MAKALAH
KOMPONEN
ELEKTRONIKA
(
Dioda Step Recovery )
Nama Kelompok :
1.
M. Samsul Maarif ( 135514033 )
2.
Mala Iklimah ( 135514035 )
Kelas
:
PTE
/ ELKOM A 2013
UNIVERSITAS
NEGERI SURABAYA
FAKULTAS
TEKNIK
JURUSAN
TEKNIK ELEKTRO
2014
DAFTAR ISI
Daftar Isi.................................................................................................................................. 1
Bab I Pendahuluan................................................................................................................... 2
1.1 Latar Belakang ......................................................................................................... 2
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................................... 3
1.3 Tujuan ................................................................................................................... 3
Bab II Pembahasan ................................................................................................................. 2
2.1
Dioda ....................................................................................................................... 4
2.1.1
Pengertian Dioda ........................................................................................... 4
2.1.2
Fungsi Dioda ................................................................................................. 5
2.1.3
Menguji Dioda ............................................................................................... 6
2.2
Dioda Step Recovery ............................................................................................... 7
2.2.1
Pengertian ...................................................................................................... 7
2.2.2
Langkah Kerja ............................................................................................... 8
2.2.3
Ciri-ciri ........................................................................................................... 9
2.2.4
Manfaat .......................................................................................................... 13
Bab III Penutup ...................................................................................................................... 14
3.1
Kesimpulan .............................................................................................................. 14
Daftar Pustaka.......................................................................................................................... 16
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Di
dalam kehidupan sehari-hari , kini Kita sudah tidak asing lagi dengan berbagai
macam teknologi yang merupakan gabungan dari komponen-komponen elektronika.
Misalnya dirumah kita sering menggunakan alat-alat elektronika seperti
menyalakan televisi dengan remote, menyalakan kipas angin dengan menekan
tombolnya , mendengarkan radio , berkomunikasi dengan handphone. Di
gedung-gedung serta mal juga menggunakan tegnologi yang menggunakan komponen
elektronika seperti sensor yang dipasang di depan pintu yang dapat terbuka
otomatis jika dilewati orang. Selain dirumah-rumah , di pabrik juga
memanfaatkan komponen elektronika untuk menyusun alat-alat didalam pabrik
tersebut contohnya mesin-mesin perakit otomatis dalam pabrik, juga penggunaan
beberapa komponen yang bisa menjadi pengali frekuensi sehingga dapat menekan
kerugian didalam sebuah pabrik . Dari semua uraian diatas kita dapat membuktikan bahwa pada
zaman sekarang ini kita tidak akan lepas dari perangkat yang menggunakan elektronika sebagai dasar
teknologinya. Didalam perangkat elektronika tersebut tentunya terdapan komponen
penting yang menunjang kinerja dari perangkat elektronika tersebut. Salah satu
komponen yang penting didalam rangkaian perangkat tersebut adalah dioda.
Diode merupakan salah satu komponen
elektronika yang sering digunakan dalam berbagai macam alat elektronik.
Komponen ini sering digunakan karena selain sebagai penyerah diode juga
memiliki fungsi lain tergantung jenis yang digunakan. Makalah ini akan
menjelaskan salah satu jenis diode yang sering digunakan sebagai peningkat
frekuensi yaitu diode step recovery.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar
belakang di atas , terkait dengan pembahasan tentang Dioda Step Recovery
, maka penulis dapat merumuskan permasalahan pokok yaitu :
a.
Apa yang
dimaksud dengan diode ?
b.
Apa yang
dimaksud dengan diode step recovery ?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dalam pembuatan makalah ini adalah :
a. Dapat memahami Pengertian dari Dioda.
b. Dapat mengetahui arti dari diode step recovery.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Dioda
2.1.1 Pengertian Dioda
Dioda pada umumnya merupakan
komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyearah (rectifier) untuk
mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC). Dioda menjadi
sangat penting karena hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus
searah (DC). Kata dioda berasal dari pendekatan kata yaitu dua elektroda yang
mana (di berarti dua) mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda.
