PERCOBAAN 7 DIODA ZENER SEBAGAI PENSTABIL TEGANGAN (REGULATOR)
KELOMPOK 1 (WIBBY ALDRYANI A.P) DWIPA ARDIANSYAH MUSPITA JULIANI
TELEKOMUNIKASI 3D
PERCOBAAN VII DIODA ZENER SEBAGAI PENSTABIL TEGANGAN (REGULATOR) Teori dasar:
Dioda Zener
Simbol dioda zener.
Sebuah dioda biasanya dianggap sebagai alat yang menyalurkan listrik ke satu arah, namun Dioda Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan rusak" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener".Dioda yang biasa tidak akan mengijinkan arus listrik untuk mengalir secara berla wanan jika dicatu-balik dicatu-balik (reverse (r everse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika melampaui batas tegangan rusaknya, dioda biasa akan menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju (sesuai dengan arah gambar panah), dioda ini akan memberikan tegangan jatuh jatu h (drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk dioda silikon. Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis dioda yang dipakai. Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tengangan rusak yang jauh dikurangi, disebut tegangan Z ener. Sebuah dioda Zener Zen er memiliki p-n p-n junction yang yan g memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. tipe-n. Sebuah dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku rusak yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga teganga n jatuh supaya supaya tetap pada tegangan zener. z ener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya tidak terbatasi, sehingga dioda zener
bi
i
t
bangk itkan itkan t gangan referensi referens i atau unt untuk
menst menstabili abilisas sasii tegangan unt untuk apli aplikas kasii apli aplikas kasii arus kecil kecil egangan rusaknya dapat dapa t dikont kontrol rol secara tepat epat dal dalam proses dopi dop ing. Tol Toleransi eransi dal dalam 0.05% bi b isa di d icapai capai wal walaupun toleransi eransi yang pali pa ling ng bi biasa adal ada lah 5% dan 10%. Efek ini ditemukan itemukan ol oleh seorang f isikawan Amer ika, Cl Clarence Mel Mel in Zener. ti ti Mekani Mekanisme lainnya yang menghasil menghas ilkan kan efek yang sama adal ada lah efek aval ava lanche, seper di dal dalam di dioda aval ava lanche. Kedua tipe tipe di dioda ini sebenarnya di dibent bentuk mel melalui proses yang sama dan kedua efek sebenarnya ter jadi adi di kedua tipe tipe di dioda ini. Dal Da lam di dioda silikon, ilikon, sampai sampa i dengan 5.6 Volt Vo lt,, efek zener adal ada lah efek ut utama dan efek ini isiensi menunj menunjukan koef ensi temperat emperatur yang negati nega tif. f. Di Di atas 5.6 Volt Volt,, efek aval ava lanche menj menjadi adi efek ut utama dan juga menunj menunjukan si s ifat fat koef isien temperat emperatur positi pos itif.Da f.Dallam dioda zener 5.6 Volt Volt,, kedua efek tersebut ersebut muncul muncul bersamaan dan kedua koef isien temperat emperatur membat membatalkan sat satu sama lainnya. Sehi Sehingga, di dioda 5.6 Volt Volt menj menjadi adi pilihan ilihan utama di di apli aplikas kasii temperat empera tur yang sensiti sens itif.Tekn f.Tekniik-tekni eknik manufak tur yang modern telah memungk inkan unt untuk membuat membua t dioda-di oda-dioda yang memili memilik k i tegangan jauh lebi ebih rendah dar i 5.6 Volt Volt dengan koef isien temperat emperatur yang sangat sanga t kecil kecil.. Namun dengan muncul munculnya pemakai pemaka i tegangan tingg tinggii, koef isien temperat empera tur muncul muncul dengan si s ingkat ngkat pul pula. Sebuah di dioda unt untuk 75 Volt Volt memili memilik k i koef isien panas yang 10 ka li lipa lipattnya koef isien sebuah di dioda 12 Volt Volt.. Pemakaian
Dioda Zener bi biasanya di digunakan secara luas dal da lam si s irkuit rkuit elek troni ronik. Fungsi Fungs i utamanya adal ada lah unt untuk menst mens tabil abilkan kan tegangan. Pada saat saa t disambungkan sambungkan secara s ecara parall paralleel dengan sebuah sumber tegangan yang berubah-ubah yang d ipasang sehi sehingga mencat mencatu-bali u-ba lik, k, sebuah di dioda zener akan ber tingkah tingkah seper ti ti sebuah kor tsleting ting (hubungan si s ingkat ngkat saat saat tegangan mencapai mencapa i tegangan rusak di d iode tersebut ersebut. Hasil Hasilnya, nya, tegangan akan di dibat batasi asi sampai sampai ke sebuah angka yang t elah di diket ketahui ahui sebel sebelumnya.
