1k ohm. Setelah itu, alur yang mengalir di potensio akan kembali ke baterai. Tetapi alur tidak dapat mengalir di dioda zener karea bertemu kaki katoda.
Prinsip Kerja : Baterai, dioda zener, resistor r2, dan ac voltmeter disusun secara paralel. Diberikan tegangan sebesar 12v pada b1 yang akan diumpankan ke resistor r1 yang bernilai 220 ohm. Setelah itu, arus diteruskan ke dioda zener yang bernilai 20v dan resistor 2 yang bernilai 1.2k ohm. Lalu arus yang dialirkan di r2 ditruskan kembali ke baterai.

Video Simulasi
Berikut ini adalah proses pembuatan rangkaian simulasi dalam bentuk video.











6. FILE DOWNLOAD [Back]

Berikut ini adalah file Proteus terkait ...
Berikut ini adalah datasheet terkait

Komentar

Posting Komentar