Selama waktu dioda off. Dengan perkataan lain, muatan yang disimpan pada pelat kapasitor dihilangkan selama setengah sikllus berikutnya. Besarnya RD tidaklah kritik. Yang terutama dalam mencegah aksi clamping adalah menjaga agar resistansi pengosongan RD lebih kecil dari atau sama d engan resistansi pengisian yang seri dengan dioda. Dalam Gambar 5-35a, berarti RD RL Jika pernyataan ini dipenuhi, tegangan kapasitor tak dapat bertambah dengan menyolok dan hanya terjadi sedikit clamping saja. Apabila mungkin, b uatlah RD lebih kecil dari sepersepuluh RL. Kembalinya dc untuk detektor puncak (Gambar 5-35c) juga perlu menjaga agar RD lebih kecil dari RL dan jika mungkin, membuat Rd lebih kecil dari sepersepuluh RL. Clipper pada gambar 5-35b sedikit berbeda. Jika dioda konduksi, resistansi pengisian yang seri dengan dioda sama dengan R dan bukan RL. Oleh sebab itu, dalam Gambar 5-35b, aturannya adalah RD R Dan jika mungkin, Rd harus lebih kecil dari sepersepuluh R. Rangkaian Dioda Seimbang Beberapa rangkaian dioda adalah beban seimbang. Contohnya: penyearah tap-tengah, tap-tengah, penyeara pen yearah h jembatan, penyearah puncak gelombang penuh dan sebagainya. Rangkaian-rangkaian Rangkaian-rangkaian ini bekerja dengan baik dengan sumber yang dikopel secara kapasitip. Dengan perkataan lain, tidak diperlukan kembalinya dc karena kesamaan dan arus setengah siklus yang berlawanan menghasilkan tegangan kapasitor rata-rata nol. Misalnya, Gambar 5-36 menunjukkan sumber yang dikopel secara kapasitip mengemudikan penyearah jembatan. Anggaplah diodanya diodanya identik , arus A dan B sama besar dan berlawanan arah, maka tegangan kapasitor tidak bertambah terus dan penyearah jembatan bekerja dengan normal. Sebagai kesimpulan, anda bisa mendapatkan aksi clamping dengan sumber yang dikopel secara kapasitip. Clamping yang tak diingikan ini bisa terjadi dalam rangkaian dioda, rangkaian transistor, rangkaian terintegrasi dan sebagainya. Secara u mum, apabila kapasitor mengemudikan piranti yang konduksi hanya untuk sebagian dari si klus ac, anda bisa mendapatkan aksi clamping yang tak diinginkan. Jika hal ini terjadi, anda biasanya dapat menghilangkannya dengan menambhkan kebalinya dc.
Evaluasi Pribadi Bacalah kalimat berikut ini dan isilah kata yang kosong. Jawaban-jawaban terdapat pada awal dari kalimat pertanyaan berikutnya. 1.
Penyearah setengah gelombang adalah rangkaian dengan satu dioda yang mengubah tegangan ac menjadi tegangan searah berdenyut. Selama setengah siklus, dioda
(idealnya
hubung singkat);setengah silus berikutnya dioda 2.
(dibias forward, dibias reverse). Tegangan
puncak PIV adalah tegangan maksimum pada
dioda selama bagian reverse dari siklus. 3.
(inverse). Penyeara
adalah rangkaian dua dioda yang selalu digunakan dengan
lilitan sekunder. Dioda konduksi pada setengah silus yang berubah dan menghasilkan tegangan beban 4.
(tap tengah, tap-tengah, gelombang penuh). Frekuensi output penyearah gelombang penuh adalah frekuensi input.
5.
(dua kali). Penyearah yang paling banyak digunakan adalah penyearah
Rangkaian empat
dioda ini menghasilkan tegangan beban 6.
(jembatan, gelombang penuh). Filter input-choke mengizinkan komponen dc mengalir karena XLnya pada frekuensi nol. Choke menahan komponen ac karena XL nya Komponen ac kecil kecil yang mencapai resistansi beban disebut
7.
( nol,tinggi,ripple). Karena choke makan tempat dan mahal, filter input-kapasitor telah dikembangkan. Filter input kapasitor bukannya bergantung deteksi rata-rata melainkan pada deteksi
8.
(puncak), Untuk konstanta waktu yang panjang, ekivalen dengan arus beban yang ringan, output filter input kapasitor kira-kira sama dengan tegangan input
9.
