ELEKTONIKA DAYA (POWER ELECTRONIC)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS TADULAKO

DIODA

DIODA

KONSTRUKSI DIODA DAYA Dioda daya merupakan komponen

semikonduktor sambungan PN yang mempunyai dua terminal yaitu terminal Anoda (A) dan Katoda (K).

Konstruksi dioda daya sama dengan dioda pada umumnya namun mempunyai kapasitas daya (arus dan tegangan) yang lebih tinggi dan kecepatan penyaklaran yang lebih rendah.

DIODA

SIMBOL DAN KONSTRUKSI DIODA

DIODA

KARAKTERISTIK DIODA

DIODA

KARAKTERISTIK DIODA

DIODA

KARAKTERISTIK DIODA Karakteristik dasar dioda dikenal dengan

karakteristik kurva V-I Dalam karakteristik ini dapat diketahui

keadaan-keadaan yang terjadi pada dioda ketika mendapat tegangan bias-maju (forward biased) dan tegangan bias-mundur (reverse biased)

DIODA

KARAKTERISTIK BIAS-MAJU Bila potensial Anoda lebih tinggi dari potensial Katoda

(VAK > 0) dan bila VAK lebih tinggi dari tegangan offset atau tegangan lutut (knee voltage), 0.7 V untuk Silikon dan 0.3 V untuk Germanium, maka dioda akan konduksi (mengalirkan arus) atau ON.

Besar arus yang mengalir ditentukan oleh tegangan sumber dan beban yang terpasang.

Bila VAK lebih kecil dari tegangan offset maka dioda berada dalam keadaan OFF. Meskipun dikatakan dalam keadaaan OFF, namun sebenarnya masih ada arus yang sangat kecil yang mengalir. Arus ini disebut Arus Bocor Arah Maju (Forward Leakage Current)

DIODA

KARAKTERISTIK BIAS-MUNDUR Jika VAK < 0 atau potensial Anoda lebih

kecil dari potensial Katoda maka dikatakan dioda dalam keadaan bias-mundur. Dalam keadaan ini dioda tidak konduksi atau OFF.

Meskipun dikatakan tidak konduksi, namun sebenarnya masih ada arus balik yang sangat kecil yang mengalir pada dioda yang disebut Arus Bocor Arah Mundur (Reverse Leakage Current)

DIODA

KARAKTERISTIK BIAS-MUNDUR Jika tegangan mundur VKA melebihi suatu

tegangan tertentu yang disebut Tegangan Dadal (Breakdown Voltage), VBR, maka arus arah mundur (Reverse Current) akan meningkat tajam.

Bila masih pada level yang aman maka keadaan ini tidak akan merusak dioda. Namun sebaliknya pada level yang tidak aman, tegangan balik yang melebihi VBR akan merusak dioda.

DIODA

DIODA IDEAL

DIODAMENGUJI DIODA

DIODA

MENGUJI DIODA

DIODA

DIODA SEBAGAI SAKLAR Berdasarkan kondisi idealnya, maka dioda

dapat diaplikasikan sebagai sebuah saklar dimana pada posisi forward biased, dioda akan ON (arus mengalir didalamnya) sedangkan pada posisi reverse biased dioda akan OFF (tidak ada arus mengalir didalamnya).

Pada posisi forward biased dianggap tidak ada jatuh tegangan (zero voltage drop) yang terjadi pada dioda sedangkan pada posisi reverse biased, dianggap dioda memiliki impedansi yang tak terhingga (infinity impedance).

DIODA

PARAMETER PENTING DARI DIODA DC Tegangan Maju (Forward Voltage) VF merupakan

jatuh tegangan yang terjadi di sepanjang terminal A dan K dari sebuah dioda pada suatu level arus tertentu saat diterapkannya forward biased pada dioda tersebut.

Tegangan Dadal (Breakdown Voltage) VB merupakan jatuh tegangan sepanjang dioda pada suatu level arus tertentu pada saat diterapkannya reversed biased pada dioda tersebut.

Arus Balik (Reverse Current) IR merupakan arus pada suatu tegangan tertentu dimana tegangan tersebut lebih negatif daripada VB.

DIODA

PARAMETER PENTING DIODA AC Waktu Pemulihan Maju (Forward

Recovery Time) tFR merupakan waktu yang dibutuhkan oleh tegangan dioda untuk sampai pada suatu nilai tertentu setelah arus maju IF mulai mengalir.

Waktu Pemulihan Mundur (Reverse Recovery Time) tRR merupakan interval waktu antara penerapan tegangan balik dengan tercapainya suatu nilai tertentu dari arus balik

DIODA

PARAMETER PENTING DIODA AC

DIODA

PARAMETER PENTING DIODA AC Parameter ta adalah interval waktu dari saat arus

dioda melewati titik nol sampai saat arus dioda mencapai nilai IRR.

Parameter tb adalah interval waktu dari saat arus dioda berada pada posisi IRR sampai mencapai nilai 0.25IRR.

Kedua parameter ta dan tb dikenal sebagai faktor kelembutan (Softness Factor) SF dioda.

Dioda-dioda yang memiliki karakteristik abrupt recovery digunakan untuk keperluan high-frequency switching.

DIODAPARAMETER PENTING DIODA AC Pada kondisi praktis, seorang teknisi

perancang seringkali harus mengkalkulasi tRR untuk mengantisipasi timbulnya high-frequency switching. Semakin rendah tRR maka semakin cepat dioda melakukan pensaklaran.

Jika tb sangat kecil dibanding dengan ta sehingga dapat diabaikan maka

DIODAPARAMETER PENTING DIODA AC Arus Pemulihan Mundur (Reverse

Recovery Current) IRR dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

QRR adalah muatan yang disimpan dalam dioda dan dapat ditentukan dari integral jalur arus pemulihan.

DIODA

Contoh Soal:Pabrikan sebuah dioda tertentu memberikan spesifikasi rate of fall arus dioda di/dt = 20 A/µs dan waktu pemulihan balik tRR = 5 µs. Berapakah arus balik puncak (peak reverse current) yang bisa didapatkan berdasarkan spesifikasi ini?

Penyelesaian:Arus balik puncak diberikan oleh persamaan:

DIODA

Muatan yang disimpan QRR dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

= (1/2) x (20 A/µs) x (5x10-6)2 = 50 µCSelanjutnya didapatkan:

DIODA

DIODA UMUM/SERBAGUNA

DIODADIODA PEMULIHAN CEPAT

DIODA

DIODA SCHOTTKY

DIODARANGKAIAN PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH

DIODA

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH

DIODA

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH

DIODA

RANGKAIAN BRIDGE RECTIFIER

DIODA

RANGKAIAN BRIDGE RECTIFIER

DIODA

Thank you for your attention in this lecture

See you next time