diodePower supply adalah sebuah perangkat yang memasok listrik energi untuk satu atau lebih beban listrik . Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang mengubah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun juga dapat merujuk ke perangkat yang mengkonversi bentuk energi lain (misalnya, mekanik, kimia, solar) menjadi energi listrik. Sebuah catu daya diatur adalah salah satu yang mengontrol tegangan output atau arus ke nilai tertentu, nilai dikendalikan diadakan hampir konstan meskipun variasi baik dalam arus beban atau tegangan yang diberikan oleh pasokan energi's sumber daya. Setiap pasokan listrik harus mendapatkan pasokan energi untuk memuat-nya, juga setiap energi yang mengkonsumsi sambil melakukan tugas itu, dari sumber energi. Tergantung pada desainnya, pasokan listrik dapat memperoleh energi dari:y y y y

sistem transmisi energi listrik. Contoh umum ini meliputi pasokan listrik yang mengkonversi AC tegangan line untuk DC tegangan. Penyimpanan energi perangkat seperti baterai dan sel bahan bakar . Elektromekanis sistem seperti generator dan alternator . Solar power .

Power supply bisa diimplementasikan sebagai berdiri, sendiri perangkat diskrit atau sebagai perangkat integral yang bawaan untuk me-load-nya. Dalam kasus terakhir, misalnya, tegangan rendah DC pasokan listrik biasanya terintegrasi dengan beban mereka di perangkat seperti komputer dan elektronik rumah tangga. Kendala yang sering mempengaruhi pasokan listrik meliputi:y y

y y y

Jumlah tegangan dan arus mereka dapat memasok. Berapa lama mereka dapat pasokan energi tanpa perlu beberapa jenis pengisian bahan bakar atau mengisi ulang (berlaku untuk pasokan listrik yang menggunakan sumber energi portabel). Bagaimana tegangan output stabil atau saat berada di bawah kondisi beban yang bervariasi. Apakah mereka menyediakan energi terus menerus atau berdenyut.

[ sunting ] Pasokan daya jenisPasokan daya untuk perangkat elektronik dapat secara luas dibagi menjadi pasokan listrik linier dan switching. Pasokan linear biasanya desain yang relatif sederhana, tetapi menjadi semakin besar dan berat untuk peralatan tinggi saat ini karena kebutuhan untuk transformer induk-frekuensi besar dan regulasi sirkuit panas-sinked elektronik. regulator tegangan linier menghasilkan tegangan output diatur melalui suatu pembagi tegangan aktif yang mengkonsumsi energi, sehingga efisiensi rendah. Sebuah pasokan beralih-mode dari peringkat yang sama sebagai suatu sumber linier akan lebih kecil, biasanya lebih efisien, namun akan lebih kompleks.

[ sunting ] BateraiSebuah baterai adalah sebuah alternati untuk sebuah di erasikan power suppl line; [1] itu tidak tergantung pada ketersediaan listrik utama, cocok untuk peralatanportabel dan digunakan di lokasi tanpa daya listrik. baterai terdiri dari sel elektrokimia yang terhubung secara seri untuk memberikan tegangan yang diinginkan. Baterai mungkinprimer (mampu memasok arus ketika dibangun, dibuang ketika dikeringkan) atau sekunder ( isi ulang , dapat diisi, digunakan, dan diisi ulang berkali kali) Sel primer pertama yang digunakan adalah karbon-seng sel kering. [1] Ia memiliki tegangan 1,5 volt ; jenis baterai kemudian telah diproduksi, jika mungkin, untuk memberikan tegangan yang sama per sel. Karbon-seng dan sel yang terkait masih digunakan, tetapi baterai alkaline memberikan lebih banyak energi per satuan berat dan diguna secara luas. Tegangan kan baterai yang paling sering digunakan adalah 1.5 (1 sel) dan 9V (6 sel). Berbagai teknologi baterai isi ulang yang digunakan. enis yang paling umum digunakan adalah NiMH , dan lithium ion dan variannya.