Ripple outputnya sangat
(puncak, kecil) Untuk konstanta waktu yang pendek atau arus bebannya berat, output filter input kapasitor terlihat kurang daripada tegangan input
dan ripplenya
10. (puncak, besar) Jika pada saat permulaan daya dikenakan pada filter input kapasitor, arus mula yang besar disebut arus
Dalam beberapa hal, diperlukan pemasangan resistor untuk melindungi dioda.
11. (sentak,sentak) Jika bekerja dengan filter RC dan LC. Lebih disukai menggunakan didefinisikan sebagai ripple input dibagi ripple output. Dalam praktek
yang
seksi merupakan
kompromi yang terbaik jika diperlukan pelemahan yang tinggi. 12. (pelemahan, dua). Pengali tegangan adalah dua atau lebih penyearah puncak yang menghasilkan tegangan dc tanpa beban sama dengan
dari tegangan input puncak.
13. (perkalian) Cara yang sederhana untuk memperbaiki pengaturan tegangan adalah dengan regulator Selama Vin lebih besar daripada Vz, dioda bekerja pada daerah 14. (zener, breakdown) Pada regulator zener, perubahan arus beban menghasilkan perubahan arus zener tetapi bukan perubahan tegangan zener. Agar regulator zener dapat menjaga tegangan outputnya konstan, disitu harus selalu ada arus pada semua tegangan sumber dan arus beban. 15. (zener) Clipper positip menghilangkan bagian kombinasi menghilangkan bagian positif dan
dari sinyal datang. Clipper dari setengah siklus.
16. (positif,negatif) Clamper positip menggeser sinyal secara vertikal, sehingga puncak negatif secara ideal jatuh pada
Detector puncak ke puncak adalah gabungan rangkaian positif dan detektor puncak positif.
17. (0 V,clamper) Sumber yang dikopel secara positif akan menyebabkan clamping yang tak diinginkan jika bebannya tak seimbang. Untuk mencegah clamping yang tak diinginkan, kita dapat tambahkan resitor kembalinya dc
Soal-soal 5-1 Tegangan jala-jala biasanya 120 V efektif tetapi mungkin turun sampai 105 V efektif atau naik sampai 125 V efektif. Hitung harga puncak untuk tiap harga puncak untuk tiap harga ekstrim tersebut. 5-2 Transformator pada Gambar 5-37a mempunyai perbandingan lilitan N1 : N2 = 4:1. Berapakah tegangan puncak pada resistansi beban? Tegangan rata-rata? Arus rata-rata melalui resistansi beban? 5-3 Jika transformator pada gambar 5-37a mempunyai perbandingan lilitan 2:1, berapakah arus beban puncak? Arus beban dc? 5-4 Rating dioda Io adalah arus rata-rata yang telah disearahkan di mana dioda dapat menahan tanpa rusak. Misalnya IN4002 mempunyai rating Io = 1A, berarti arus yang disearahkan dapat mempunyai harga dc sampai 1 A. Inilah beberapa dioda beserta ratingnya : (a)
1N914
: Io = 50 mA.
(b)
1N3070 : Io = 100 mA.
(c)
1N4002 : Io = 1 A.
(d)
1N1183 : Io = 35 A
Jika pada Gambar 5-37a perbandingan lilitan 1 : 1, dari data di atas, tipe dioda yang manakah yang dapat digunakan ?
5-5 Rating dioda Vrwm adalah rating PIV suatu dioda; tanda RWM bearti reverse working maximum (maksimum kerja reverse). Sebagai contoh, 1N4002 mempunyai VRWM = 100 V; oleh sebab itu ia dapat menahan PIV 100 V. Inilah beberapa dioda beserta rating VRWM nya : (a) 1N914
: Vrwm = 20 V.
(b) 1N1183 : Vrwm = 50 V. (c) 1N4002 : Vrwm = 100 V. (d) 1N3070 : Vrwm = 175 V. Diketahui perbandingan lilitan 2 : 1 dalam Gambar 5-37a, berapakah PIV dari dioda? Yang manakah dari tipe dioda di atas dapat digunakan? 5-6 Dalam Gambar 5-37b, perbandingan lilitan 3 : 1. Berapakah tegangan beban puncak? Tegangan beban dc? Arus beban dc?
5-7 Jika pada gambar 5-37b perbandingan lilitan 1 : 1, dioda manakah yang terdaftar pada soal 5-4 dan 5-5 mempunyai rating Io dan VRWM yang cukup digunakan ? 5-8 Pada Gambar 5-37b perbandingan lilitan 2 : 1. Dioda yang manakah pada soal 5-4 dan 5-5 rating yang cukup digunakan ?