Anoda digunakan untuk polaritas positif dan katoda untuk polaritas negatif.
Dioda adalah semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N. Sifat
dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus
pada tegangan balik.
Dioda dibuat dari silikon. Silikon adalah bahan yang
tidak bisa bersifat sebagai penghantar (konduktor) namun tidak pula sebagai
penyekat (isolator) , oleh sebab itu diode disebut sebagai semikonduktor.
Sejumlah kecil zat dicampurkan ke dalam silikon untuk memberikan sifat-sifat
khusus diode ke bahan ini. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0.6V sedangkan
dioda germanium 0.3V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu
tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse,
frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025V setiap
kenaikan 1 derajat dari suhu normal. Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa
dipakai untuk fungsi-fungsi sebagai berikut:
o
Penyearah sinyal AC
o
Pemotong level
o
Sensor suhu
o
Penurun tegangan
o
Pengaman polaritas terbalik pada DC input
Contoh dioda
jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148 (500mA).
Diode dikemas di dalam sebuah kapsul kecil yang
terbuat dari kaca atau plastic.kemasan ini memiliki dua kawat terminal. Adanya
cincin pada badan diode yang mengindikasikan terminal mana yang merupakan
katoda.
Gambar 1 Dioda
2.1.2 Fungsi Dioda
1.
Penyearah, contoh : dioda bridge. (yang akan
dijelaskan)
2.
Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda
zener.
3.
Pengaman /sekering.
4.
Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk
memangkas/membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan
tertentu.
5.
Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan
komponen DC kepada suatu sinyal AC.
6.
Pengganda tegangan.
7.
Sebagai indikator, yaitu LED (light emiting diode).
8.
Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power
amplifier.
9.
Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo.
10.
Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator),
yaitu dioda varactor.
2.1.3 Menguji Dioda
Dioda ini dapat diuji kondisinya secara sederhana dan
ada beberapa cara pengujiannya, yaitu :
1. Pengujian dengan Multitester (Ohmeter)
Untuk itu diperlukan sebuah multitester atau sebuah
ohmmeter analog/ digital. Multitester atau Avometer Analog mempunyai fasilitas
pengukur hambatan (ohmmeter) dimana jenis ohmmeter yang digunakan biasanya
ohmmeter-seri, dimana secara konstruksi polaritas batere yang terpasang dalam
meter berlawanan polaritas dengan terminal ukurnya. Atau dengan perkataan lain,
terminal positip meter adalah mempunyai polaritas negatip batere, sebaliknya
terminal negatip meter mempunyai polaritas positip batere.
Dengan demikian guna menguji sebuah dioda dengan
menggunakan Avometer prinsipnya adalah sebagai berikut :
1. Anda
posisikan Avometer pada posisi ohm dengan skala rendah.
2. Tentukan
terlebih dahulu elektroda anoda dan katoda dari dioda tersebut.
3. Hubungkan
terminal + (positip) meter dengan Anoda dari dioda yang akan ditest sedangkan
terminal – (negatip) meter dengan Katoda dioda. (hubungan ini adalah reverse).
4. Dalam posisi
semacam ini, jika dioda masih baik, maka jarum meter tidak akan bergerak. Namun
jika dalam posisi ini jarum bergerak, maka dapat dikatakan dioda terhubung
singkat (rusak).
5. Ulangi langkah
2 diatas dengan polaritas sebaliknya, dimana Anoda dihubungkan dengan negatip
meter dan Katoda dengan positip meter. (hubungan ini adalah forward).
6. Dalam posisi
semacam ini, jika dioda masih baik, maka jarum meter akan bergerak. Namun jika
dalam posisi ini jarum meter tidak bergerak, maka dapat dikatakan dioda putus
(rusak).