[ sunting ] power suppl DC

Yang dibuat linier listrik rumah (digunakan di sini untuk daya radio amatir tetap) Sebuah AC bertenaga listrik yang tidak diatur biasanya menggunakantransformator untuk mengkonversi tegangan dari stopkontak di dinding (induk) ke tegangan, saat inibiasanya lebih rendah, berbeda. ika digunakan untuk menghasilkanDC , sebuah penyearah digunakan untuk mengkonversi tegangan bolak menjadi tegangan langsung berdenyut, diikuti oleh sebuah filter , yang terdiri dari satu atau lebih kapasitor , resistor , dan kadang-kadang induktor , untuk menyaring (halus) sebagian besar pulsasi tersebut. Sebuah sisa kecil yang tidak diinginkan tegangan bolak komponen pada listrik atau dua kali listrikfrekuensi daya (tergantung pada apakah setengah atau gelombang perbaikan penuh digunakan)- riak -tidak terlepas ditumpangkan pada tegangan keluaran langsung. Untuk tujuan seperti pengisian baterai riak tidak masalah, dan tidak diatur sederhana bertenaga listrik DC power supply rangkaian terdiri dari sebuah transformator mengemudi satu dioda seri dengan sebuah resistor . Sebelum pengenalan -negara padat elektronik , peralatan yang digunakan katup (tabung vakum) yang diperlukan tegangan tinggi; daya perlengkapan langkah transformer, -up rectifier, dan filter untuk menghasilkan satu atau lebih tegangan langsung dari beberapa

ratusan volt, dan rendah bolak tegangan filamen. Hanya peralatan paling canggih digunakan mahal dan besar pasokan listrik diatur.

[ sunting ] catu daya ACCatu daya AC biasanya mengambil tegangan dari stopkontak (pasokan listrik, sering 230V di ropa) dan menurunkan ke tegangan yang diinginkan(misalnya 9vac). Serta menurunkan tegangan beberapa penyaringan mungkin terjadi. Contoh penggunaan catu daya AC powering efek pedal gitar tertentu (misalnya Digitech Whammy pedal) meskipun lebih umum untuk efek pedal membutuhkan DC.

[ sunting ] diatur power supply LinearTegangan yang dihasilkan oleh power supply yang tidak diatur akan bervariasi tergantung pada beban dan variasi tegangan suplai AC. Untuk aplikasi elektronik kritis sebuahregulator linier dapat digunakan untuk mengatur tegangan ke nilai yang tepat, stabil terhadap fluktuasi tegangan masukan dan beban. Regulator ini juga sangat mengurangi riak dankebisingan di output arus searah. regulator linier sering memberikan saat ini membatasi, melindungi catu daya dan sirkuit yang terpasang dari arus lebih. Adjustable pasokan daya linear adalah laboratorium layanan umum dan peralatan toko pengujian, sehingga tegangan output akan disesuaikan dari berbagai. Sebagai contoh, sebuah power supply bangku yang digunakan oleh desainer sirkuit bisa disesuaikan hingga 30 volt dan sampai 5 ampere output. Beberapa dapat digerakkan oleh sinyal eksternal, misalnya, untuk aplikasi yang memerlukan output berdenyut. [ edit ] AC / DC supply Artikel utama: AC / DC (listrik) Di masa lalu, listrik listrik disediakan sebagai DC di beberapa daerah, AC di tempat lain. Transformers tidak dapat digunakan untuk DC, namun pasokan, listrik sederhana murah yang tidak diatur bisa dijalankan langsung dari listrik baik AC atau DC tanpa menggunakan sebuah transformator. Catu daya terdiri dari penyearah dan kapasitor filter . Ketika operasi dari DC, rectifier pada dasarnya konduktor, tidak berpengaruh, melainkan dimasukkan untuk memungkinkan operasi dari AC atau DC tanpa modifikasi.