5-9 Dalam Gambar 5-37b diberikan perbandingan lilitan 3 : 1, hitunglah arus beban dc dan PIV pada setiap dioda. Berapakah arus rata-rata yang diserahkan yang mengalir melalui setiap dioda ? 5-10 Jika dalam Gambar 5-38a perbandingan lilitan 4 : 1, berapakah tegangan beban dc? Arus beban dc? PIV pada setiap dioda?
5-11 Dalam Gambar 5-38a perbandingan lilitan 2 : 1. Berapakah arus beban dc? Arus dc yang melalui setiap dioda? PIV pada setiap dioda? 5-12 Dalam Gambar 5-38b, perbandingan lilitan 3 : 1. Berapakah tegangan beban dc? Arus beban dc? Arus dc yang melalui setiap dioda? PIV pada setiap dioda? 5-13 Dioda pada Gambar 5-38a mempunyai rating Io = 150 mA dan rating Vrwm = 75 V. Cukupkah diodadioda ini jika perbandingan lilitannya 3 : 1 ? 5-14 Jika dioda pada Gambar 5-38b mempunyai rating Io = 0,5 A dan rating Vrwm = 50 V, cukupkah mereka dengan perbandingan lilitan 2 : 1 ? 5-15 Choke pada Gambar 5-39 mempunyai resistansi dc 40 , berapakah tegangan beban dc jika sinyal gelombang penuh yang masuk ke dalam choke mempunyai harga puncak 25 V? 5-16 Sinyal gelombang penuh mempunyai harga puncak 35 V pada input choke dalam Gambar 5-39. Berapakah ripple outputnya? Jika choke mempunyai resistansi dc 40 , berapakah tegangan output dc ? 5-17 Hitunglah induktansi kritis untuk gambar 5-39. Jika saklar terbuka, berapakah harga induktansi kritis? (Catatan: resistor pembuang selalu dalam rangkaian, apakah resistansi beban tearkhir di hubungkan ataupun tidak. Resistor pembuang memperbaiki pengaturan tegangan dan mengosongkan kapasitor jika daya dimatikan).
5-18 Dalam Gambar 5-38 tegangan sekunder maksimum 20 V. Berapakah faktor ripple pada output? 5-19 Penyearah puncak jembatan mempunyai tegangan output dc 80 V dengan faktor ripple 5%. Berapakah ripple output? 5-20 Output dc dari penyearah puncak jembatan adalah 30 V, dan faktor ripple 2%. Berapakah tegangan ripple ? 5-21 Penyearah puncak jembatan mempunyai tegangan output puncak 25 V. Jika konstanta waktu RlC = 120 ms, berapakah tegangan ripple ? 5-22 Dalam Gambar 5-40a, tegangan sekunder mempunyai harga maksimum 30 V. Berapakah tegangan beban dc jika C = 220 µF ? Ripple efektif ripple ?
5-23 Gambar 5-40b adalah split supply ( pencatu terbagi). Karena tap-tengah yang ditanahkan, tegangantegangan outputnya sama dan polaritasnya berlawanan. Berapakah tegangan output dc untuk V2 (puncak) = 25 V dan C = 500 µF ? tegangan ripple ? Faktor ripple ? 5-24 Pilihlah kapasitor yang memenuhi spesifikasi berikut dalam Gambar 5-40a: VDC = 40 V, Vr = 1 V dan RL = 2 k . 5-25 Kita inginkan faktor ripple 2% dalam Gambar 5-40b. Berapakah besarnya C ? 5-26 Penyearah puncak tap tengah mempunyai data sebagai berikut: Vm = 15 V, =0,7 V, N2/N1 = 1/3 R1 = 6 R 2 = 1,5 dan rb = 1 . Hitunglah VTH dan RTH. 5-27 Dalam Gambar 5-40a. Rth = 8 , C = 100 µF, VM = 20 V dan = 0,7V. Berapakah tegangan output dc ? Faktor ripple ? Ripple efektif ? 5-28 Dalam Gambar 5-40b, RTH = 16 , C = 100 µF, V2 (puncak) = 30 V dan = 0,7 V. Berapakah tegangan output dc ? Faktor ripple ? (petunjuk: Split supply ini berlaku sepeti dua penyerah tap tengah yang berpolaritas berlawanan).