Gambar 2 Pengujian Dioda dengan
Multitester
2. Pengujian
dengan Continous Tester
3. Pengujian
dengan batere + lampu pijar
4. Pengujian
dengan batere + loudspeaker
2.2 Dioda Step Recovery
2.2.1
Pengertian
Langkah pemulihan diode atau SRD adalah bentuk semikonduktor dioda yang dijadikan penyimpan muatan. Selama
diberi arus forward , diode mengalirkan arus, tetapi jika diberi arus reserve
terjadilah langkah penutupan, arus reserve dibuat nol, diode tiba-tiba dibuat
terbuka, dan diode ini sering disebut diode snap. Komponen ini tidak seperti
bentuk-bentuk lain dari dioda semikonduktor, tetapi dapat sangat berguna dalam
banyak aplikasi frekuensi radio microwave. Diode ini sering digunakan untuk
rangkaian pulsa dan digital , untuk meningkatkan pulsa dengan cepat. Selain
itu, diode ini digunakan untuk sejumlah aplikasi dalam microwave elektronik
frekuensi radio sebagai generator pulsa atau penguat parametric.
Dengan
mengurangi tingkat doping dekat junction pabrik dapat membuat dioda
step-recovery piranti yang memanfaatkan penyimpanan muatan. Selama konduksi
forward dioda berlaku seperti dioda biasa dan bila dibias riverse diode ini
konduksi sementara lapisan pengosongan sedang diatur dan kemudian tiba-tiba
saja arus riverse menjadi nol. Dalam keadaan ini seolah-olah dioda tiba-tiba
terbuka menjepret (snaps open) seperti saklar, dan inilah sebabnya kenapa diode
step-recovery sering kali disebut dioda snap. Dioda step-recovery digunakan
dalam rangkaian pulsa dan digital untuk menghasilkan pulsa yang sangat
cepat. Snap-off yang tiba-tiba dapat menghasilkan pensaklaran on-off kurang
dari 1 ns. Dioda khusus ini juga digunakan dalam pengali frekuensi.
Sebagai
pengganda, dioda step recovery langkah dapat memiliki cut-off frekuensi dari
200 sampai 300 GHz. Hal ini membuat komponen ini digunakan sebagai perangkat
kunci dalam pengganda beroperasi pada frekuensi hingga 10 GHz .
Gambar 3 Dioda Step Recovery
2.2.2
Langkah
Kerja Dioda Step Recovery
Langkah kerja diode
digunakan sebagai pergantian pengendalian muatan. Ketika dioda bias maju dan
muatan masuk, maka diode step recovery tampak sebagai dioda normal dan bekerja
dengan cara yang sama. Ketika dioda beralih dari depan konduksi untuk
membalikkan cut-off, arus mengalir terbalik secara singkat sebagai yang
tersimpan muatan akan dihapus. Ketika semua muatan dihapus maka secara cepat
akan mati atau terkunci off. Ini adalah kecuraman dengan yang tidak lagi
dimiliki oleh arus balik yang memungkinkan SRD yang akan digunakan untuk
pembangkit pulsa microwave dan juga untuk gelombang pembentuk.
Untuk menjelaskan hal
ini secara lebih rinci, dalam kondisi bias maju yang normal dioda akan
melakukannya secara normal. Kemudian jika dioda cepat membalikkan bias itu maka
akan mengalami impedansi rendah, biasanya kurang dari satu ohm. Setelah muatan
yang disimpan dalam perangkat habis, impedansi akan sangat tiba-tiba meningkat
menjadi impedansi terbalik normal yang akan sangat tinggi. Transisi ini terjadi
sangat cepat, biasanya baik di bawah nanodetik.
Proses ini memungkinkan
dioda melakukan langkah pemulihan yang akan digunakan dalam pembentukan pulsa
gelombang. Gelombang yang memilki harmonic yang tinggi dari sinyal menghasilkan
gelombang berulang memungkinkan mereka untuk digunakan sebagai generator yang
mengkombinasikan frekuensi harmonik berhubungan yang dihasilkan.
2.2.3
Ciri-ciri Dioda Step Recovery
Step
recovery Diode adalah dua terminal P-I-N junction yang mana karakteristik DC
hampir sama seperti p-n junction diode , tapi karakter switching sangatlah
berbeda. Karakteristik dynamic Step Recovery Dioda sangatlah penting untuk
pergantian aplikasi rangkaian.
a. Karakteristik
Ideal Dynamic Dioda Step Recovery
Ciri yang
membedakan dari diode step recovery yang paling tajam adalah di dalam sambungan
impedansinya ada sebuah penyimpanan muatan secara internal. Pernyimpanan muatan
tersebut sebagai hasil dari pengkombinasian kembali dari oeprasi pemasukan
sambungan di bawah kondisi bias. Penyimpanan muatan dibawah bias balas dapat
diperoleh dari perubahan persamaan muatan :
I(t) = + untuk (Q>0)
Dimana :
i = total arus
Q = perubahan muatan
= perubahan waktu diode
Untuk perubahan yang konstan ,
perubahan muatannya adalah :
QF =IF(1-)
Dimana :
Qf = simpanan muatan dari arus
maju
If = perubahan arus maju
Tf = panjan waktu arus maju yang
digunakan If
Jika tf adalah panjang
perbandingan dari , maka :
Qf If.
Jika panjang perubahan arus sekarang
digunakan untuk menarik cadangan perubahan, waktu yang diperlukan untuk
melakukannya adalah :
= In
Dimana :
Ts = waktu yang dibutuhkan untuk merubah
simpanan pada If
IR= arus cadangan
Seperti sebelumnya , jika tf panjang
waktu dibandingkan dengan .
Gambar
4 Jalur Diode Step Recovery
Gambar
5 Rangkaian Dioda Step Recovery
Ini
adalah hubungan singkat untuk merubah jalur dari sebuah diode step recovery dan
sangat berfungsi untuk membuat bentuk serta analisis rangkaian diode step
recovery. Banyak dari rangkaian diode step recovery mengalami << 1.
Gambar
6 Tes Rangkaian Dioda Step Recovery
Gambar
diatas menjelaskan rangkaian dasar yang menggunakan diode , ini menunjukkan
pulsa yang bergerak tajam.
2.
Karakteristik Actual Dynamic Dioda Step Recovery
Gambar keluaran
gelombang pada gambar 6 ( c ) adalah
salah satu contoh dari sebuah diode step recovery yang ideal. Ketika diode step
recovery digunakan , maka tampilan dari diode karakteristik actual dinamik
secara rangkaian dan hasil operasinya akan berbentuk sepeti gambar 7 ( b ).
Gambar
7 Karakteristik Ideal diode dam Practical Diode
2.2.4
Manfaat Dioda Step Recovery
1.
Dimanfaatkan sebagai penyimpan muatan.
2.
Penghasil pulsa yang sangat cepat.
3.
Menghasilkan pensaklaran on-off <1 ns.
4.
Digunakan sebagai pengali frekuensi.
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Dari penjelasan bab sebelumnya , Kita
dapat mengambil kesimpulan diode adalah komponen elektronika yang sangat
bermanfaat, terutama komponen diode step recovery. Diode step recovery
merupakan senjata yang berguna bagi para insinyur dalam membuat suatu alat yang
dapat meningkatkan fungsi rangkaian
pulsa dan digital untuk menghasilkan pulsa yang sangat cepat. Selain itu ,
dioda step recovery ini dapat menghasilkan pensaklaran on-off kurang dari 1 ns.
Dioda khusus ini juga digunakan dalam pengali frekuensi.
DAFTAR
PUSTAKA
Bishop , Owen.
2004. Dasar-dasar Elektronika.
Jakarta : Erlangga.
Lowenberg ,
Edwin C. 1995. Rangkaian Elektronik Edisi
SI (Metric). Jakarta : Erlangga.
M. , Zuhal. 2004. Prinsip Dasar Elektronik. Jakarta :
Gramedia.