[ sunting ]-mode power supply SwitchedArtikel utama: Switched-mode power supply

Sebuah komputer s 'modus diaktifkan unit suplai daya . A -mode power supply diaktifkan (SMP) bekerja pada suatu prinsip yang berbeda. masukan AC, biasanya pada tegangan listrik, diperbaiki tanpa menggunakan transformator listrik, untuk mendapatkan tegangan DC. tegangan ini kemudian dinyalakan dan dimatikan pada kecepatan tinggi dengan switching sirkuit elektronik, yang kemudian bisa lewat melalui frekuensi-tinggi , sehingga kecil, ringan, dan murah, trafo atau induktor. The duty cycle dari kuadrat meningkat gelombang output sebagai output meningkatkan kebutuhan daya. Switched-mode pasokan listrik selalu diatur. Jika SMP menggunakan frekuensitransformator-benar terisolasi tinggi, output akan elektrik terisolasi dari listrik, penting untuk keselamatan. Daya masukan mengiris terjadi pada kecepatan yang sangat tinggi (biasanya 10 k z - 1 M z). frekuensi tinggi dan tegangan tinggi di tahap pertama ini izin jauh lebih kecil transformer dan kapasitor smoothing daripada di power supply yang beroperasi pada frekuensi listrik, sebagai pemasok linier lakukan. Setelah sekunder transformator, AC lagi diperbaiki ke DC. Untuk menjaga agar tegangan keluaran konstan, power supply kebutuhan pengontrol umpan balik yang canggih untuk memantau arus yang ditarik oleh beban. SMPSs sering termasuk fitur keselamatan seperti saat ini membatasi atau sirkuit linggis untuk membantu melindungi perangkat dan pengguna dari bahaya. [2] Dalam hal suatu-arus daya menarik tinggi abnormal terdeteksi, pasokan switched-mode dapat mengasumsikan ini langsung pendek dan akan mati dengan sendirinya sebelum terjadi kerusakan yang dilakukan. Selama beberapa dekade PC pasokan listrik telah memberikan kekuatan yang baik sinyal ke motherboard yang tidak mencegah operasi pada saat tegangan suplai abnormal yang hadir. SMPSs memiliki batas mutlak pada output minimum mereka. [3] Mereka hanya mampu output di atas level daya tertentu dan tidak dapat berfungsi di bawah titik itu. Dalam kondisi tidak memuat frekuensi daya mengiris meningkat sirkuit untuk kecepatan tinggi, menyebabkan trafo terisolasi untuk bertindak sebagai kumparan Tesla , menyebabkan kerusakan karena tegangan yang dihasilkan sangat lonjakan daya tinggi. Switched -mode persediaan dengan sirkuit perlindungan secara singkat dapat menghidupkan tetapi kemudian tertutup ketika tidak ada beban telah terdeteksi. A-daya yang sangat kecil rendah dummy beban seperti daya resistor keramik atau-bola lampu 10 watt dapat dilampirkan untuk memasok untuk memungkinkan untuk berjalan tanpa beban yang terpasang. faktor Power telah menjadi isu terbaru yang menjadi perhatian bagi produsen komputer. pasokan mode daya Switched secara tradisional menjadi sumber harmonisa saluran listrik dan memiliki faktor daya yang sangat miskin. pasokan daya Banyak komputer yang dibangun dalam beberapa tahun terakhir ini sekarang termasuk faktor koreksi daya dibangun langsung ke dalam-modus pasokan diaktifkan, dan mungkin mengiklankan fakta bahwa mereka tawarkan 1,0 faktor daya. Dengan mengiris gelombang sinusoidal AC menjadi potongan-potongan diskrit sangat kecil, sebagian dari arus bolak terpakai tetap di garis kekuasaan sebagai paku yang sangat kecil listrik yang tidak dapat dimanfaatkan oleh motor AC dan hasil pemanasan limbah transformator power line. Ratusan modus diaktifkan pasokan listrik di sebuah gedung dapat menyebabkan kualitas daya yang buruk bagi pelanggan lain sekitarnya yang membangun, dan tagihan listrik yang tinggi bagi perusahaan jika mereka ditagih sesuai dengan faktor daya mereka di samping daya aktual yang digunakan. bank kapasitor Penyaringan mungkin

diperlukan pada kekuatan listrik bangunan untuk menekan dan menyerap efekefek faktor daya negatif [ rujukan? ].

[ sunting ] power supply Programmable

Programmable pasokan daya pasokan listrik Programmable memungkinkan untuk remote control dari tegangan output melalui sinyal input analog atau antarmuka komputer sepertiRS232 atau GPIB . Variabel sifat termasuk tegangan, arus, dan frekuensi (untuk unit AC output). Persediaan ini terdiri dari prosesor, tegangan / sirkuit pemrograman saat ini, shunt arus, dan tegangan / sirkuit membaca-kembali saat ini. Fitur tambahan dapat termasuk arus lebih, tegangan, dan perlindungan hubung singkat, dan kompensasi suhu. Programmable pasokan listrik juga datang dalam berbagai bentuk termasuk modular, papan -dipasang, dinding, lantai-mount atau atas bangku. pasokan listrik Programmable dapat menyediakan DC, AC, atau AC dengan DC offset. Keluaran AC dapat berupa fase-tunggal atau tiga-fasa. Single-fase ini umumnya digunakan untuk tegangan rendah, sementara tiga-tahap yang lebih umum untuk pasokan listrik tegangan tinggi. Programmable pasokan listrik yang sekarang digunakan di banyak aplikasi. Beberapa contoh termasuk pengujian peralatan otomatis, pertumbuhan kristal pemantauan, dan diferensial analisis termal . [4]

