3.

Kegiatan Belajar 3 : Komponen Aktif

a. Tujuan kegiatan pembelajaran 3
1) Peserta Diklat mampu memahami dan menjelaskan kurva
karakteristik dioda semikonduktor.
2) Peserta Diklat mampu mengetahui prinsip kerja transistor
sebagai saklar.

b. Uraian materi 3

DIODA SEMIKONDUKTOR

Dioda semikonduktor dibentuk dengan cara menyambungkan

semi-konduktor tipe p dan semikonduktor tipe n. Pada saat
terjadinya sambungan (junction) p dan n, hole-hole pada bahan
p dan elektron-elektron pada bahan n disekitar sambungan
cenderung untuk berkombinasi. Hole dan elektron yang
berkombinasi ini saling meniadakan, sehingga pada daerah
sekitar sambungan ini kosong dari pembawa muatan dan
terbentuk daerah pengosongan (depletion region).

38
 daerah pengosongan
(b)

- - + + +
- - +
- - + +
-
(a) - - + + + +
- - +
- - + +
tipe p tipe n

(c)

(d)

Gambar 16. (a) Pembentukan Sambungan;(b) Daerah

Pengosongan; (c) Dioda Semikonduktor ;(d) Simbol Dioda

Oleh karena itu pada sisi p tinggal ion-ion akseptor yang

bermuatan negatip dan pada sisi n tinggal ion-ion donor yang
bermuatan positip. Namun proses ini tidak berlangsung terus,
karena potensial dari ion-ion positip dan negatip ini akan
mengahalanginya. Tegangan atau potensial ekivalen pada
daerah pengosongan ini disebut dengan tegangan penghalang
(barrier potential). Besarnya tegangan penghalang ini adalah
0.2 untuk germanium dan 0.6 untuk silikon. Lihat Gambar 16.

Suatu dioda bisa diberi bias mundur (reverse bias) atau diberi
bias maju (forward bias) untuk mendapatkan karakteristik yang

39
diinginkan. Bias mundur adalah pemberian tegangan negatip
baterai ke terminal anoda (A) dan tegangan positip ke terminal
katoda (K) dari suatu dioda. Dengan kata lain, tegangan anoda
katoda VA-K adalah negatip (VA-K < 0). Apabila tegangan positip
baterai dihubungkan ke terminal Anoda (A) dan negatipnya ke
terminal katoda (K), maka dioda disebut mendapatkan bias
maju (foward bias). Lihat pada gambar 17.
daerah pengosongan

- - - + + +
A - -
+
+ K
- - - + + +
-
- - - + + + + +
- - +
- - - + + +
Is
tipe p
tipe n

A
K
- +

Gambar 17. Dioda Diberi Bias Mundur

daerah pengosongan

- + +
A - -
-
+ + K
- +
- - +
- + +
+
-
- -
- + +
+
ID

tipe p tipe n

A
K
+ -

Gambar 18. Dioda Diberi Bias Maju

40
Kurva Karakteristik Dioda

Hubungan antara besarnya arus yang mengalir melalui dioda

dengan tegangan VA-K dapat dilihat pada kurva karakteristik
dioda (Gambar 19).

Gambar 19 menunjukan dua macam kurva, yakni dioda

germanium (Ge) dan dioda silikon (Si). Pada saat dioda diberi
bias maju, yakni bila VA-K positip, maka arus ID akan naik
dengan cepat setelah VA-K mencapai tegangan cut-in (Vg).
Tegangan cut-in (Vg) ini kira-kira sebesar 0.2 Volt untuk dioda
germanium dan 0.6 Volt untuk dioda silikon. Dengan pemberian
tegangan baterai sebesar ini, maka potensial penghalang
(barrier potential) pada persambungan akan teratasi, sehingga
arus dioda mulai mengalir dengan cepat.

ID (mA)

Ge Si

Is(Si)=10nA VA-K (Volt)

0.2 0.6
Is(Ge)=1mA
Si Ge

Gambar 19. Kurva Karakteristik Dioda

Bagian kiri bawah dari grafik pada Gambar 19 merupakan kurva

karakteristik dioda saat mendapatkan bias mundur. Disini juga
terdapat dua kurva, yaitu untuk dioda germanium dan silikon.
Besarnya arus jenuh mundur (reverse saturation current) Is

41
untuk dioda germanium adalah dalam orde mikro amper dalam
contoh ini adalah 1 mA. Sedangkan untuk dioda silikon Is
adalah dalam orde nano amper dalam hal ini adalah 10 nA.

Apabila tegangan VA-K yang berpolaritas negatip tersebut

dinaikkan terus, maka suatu saat akan mencapai tegangan
patah (break-down) dimana arus Is akan naik dengan tiba-tiba.
Pada saat mencapai tegangan break-down ini, pembawa
minoritas dipercepat hingga mencapai kecepatan yang cukup
tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari atom.
Kemudian elektron ini juga dipercepat untuk membebaskan
yang lainnya sehingga arusnya semakin besar. Pada dioda
biasa pencapaian tegangan break-down ini selalu dihindari
karena dioda bisa rusak.