Sebuah dioda zener juga digunakan seperti ini sebagai regulator tegangan shunt (shunt berarti sambungan parallel, dan regulator tegangan sebagai sebuah kelas sirkuit yang memberikan sumber tegangan tetap. 7.1 TUJUAN: Menyelidiki penggunaan dan batas operasi diode zener sebagai penstabil tegangan
7.2 ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN: 1. sumber daya searah (1-18) (1-18) V 2. voltmeter elektonik
: 1 buah
: 1 buah
3. diode zener 9,1 V (4379)
: 1 buah
4. diode zener 7,5 V (4737)
: 1 buah
5. resistor
4 , 470 , dan 10 k 7 ,:100
6. kabel-kabel penghubung
7.3 CARA MELAKUKAN PERCOBAAN: 1. buatlah rangkaian seperti gambar 1 dibawah:
DC SUPPLY
2. aturlah tegangan suplai sebesar 10 V, resistansi seri RS sebesar 47 dan RL sebesar 10k 3. ukurlah tegangan Vout dengan den gan voltmeter voltmeter elektronik! 4. naikkan tegangan suplai menjadi 12 V lalu ulangi langkah 3 !
5 6
¤
¡
¢
£
¥
¦
¢
§
beban RL menjadi 470
te angan s ¡
¨
©
¦
gantilah RL menjadi 100 dan ulangi langkah 3
ai tetap=12V dan ulangi langkah 3
7. ulangi pe c baan diatas dengan menggunakandiode zene 7,5 volt dan tegangan
sumbe 8 dan 10 volt.
table 1. diode zene 4739 (Vz = 9,1 V
table 2. diode zene 4737 (Vz = 7, 5 V
Vs (V)
RL ()
Vo (V)
Vs (V)
RL ()
Vo (V)
10
10 K
10
8
10 K
7,2
12
10 K
9,4
10
10 K
7,2
12
470
9,2
10
470
7,2
12
100
7
10
100
5,8
7.4
LIS
1. jelaskan pengaruh kenaikan tegangan input pada t eganganoutput, tegangan
dan arus yang mele ati Rs
jawab:
berdasarkan KVL, menghasilkan rumus
berdasarkan KCL, mengahsilkan rumus
sehingga berdasarkan ketentuan tersebut mempengaruhi eknaikan
tegangan dan kenaikan arus yang melewati Rs. 2. jelaskan pengaruh perubahan Rl terhadap arus
Rs dan arus pada diode
zener! jawab: jika arus pada zener (Iz) minimum maka pada Rl RL (I ) menjadi maksimum 3. hitunglah harga Rl paling kecil yang dibolehkan, dimana zener tidak akan
mengatur tegangan output jika Rl lebih kecil dari harga ini. jawab:
perhitungan RL Dioda zener 4739 (9,1 V) RL 10 K (Vs=10) hasil: 4. pada keadaan bagaimana daya maksimum akan didisipasikan dalam zener? jelaskan jawaban saudara!