[ sunting ] Uninterruptible power supplyArtikel utama: Uninterruptible power supply Sebuah uninterruptible power supply (UPS) mengambil daya dari dua atau lebih sumber secara simultan. Hal ini biasanya didukung langsung dari listrik AC, sementara secara bersamaan pengisian baterai penyimpanan. Harus ada putus sekolah atau kegagalan listrik, baterai langsung mengambil alih sehingga beban tidak pernah mengalami gangguan. Skema tersebut dapat menyediakan listrik selama pengisian daya baterai sudah cukup, misalnya, dalam instalasi komputer, operator memberikan waktu yang cukup untuk efek shutdown sistem yang teratur tanpa kehilangan data. UPS lain skema dapat menggunakan mesin pembakaran internal atau turbin untuk terus menerus mensuplai listrik ke sistem secara

paralel dengan daya yang berasal dari AC. Generator mesin-driven biasanya akan pemalasan, tetapi bisa datang ke kekuatan penuh dalam hitungan beberapa detik untuk menjaga peralatan penting berjalan tanpa gangguan. Skema tersebut dapat ditemukan di rumah sakit atau kantor sentral telepon.

[ sunting ] tegangan power supply-Tinggitegangan tinggi mengacu pada output pada urutan ratusan atau ribuan volt. persediaan tegangan tinggi menggunakan setup linear untuk menghasilkan tegangan keluaran dalam rentang ini. Fitur tambahan yang tersedia on-tegangan pasokan tinggi dapat mencakup kemampuan untuk membalikkan output polaritas bersama dengan penggunaan pemutus sirkuit dan konektor khusus ditujukan untuk meminimalkan busur kebetulan kontak dan dengan tangan manusia. Beberapa persediaan memberikan input analog (yaitu 0-10V) yang dapat digunakan untuk mengontrol tegangan output, secara efektif mengubah mereka menjadi tegangan tinggi amplifier meskipun dengan sangat terbatas bandwidth .

[ sunting ] Tegangan penggandapengganda Tegangan, seperti namanya, adalah sirkuit dirancang untuk melipatgandakan tegangan input. Tegangan input mungkin dua kali lipat (Doubler tegangan), tiga kali lipat ( tripler tegangan ), empat kali lipat (quadrupler tegangan), dll Tegangan multiplier juga konverter daya. AC input diubah menjadi output DC yang lebih tinggi. Sirkuit ini memungkinkan tegangan tinggi diperoleh menggunakan sumber tegangan AC yang lebih rendah. Biasanya, pengganda tegangan terdiri dari rectifier setengah gelombang, kapasitor, dan dioda. Misalnya, tegangan tripler terdiri dari tiga rectifier setengah gelombang, tiga kapasitor, dan tiga dioda (lihat Cockcroft Walton Multiplier). Full-wave rectifier dapat digunakan dalam konfigurasi yang berbeda untuk mencapai tegangan lebih tinggi. Juga, baik konfigurasi paralel dan seri yang tersedia. Untuk pengganda paralel, tegangan peringkat yang lebih tinggi diperlukan pada setiap tahap perkalian berturut-turut, tetapi kapasitansi kurang diperlukan. Kemampuan tegangan batas kapasitor tegangan output maksimum. pengganda Tegangan memiliki banyak aplikasi. Sebagai contoh, pengali tegangan dapat ditemukan dalam item sehari-hari seperti televisi dan mesin fotokopi. Bahkan banyak aplikasi dapat ditemukan di laboratorium, seperti tabung sinar katoda, osiloskop, dan tabung photomultiplier. [5] [6]

[ sunting ] aplikasi Power supply[ sunting ] power supply KomputerArtikel utama: power supply Komputer Sebuah catu daya komputer modern adalah sebuah saklar dengan dan mematikan pasokan dirancang untuk mengkonversi listrik AC 110-240 V dari pasokan listrik, untuk beberapa output baik positif (dan historis negatif) DC tegangan dalam rentang + 12V,-12V, +5 V , +5

VBS dan 3,3 V. Generasi pertama dari catu daya komputer adalah perangkat linier, tetapi sebagai biaya menjadi faktor pendorong, dan berat badan menjadi penting, beralih modus pasokan hampir universal. Koleksi beragam tegangan output juga memiliki bermacam -macam persyaratan menarik saat ini, yang sulit untuk semua dipasok dari sumber beralih -mode yang sama. Akibatnya pasokan daya komputer paling modern sebenarnya terdiri dari beberap perlengkapan mode yang a berbeda diaktifkan, masing-masing hanya satu memproduksi komponen dan masing -masing tegangan dapat bervariasi output berdasarkan kebutuhan daya komponen, dan semua dihubungkan bersama-sama untuk menutup sebagai suatu kelompok dalamhal terjadi kondisi kesalahan.

[ sunting ] power supply WeldingArtikel utama: Welding power supply pengelasan Arc menggunakan listrik untuk melelehkan permukaanlogam untuk bergabung dengan mereka bersama-sama melalui peleburan . Listrik disediakan oleh power supply las, dan bisa berupa AC atau DC . pengelasan Arc biasanya membutuhkan arus tinggi biasanya antara 100 dan 350 amps . Beberapa jenis pengelasan dapat digunakan sebagai hanya 10 amps, sementara beberapa aplikasi pengelasan spot mempekerjakan arus setinggi 60.000 amp untuk waktu yang sangat singkat. pengelasan pasokan dayaLama terdiri dari transformator atau mesin mengemudi generator . baru-baru ini pasokan Lebih menggunakan semikonduktor dan mikroprosesor mengurangi ukuran dan berat.

[ sunting ] adaptor AC

Switched modus charger ponsel Artikel utama: adaptor AC Sebuah linier atau mode power supply-switched (atau dalam beberapa kasus hanya sebuah transformator) yang dibangun ke atas sebuah plug dikenal sebagai "pak plug", "plug-in adaptor", "blok adaptor", "listrik domestik adaptor "atau hanya" power adapter ". istilah Logat termasuk "kutil dinding" dan "bata kekuasaan". Mereka bahkan lebih beragam dari nama-nama mereka, seringkali dengan baik yang sama plug DC menawarkan tegangan yang berbeda atau polaritas , atau sebuah plug yang berbeda menawarkan tegangan yang sama. "Universal" adapter mencoba untuk menggantikan yang hilang atau rusak, menggunakan busi ganda dan pemilih untuk tegangan yang berbeda danpolaritas . Penggantian power supply harus sesuai dengan tegangan, dan pasokan setidaknya sebanyak sekarang sebagai, power supply asli.

Mahalnya unit AC kurang terdiri hanya dari kecil transformator , sementara DC adapter mencakup dioda beberapa tambahan. Apakah atau tidak beban terhubung ke adaptor listrik, trafo memiliki medan magnet terus menerus hadir dan biasanya tidak bisa sepenuhnya dimatikan kecuali dicabut. Karena mereka mengkonsumsi daya siaga , mereka kadang-kadang dikenal sebagai "vampir listrik" dan mungkin dihubungkan ke strip daya untuk memungkinkan mengubah mereka. Mahal switched-mode pasokan listrik bisa memotong bocor elektrolit-kapasitor, gunakan berdaya MOSF T , dan mengurangi frekuensi kerja mereka untuk mendapatkan seteguk energi sesekali kekuasaan, misalnya, jam, yang dinyatakan akan membutuhkanbaterai .

[ sunting ] perlindungan OverloadPasokan daya sering termasuk beberapa jenis perlindungan kelebihan yang melindungi catu daya dari kesalahan beban (misalnya, sirkuit pendek) yang mungkin menyebabkan kerusakan oleh overheating komponen atau, dalam kasus terburuk, api listrik.Sekering dan pemutus sirkuit adalah dua mekanisme yang umum digunakan untuk perlindungan yang berlebihan.[1]

[ sunting ] Sekeringsekering adalah sepotong kawat, sering dalam sebuah casing yang meningkatkan karakteristik listriknya. ika arus yang terlalu banyak, kawat menjadi panas dan mencair. Ini secara efektif memutus catu daya dari beban, dan peralatan berhenti bekerja sampai masalah yang menyebabkan overload yang diidentifikasi dan sekering diganti. Ada berbagai jenis sekering yang digunakan dalam pasokan listrik.y y y

pukulan cepat sekering pemadaman listrik seperti cepat karena mereka dapat sekering pukulan lambat mentolerir overload istilah yang lebih pendek kawat sekering link hanya sepotong kawat terbuka, dan memiliki karakteristik overload miskin dari gelas dan keramik sekering

Beberapa pasokan listrik menggunakan link kawat yang sangat tipis disolder di tempat sebagai sumbu.

