DAFTAR ISI
3. Download
1. Dioda Zener
1.1 Fungsi [Kembali]
Fungsi Dioda Zener dalam rangkaian adalah untuk menstabilkan arus dan tegangan,biasanya diaplikasikan pada Voltage Regulator (Pengatur Tegangan) dan Over Voltage Protection (Perlindungan terhadap kelebihan Tegangan).
1.2 Prinsip Kerja [Kembali]
Pada dasarnya, Dioda Zener akan menyalurkan arus listrik yang mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas “Breakdown Voltage” atau Tegangan Tembus Dioda Zenernya. Karakteristik ini berbeda dengan Dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Tegangan Tembus (Breakdown Voltage) ini disebut juga dengan Tegangan Zener.
1.3 Gambar [Kembali]
1.4 Materi [Kembali]
Analisis jaringan yang menggunakan dioda Zener sangat mirip dengan yang diterapkan pada analisis dioda semikonduktor pada bagian sebelumnya. Pertama-tama keadaan dioda harus ditentukan diikuti dengan penggantian model yang sesuai dan penentuan jumlah jaringan yang tidak diketahui lainnya. Kecuali ditentukan lain, model Zener yang akan digunakan untuk "on" state akan seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.105a. Untuk keadaan "mati" seperti yang didefinisikan oleh tegangan kurang dari VZ tetapi lebih besar dari 0 V dengan polaritas yang ditunjukkan pada Gambar. 2.105b, ekuivalen Zener adalah sirkuit terbuka yang muncul pada gambar yang sama.
a. Vi dan R
Jaringan dioda Zener yang paling sederhana muncul pada Gambar. 2.106. Tegangan dc yang diterapkan adalah tetap, seperti halnya resistor beban. Analisis secara fundamental dapat dipecah menjadi dua langkah:
- Tentukan status dioda Zener dengan melepasnya dari jaringan dan hitung
voltase melintasi rangkaian terbuka yang dihasilkan.Jika V ≥ VZ, dioda Zener "aktif" dan model ekivalen Gambar 2.105a dapat diganti. Jika V x VZ, dioda "mati" dan ekivalensi sirkuit terbuka pada Gambar 2.105b diganti.
- Ganti sirkuit ekivalen yang sesuai dan pecahkan untuk yang tidak diketahui yang diinginkanArus dioda Zener harus ditentukan oleh aplikasi hukum Kirchhoff saat ini. Itu adalah,
Daya yang hilang oleh dioda Zener ditentukan oleh,
yang harus kurang dari PZM yang ditentukan untuk perangkat. Sebelum melanjutkan, sangat penting untuk menyadari bahwa langkah pertama digunakan hanya untuk menentukan keadaan dioda Zener. Jika dioda Zener dalam keadaan "on", tegangan melintasi diode bukanlah V volt. Ketika sistem dihidupkan, dioda Zener akan menyala "segera" begitu tegangan melintasi dioda Zener adalah volt VZ. Ini kemudian akan "mengunci" pada level ini dan tidak pernah mencapai level V volt yang lebih tinggi. Dioda zener paling sering digunakan dalam jaringan regulator atau sebagai tegangan referensi. Gambar 2.106 adalah regulator sederhana yang dirancang untuk mempertahankan tegangan tetap melintasi beban RL. Untuk nilai tegangan yang diberikan lebih besar dari yang diperlukan untuk menghidupkan dioda Zener "on," tegangan melintasi beban akan dipertahankan pada volt VZ. Jika dioda Zener digunakan sebagai tegangan referensi, itu akan memberikan tingkat untuk perbandingan terhadap tegangan lainnya.
Karena tegangan offset VZ, ada kisaran nilai resistor tertentu (dan karenanya memuat arus) yang akan memastikan bahwa Zener dalam keadaan "aktif". Resistansi beban yang terlalu kecil RL akan menghasilkan tegangan VL melintasi resistor beban kurang dari VZ, dan perangkat Zener akan berada dalam status "off".
Untuk menentukan resistansi beban minimum pada Gambar. 2.106 yang akan mengaktifkan dioda Zener, cukup hitung nilai RL yang akan menghasilkan tegangan beban VL =VZ.
Untuk memecahkan RL, kita punya
c. Memperbaiki RL, Variabel Vi
Untuk nilai tetap RL pada Gambar 2.106, tegangan Vi harus cukup besar untuk menghidupkan dioda Zener. Tegangan minimum menyalakan Vi Vi min ditentukan oleh
Hasil dari Contoh 2.28 mengungkapkan bahwa untuk jaringan Gambar. 2.115 dengan RL tetap, tegangan output akan tetap tetap pada 20 V untuk rentang tegangan input yang memanjang dari 23.67 hingga 36.87 V. Bahkan, input dapat muncul sebagai ditunjukkan pada Gambar. 2.117 dan output akan tetap konstan pada 20 V, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.116. Bentuk gelombang yang muncul pada Gambar 2.117 diperoleh dengan memfilter output gelombang setengah atau gelombang penuh - proses yang dijelaskan secara rinci dalam bab selanjutnya. Efek bersihnya, bagaimanapun, adalah untuk membentuk tegangan dc yang stabil (untuk kisaran Vi yang ditentukan) seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.116 dari sumber sinusoidal dengan nilai rata-rata 0.
Dua atau lebih level referensi dapat ditetapkan dengan menempatkan dioda Zener secara seri seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.118. Selama Vi lebih besar dari jumlah VZ1 dan VZ2, kedua dioda akan berada dalam keadaan "on" dan tiga tegangan referensi akan tersedia.
Dua Zeners back-to-back juga dapat digunakan sebagai regulator ac seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.119a. Untuk sinyal sinusoidal Vi, sirkuit akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.119b pada saat instan Vi = 10 V. Wilayah operasi untuk setiap dioda ditunjukkan pada gambar yang berdampingan. Perhatikan bahwa Z1 berada di daerah impedansi rendah, sedangkan impedansi Z2 cukup besar, sesuai dengan representasi rangkaian terbuka. Hasilnya adalah Vo Vi ketika Vi = 10 V. Input dan output akan terus menduplikasi satu sama lain sampai Vi mencapai 20 V. Z2 kemudian akan "on" (sebagai dioda Zener), sementara Z1 akan berada dalamwilayah konduksi dengan level resistansi yang cukup kecil dibandingkan dengan resistor seri 5k untuk dianggap sebagai hubungan pendek. Output yang dihasilkan untuk rentang penuh Vi disediakan pada Gambar. 2.119
(a). Perhatikan bahwa bentuk gelombang tidak murni sinusoidal, tetapi nilai rms lebih rendah daripada yang terkait dengan sinyal puncak 22V penuh. Jaringan secara efektif membatasi nilai rms dari tegangan yang tersedia. Jaringan Gambar 2.119a dapat diperluas ke generator gelombang persegi sederhana (karena aksi pemangkasan) jika sinyal Vi ditingkatkan hingga mungkin puncak 50V dengan 10V Zeners seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.120 dengan bentuk gelombang output yang dihasilkan.
2. Simulasi Rangkaian
2.1 Gambar [Kembali]
2.2 Video [Kembali]
[Klik di sini]
3. Download [Kembali]
[Klik di sini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar