dioda step recovery

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 :

Q_F =I_F(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.