[ sunting ] Circuit break

Prinsip Dioda - Dioda, Zenner

dan LED Written by Aswan amonangan Sunday, 18 January 2009 01:39 Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik. Dioda Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar 1 : Simbol dan struktur dioda Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Gambar 2 : dioda dengan bias maju Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.

Gambar 3 : dioda dengan bias negatif Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.

Gambar 4 : grafik arus dioda Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi. Zener Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya.

Gambar 5 : Simbol Zener Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias). LED LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 6 : Simbol LED Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah, kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong. Aplikasi Dioda banyak diaplikasikan pada rangkaian penyerah arus (rectifier) power suplai atau konverter AC ke DC. Dipasar banyak ditemukan dioda seperti 1N4001, 1N4007 dan lainlain. Masing-masing tipe berbeda tergantung dari arus maksimum dan juga tegangan breakdwon-nya. Zener banyak digunakan untuk aplikasi regulator tegangan (voltage regulator). Zener yang ada dipasaran tentu saja banyak jenisnya tergantung dari tegangan breakdwon-nya. Di dalam datasheet biasanya spesifikasi ini disebut Vz (zener voltage) lengkap dengan toleransinya, dan juga kemampuan dissipasi daya.

Gambar 7 : LED array LED sering dipakai sebagai indikator yang masing-masing warna bisa memiliki arti yang berbeda. Menyala, padam dan berkedip juga bisa berarti lain. LED dalam bentuk susunan

(array) bisa menjadi display yang besar. Dikenal juga LED dalam bentuk 7 segment atau ada juga yang 14 segment. Biasanya digunakan untuk menampilkan angka numerik dan alphabet.

DIODA 1. TEORI DASAR Dioda ialah jenis VACUUM tube yang memiliki dua buah elektroda. Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir J.A. Fleming (1849-1945) pada tahun 1904. Gambar 3.1 Struktur Dioda Struktur dan skema dari dioda dapat dilihat pada gambar di atas. Pada dioda, plate diletakkan dalam posisi mengelilingi katoda sedangkan heater disisipkan di dalam katoda. Elektron pada katoda yang dipanaskan oleh heater akan bergerak dari katoda menuju plate. Untuk dapat memahami bagaimana cara kerja dioda kita dapat meninjau 3 situasi sebagai berikut ini yaitu : 1. Dioda diberi tegangan nol 2. Dioda diberi tegangan negative 3. Dioda diberi tegangan positive 1. Dioda Diberi Tegangan Nol Gambar 3.2. Dioda Diberi Tegangan Nol Ketika dioda diberi tegangan nol maka tidak ada medan listrik yang menarik elektron dari katoda. Elektron yang mengalami pemanasan pada katoda hanya mampu melompat sampai pada posisi yang tidak begitu jauh dari katoda dan membentuk muatan ruang (Space Charge). Tidak mampunya elektron melompat menuju katoda disebabkan karena energi yang diberikan pada elektron melalui pemanasan oleh heater belum cukup untuk menggerakkan elektron menjangkau plate. 2. Dioda Diberi Tegangan Negative Gambar 3.3 Dioda Diberi Tegangan Negative Ketika dioda diberi tegangan negatif maka potensial negatif yang ada pada plate akan menolak elektron yang sudah membentuk muatan ruang sehingga elektron tersebut tidak akan dapat menjangkau plate sebaliknya akan terdorong kembali ke katoda, sehingga tidak akan ada arus yang mengalir. 3. Dioda Diberi Tegangan Positive

Gambar 3.4 Dioda Diberi Tegangan Positive Ketika dioda diberi tegangan positif maka potensial positif yang ada pada plate akan menarik elektron yang baru saja terlepas dari katoda oleh karena emisi thermionic, pada situasi inilah arus listrik baru akan terjadi. Seberapa besar arus listrik yang akan mengalir tergantung daripada besarnya tegangan positif yang dikenakan pada plate. Semakin besar tegangan plate akan semakin besar pula arus listrik yang akan mengalir. Oleh karena sifat dioda yang seperti ini yaitu hanya dapat mengalirkan arus listrik pada situasi tegangan tertentu saja, maka dioda dapat digunakan sebagai penyearah arus listrik (rectifier). Pada kenyataannya memang dioda banyak digunakan sebagai penyearah tegangan AC menjadi tegangan DC. 2. KARAKTERISTIK DIODA Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benarbenar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu. Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya : penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Di bawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah. PN