5-29 Dalam Gambar 5-40a, C = 50 µF. Berapakah Vdc/Vth untuk resistansi sumber berikut ini : (a) RTH = 0 (b) RTH = 4 (c) RTH = 8 (d) RTH = 16 (e) RTH = 24 (f) RTH = 32 5-30 Dalam Gambar 5-40a RTH = 8 . Untuk mendapatkan VDC/VTH = 0,85 Berapakah harga C yanng kita perlukan ? 5-31 Jika RTH = 4 dalam Gambar5-40b, berapakah besarnya C agar diperoleh faktor ripple 10%? (petunjuk: split-supply ini berlaku seperti dua penyearah tap-tengah). 5-32 Resistansi sentak dalam Gambar 5-41 adalah 10 . Jia VM = 35 V, berapakah harga maksimum yang mungkin dari arus sentak puncak ?
5-33 Input ke filter RC dua seksi pada Gambar 5-41 adalah VDC = 20 V dan Vr= 0,04 V. Berapakah tegangan output dc dan ripple efektif ? 5-34 Untuk memperoleh pelemahan 400 dengan filter RC, berapakah konstanta waktu RC untuk filter satuseksi? Filter dua-seksi? Filter tiga seksi? 5-35 Dalam Gambar 5-41, VM = 12 V dan = 0,7 V. Jika RTH = 0, berapakah tegangan output dc? Ripple output efektif ? 5-36 Untuk memperoleh pelemahan 1000 dengan filter LC, berapakah harga LC(C dalam mikrofarad? Untuk filter dua seksi? Filter tiga-seksi? 5-37 Input ke filter LC pada Gambar 5-42 adalah V DC = 15V dan Vr = 0,54 V.Setiap choke mempunyai resistansi d 20 . Berapakah tegangan output dc? Ripple output efektif ? 5-38 Penyearah puncak mempunyai tegangan output dc tak dibebani sebesar 45 V. Erapakah pengaturan teganganya jika tegangan output dc 35 V pada beban penuh ? 5-39 Pencatu daya mempunyai kurva pengaturan seperti ditunjukkan dalam Gambar 5-43a. Berapakah pengaturan tegangan dari pencatu daya ini ? Berapakah R L(min) ?
5-40 Gambar 5-43b adalah kurva pengaturan dari pencatudaya.Berapaka h VR untuk pencatu ini? Berapakah RL(min) ? 5-41 Pencatu daya mempunyai VR = 1%. Jika tegangan tanpa beban 20 V, berapakah tegangan pada beban penuh ? 5-42 Dalam Gambar 5-44a, berapakah tegangan tanpa beban jika RL tak berhingga ? PIV pada setiap dioda? 5-43 Dalam Gambar 5-44b RL tak berhingga. Berapakah tegangan tanpa beban ? PIV pada setiap dioda ? 5-44 Dalam Gambar 5-44c diberikan RL tak berhingga, berapakah tegangan beban? PIV pada setiap dioda? Tegangan pada setiap kapasitor ? 5-45 Voltage quadrupler mempunyai tegangan tanpa beban 3000V. Jika tegangan beban penuhnya 2200 V, berapakah VR ? 5-46 Dalam Gambar 5-45a, berapakah kira-kira arus zener untuk setiap resistansi beban ini : (a) RL = 100 k (b) RL = 10k (c) RL = 1k
5-47 Untuk menjaga arus zener lebih besar dari nol pada Gambar 5-45a, berapakah resistansi beban minimum yang diizinkan ? 5-48 Pada Gambar 5-45a RL dapat berubah dari tak berhingga sampai 10k . Jika Zz= 10 ,berapakah harga minimum dan maksimum dari Vout? Berapakah VR ? 5-49 In1594 pada Gambaar 5-45b mempunyai Vz = 12 V dan Zz = 1,4 . Secara ideal, berapakah tegangan beban? Berapakah besarnya, jika digunakan aproksimasi kedua?
5-50 Data yang sama dengan soal yang di atas, kecuali Vin berubah dari 30 V sampai 40 V. Dengan aproksimasi kedua, berapakah tegangan beban? 5-51 Data yang sama seperti soal 5-49, kecuali resistansi beban bisa berubah dari tak berhingga sampai 500 . Berapakah VR secara ideal? Dengan aproksimasi kedua ? 5-52 Regulator zener mempunyai Vz = 15 V. Vin bisa berubah dari 22 sampai 40 V. RL bisa berubah dari 1 sampai 50 k . Agar pengaturan dapat baik untuk seluruh kondisi, berapakah harga maksimum dari resstor pembatas seri?