Anoda Katoda Sisi Positif (P) disebut Anoda dan sisi Negatif (N) disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional dimana arus mudah mengalir dari sisi P ke sisi N. Dioda terbagi atas beberapa jenis antara lain : Dioda germanium Dioda silikon Dioda selenium Dioda zener Dioda cahaya (LED) Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dansatu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju

sisi N. Simbol dan struktur dioda Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau menggunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N. Dioda dengan bias maju Sebaliknya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P. Dioda dengan bias negatif Tentu jawabannya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliranhole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta di atas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt di atas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (depletion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah di atas 0.7 volt. Kira-kira 0.3 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium. grafik arus dioda Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi. 3. ZENER Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan struktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya. Simbol Zener

Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias). 4. LED LED adalah singkatan dari Light Emitting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P juga melepaskan energi -N berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah gallium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Simbol LED Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang ada adalah warna merah, kuning dan hijau. LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam -macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong. LED terbuat dari berbagai material setengah penghantar campuran seperti misalnya gallium arsenida fosfida (GaAsP), gallium fosfida (GaP), dan gallium aluminium arsenida (GaAsP). Karakteristiknya yaitu kalau diberi panjaran maju, pertemuannya mengeluarkan cahaya dan warna cahaya bergantung pada jenis dan kadar material pertemuan. Ketandasan cahaya berbandinglurus dengan arus maju yang mengalirinya. Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah 1,6 sampai 2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, LED hijau 2,7 volt. Sedangkan tegangan terbaik maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 volt, LED kuning 5 volt, LED hijau 5 volt. LED mengkonsumsi arus sangat kecil, awet dan kecil bentuknya (tidak makan tempat), selain itu terdapat keistimewaan tersendiri dari LED itu sendiri yaitu dapat memancarkan cahaya serta tidak memancarkan sinar infra merah (terkecuali yang memang sengaja dibuat seperti itu). Cara pengoperasian LED yaitu : Selalu diperlukan perlawanan deretan R bagi LED guna membatasi kuat arus dan dalam arus bolak balik harus ditambahkan dioda penyearah. 5. DIODA BRIDGE. Untuk membuat penyearah pada power supply, di pasaran banyak terjual dioda bridge.Dioda ini adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan berbagai macam kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya. Gambar DIODA BRIDGE Banyak sekali penggunaan dioda dan secara umum dioda dapat digunakan antara lain untuk : 1. Pengaman

2. Penyearah 3. Voltage regulator 4. Modulator 5. Pengendali frekuensi 6. Indikator 7. Switch

6. DIODA KAPASIANSI VARIABEL Dioda Kapasiansi Variabel yang disebut juga dioda varicap atau dioda varactor. Sifat dioda ini ialah bila dipasangkan menurut arah terbalik akan berperan sebagai kondensator. Kapasitansinya tergantung pada tegangan yang masuk. Dioda jenis ini banyak digunakan pada modulator FM dan juga pada VCO suatu PLL (Phase Lock Loop). 7. APLIKASI Dioda banyak diaplikasikan pada rangkaian penyearah arus (rectifier) power suplai atau konverter AC ke DC. Di pasar banyak ditemukan dioda seperti 1N4001, 1N4007 dan lain-lain. Masing-masing tipe berbeda tergantung dari arus maksimum dan juga tegangan breakdown-nya. Zener banyak digunakan untuk aplikasi regulator tegangan (voltage regulator). Zener yang ada dipas aran tentu saja banyak jenisnya tergantung dari tegangan breakdown-nya. Di dalam datasheet biasanya spesifikasi ini disebut Vz (zener voltage) lengkap dengan toleransinya, dan juga kemampuan dissipasi daya. LED array LED sering dipakai sebagai indikator yang masing-masing warna bisa memiliki arti yang berbeda. Menyala, padam dan berkedip juga bisa berarti lain. LED dalam bentuk susunan (array) bisa menjadi display yang besar. Dikenal juga LED dalam bentuk 7 segment atau ada juga yang 14 segment. Biasanya digunakan untuk menampilkan angka numerik dan alphabe

Rangkaian Komparator LM324 Dengan menggunakan komparator LM324 maka tegangan sinyal ramp yang dihasilkan oleh rangkaian ramp generator akan dibandingkan dengan tegangan dari potensiometer. Tegangan potensiometer tersebut bervariasi antara 0 volt sampai 10 voltDC. Pada saat tegangan ramp berada dibawah tegangan potensiometer maka output dari komparator LM324 adalah +10V sehingga terdapat arus yang mengalir pada R7 (470). Apabila tegangan ramp lebih tinggi daripada tegangan potensiometer maka output dari LM324 adalah 0 volt. Dalam kondisi ini tidak ada arus yang mengalir pada R7. Arus ini merupakan arus aktivasi optocoupler pada bagian triac. Rangkaian pada bagian triac dapat dilihat pada gambar 6.

Gambar 6 Rangkaian Triac dan Beban Pada saat output dari komparator LM324 = +10V maka terdapat arus yang mangalir ke optocoupler sehingga pada saat ini optocoupler aktif sehingga akan meng-on-kan transistor Q2 dan menyebabkan gate triac mengalirkan arus dari MT1 ke gate. Dengan kata lain gate mendapatkan arus aktivasi sehingga triac akan dalam kondisi N.

Gambar 7 Sinyal Aktivasi Triac Pada saat tegangan output komparator = nol volt maka optocoupler tidak aktif sehingga transistro Q2 juga dalam kondisi FF. Kondisi ini menyebabkan tidak ada arus yang mengalir dari MT1 ke gate sehingga triac tidak mendapatkan arus picu. Triac dalam kondisi FF. Karena sinyal ramp dimulai pada saat setiap keadaan zero crossing terjadi pada saat setiap setengah siklus tegangan PLN maka dapat dikatakan bahwa triac akan ditrigger setiap setelah terjadi zero crossing tegangan PLN. Triac ditrigger harus ditrigger setelah zero crossing agar tegangan MT1 dan MT2 cukup untuk merubah kondisi kerja triac ketika ada arus gate. utput dari komparator dapat dikatakan sebagai PWM kontrol. al ini disebabkan karena lebar dari pulsa output komparator tergantung dari pada tegangan potensiometer. Perubahan PWM ini akan terjadi setelah terjadinya zero crossing pada tegangan jala-jala PLN. Pada rangkaian pada gambar 6 dapat dilihat bahwa untuk rangkaian tersebut masih dibutuhkan power supply 9 volt untuk pemicu triac. Power supplay ini harus terpisah dari

power supplay yang lain karena output power supplay 9 volt ini dihubungkan langsun ke 230 VAC. Power supply 9volt ini perlu mendapatkan perhatian ekstra pada pembuatannya karena ground power supply 9 volt ini tidak boleh digabungkan dengan ground neutral jala-jala PLN. Kalau hal ini terjadi maka power supply 9 volt akan rusak. Jika ground power supply 9 volt ini tidak menjadi sati dengan neutral jala-jala PLN maka tegangan 9 volt dan tegangan 230 VAC akan flaoting satu sama lain dan kondisi ini tidak akan menyebabkan power supply 9 volt rusak.

Gambar 8 Rangkaian Power Supply 9VDC dengan Ground Ter isolasi Rangkaian C2 dan R4 pada gambar 6 merupakan rangkaian snubber yang digunakan untuk mengkompensasi beban induktif seperti motor. Triac yang digunakan (tipe K2634) tidak perlu penambahan heat sink tetapi jika diperlukan maka body heat sink tidak boleh bersentuhan dengan komponen yang lain atau dengan body heat sink yang lain karena body heat sink tersambung dengan terminal MT1 yang disambungkan ke 230VAC kecuali antara metal plate komponen triac sudah diisolasi dengan mika. Namun dengan kondisi ini penyerapan panas oleh heat sink tidak maksimal karena terhambat oleh lapisan mika. Begitu pula jika menggunakan triac yang lain, biasanya metal plate pada komponen triac dihubungkan secara hardwire dengan MT1. Rangkaian di atas berkerja dengan baik untuk lampu 220 V 60 watt dan tidak timbul masalah apapun. Sebagai pengaman rangkaian maka perlu ditambahkan fuse sebesar 10A pada input tegangan jala-jala PLN sebelum masuk ke terminal 230VAC. Untuk mengurangai efek noise yang ditimbulkan oleh rangkaian ini maka dapat ditambahkan induktor 50u 10A seri dengan fuse 10A dan diparalel dengan kapasistor sebesar 47nF 500V. Dengan sedikit modifikasi maka pengaturan rangkaian dimmer ini dapat dilakukan pada tempat lain. Yaitu dengan menempatkan potensiometer 0-10V ditempat lain sehingga tampaknya rangkaina dimmer ini lebih canggih.