Hubungan arus dioda (ID) dengan tegangan dioda (VD) dapat

dinyatakan dalam persamaan matematis yang dikembangkan
oleh W. Shockley, yaitu:

ID = Is [e(VD/n.VT) - 1]
dimana:
ID = arus dioda (amper)
Is = arus jenuh mundur (amper)
e = bilangan natural, 2.71828...
VD = beda tegangan pada dioda (volt)
n = konstanta, 1 untuk Ge; dan » 2 untuk Si
VT = tegangan ekivalen temperatur (volt)

42
Harga Is suatu dioda dipengaruhi oleh temperatur, tingkat
doping dan geometri dioda. Dan konstanta n tergantung pada
sifat konstruksi dan parameter fisik dioda. Sedangkan harga VT
ditentukan dengan persamaan:

kT
VT = ¾¾
q

dimana:
k = konstanta Boltzmann, 1.381 x 10-23 J/K
(J/K artinya joule per derajat kelvin)
T = temperatur mutlak (kelvin)
q = muatan sebuah elektron, 1.602 x 10-19 C

Pada temperatur ruang, 25 oC atau 273 + 25 = 298 K, dapat

dihitung besarnya VT yaitu:
(1.381 x 10-23 J/K)(298K)
VT = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾
1.602 x 10-19 C
= 0.02569 J/C @ 26 mV

Harga VT adalah 26 mV ini perlu diingat untuk pembicaraan

selanjutnya.

Sebagaimana telah disebutkan bahwa arus jenuh mundur, Is,

dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti: doping,
persambungan, dan temperatur. Namun karena dalam
pemakaian suatu komponen dioda, faktor doping dan
persambungan adalah tetap, maka yang perlu mendapat
perhatian serius adalah pengaruh temperatur.

43
4. Kegiatan Belajar 4 : Dasar Penyearah
a. Tujuan kegiatan pembelajaran 4
1) Peserta Diklat mampu mengetahui prinsip dari penyearahan
setengah gelombang, gelombang penuh dengan trafo CT,
dan gelombang penuh sistem jembatan.
2) Peserta Diklat mampu mengetahui prinsip kerja dari
penggunaan dioda sebagai pemotong dan penggeser.

b. Uraian materi 4
Penyearah Setengah Gelombang

Dioda semikonduktor banyak digunakan sebagai penyearah.

Penyearah yang paling sederhana adalah penyearah setengah
gelombang, yaitu yang terdiri dari sebuah dioda. Melihat dari
namanya, maka hanya setengah gelombang saja yang akan
disearahkan. Gambar 13 menunjukkan rangkaian penyearah
setengah gelombang.

Rangkaian penyearah setengah gelombang mendapat masukan

dari skunder trafo yang berupa sinyal ac berbentuk sinus, Vi =
Vm Sin wt (Gambar 13 (b)). Dari persamaan tersebut, Vm
merupakan tegangan puncak atau tegangan maksimum. Harga
Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO yakni dengan melihat
langsung pada gelombangnya. Sedangkan pada umumnya
harga yang tercantum pada skunder trafo adalah tegangan
efektif. Hubungan antara tegangan puncap Vm dengan
tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms (Vrms) adalah:

Vm
Veff = Vrms = ¾¾¾ = 0.707 Vm
Ö2

55
 Tegangan (arus) efektif atau rms (root-mean-square) adalah
tegangan (arus) yang terukur oleh voltmeter (amper-meter).
Karena harga Vm pada umumnya jauh lebih besar dari pada Vg
(tegangan cut-in dioda), maka pada pembahasan penyearah ini
Vg diabaikan.

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa

pada saat sinyal input berupa siklus positip maka dioda
mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban (RL),
dan sebaliknya bila sinyal input

berupa siklus negatip maka dioda mendapat bias mundur

sehingga tidak mengalir arus. Bentuk gelombang tegangan
input (vi) ditunjukkan pada (b) dan arus beban (i) pada (c) dari
Gambar 27.
vd

masukan
RL
sinyal ac vi i

vi

i
(a)
Vm

Im
0 p 2p Id c

0 p 2p

(c)
(b)

Gambar 27. Penyearah Setengah Gelombang (a) Rangkaian;

(b) Tegangan Skunder Trafo; (c) Arus Beban

56
Arus dioda yang mengalir melalui beban RL (i) dinyatakan
dengan:

i = Im Sin wt ,jika 0 £ wt £ p (siklus positip)

i=0 ,jika p £ wt £ 2p (siklus negatip)
.

dimana: Vm
Im = ¾¾¾¾
Rf + RL

Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) adalah Rf,

yang umumnya nilainya lebih kecil dari RL. Pada saat dioda OFF
(mendapat bias mundur) resistansinya besar sekali atau dalam
pembahasan ini dianggap tidak terhingga, sehingga arus dioda
tidak mengalir atau i = 0.

Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada Gambar (c)

bentuknya sudah searah (satu arah) yaitu positip semua.
Apabila arah dioda dibalik, maka arus yang mengalir adalah
negatip. Frekuensi sinyal keluaran dari penyearah setengah
gelombang ini adalah sama dengan frekuensi input (dari jala-
jala listrik) yaitu 50 Hz. Karena jarak dari puncak satu ke
puncak berikutnya adalah sama.

Bila diperhatikan meskipun sinyal keluaran masih berbentuk

gelombang, namun arah gelombangnya adalah sama, yaitu
positip (Gambar c). Berarti harga rata-ratanya tidak lagi nol
seperti halnya arus bolak-balik, namun ada suatu harga

57
tertentu. Arus rata-rata ini (Idc) secara matematis bisa
dinyatakan:

2p
1
Idc = ò i dw t
2p 0

Untuk penyearah setengah gelombang diperoleh:

p
1
Idc = ò Im Sin wt dt
2p0

Im
Idc = @0.318
p

Tegangan keluaran dc yang berupa turun tegangan dc pada

beban adalah:
Vdc = Idc.RL

Apabila harga Rf jauh lebih kecil dari RL, yang berarti Rf bisa
diabaikan, maka:
Vm = Im.RL
Sehingga:

Im.RL
Vdc =
p

Vm
Vdc = @0.318 Vm
p

58
Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk
memperoleh hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda
(Vg) perlu dipertimbangkan, yaitu:

Vdc =0.318 (Vm -Vg)

Dalam perencanaan rangkaian penyearah yang juga penting

untuk diketahui adalah berapa tegangan maksimum yang boleh
diberikan pada dioda. Tegangan maksimum yang harus ditahan
oleh dioda ini sering disebut dengan istilah PIV (peak-inverse
voltage) atau tegangan puncak balik. Hal ini karena pada saat
dioda mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang
mengalir dan semua tegangan dari skunder trafo berada pada
dioda. Bentuk gelombang dari sinyal pada dioda dapat dilihat
pada Gambar 28. PIV untuk penyearah setengah gelombang ini
adalah:

PIV =Vm

Vd

0 p 2p

Vm

Gambar 28 Bentuk Gelombang Sinyal pada Dioda

59
Bentuk gelombang sinyal pada dioda seperti Gambar 28 dengan
anggapan bahwa Rf dioda diabaikan, karena nilainya kecil sekali
dibanding RL. Sehingga pada saat siklus positip dimana dioda
sedang ON (mendapat bias maju), terlihat turun tegangannya
adalah nol. Sedangkan saat siklus negatip, dioda sedang OFF
(mendapat bias mundur) sehingga tegangan puncak dari
skunder trafo (Vm) semuanya berada pada dioda.

Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT

Rangkaian penyearah gelombang penuh ada dua macam, yaitu

dengan menggunakan trafo CT (center-tap = tap tengah) dan
dengan sistem jembatan. Gambar 29 menunjukkan rangkaian
penyearah gelombang penuh dengan menggunakan trafo CT.

Terminal skunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah

tegangan keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan
dengan titik CT sebagai titik tengahnya. Kedua keluaran ini
masing-masing dihubungkan ke D1 dan D2, sehingga saat D1
mendapat sinyal siklus positip maka D1 mendapat sinyal siklus
negatip, dan sebaliknya. Dengan demikian D1 dan D2 hidupnya
bergantian. Namun karena arus i1 dan i2 melewati tahanan
beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah
(29 c).

60
 D1 i1 iL

masukan Vi
i2 RL VL
sinyal ac
D2
Vi

i1
(a)

vi Im

0 p 2p
V i2
m
0 p 2p
Im

0 p 2p
(b) iL

Idc
Im

0 p 2p
(c)
Gambar 29.
(a) Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo CT;
(b) Sinyal Input; (c) Arus Dioda dan Arus Beban

Terlihat dengan jelas bahwa rangkaian penyearah gelombang

penuh ini merupakan gabungan dua buah penyearah setengah
gelombang yang hidupnya bergantian setiap setengah siklus.
Sehingga arus maupun tegangan rata-ratanya adalah dua kali
dari penyearah setengah gelombang. Dengan cara penurunan
yang sama, maka diperoleh:

61
 2Im
Idc = ¾¾¾¾ @ 0.636 Im
p

dan

2Im.RL
Vdc = Idc.RL = ¾¾¾¾
p

Apabila harga Rf jauh lebih kecil dari RL, maka Rf bisa

diabaikan, sehingga:

2 Vm
Vdc = @0.636 Vm
p

Apabila penyearah bekerja pada tegangan Vm yang kecil, untuk

memperoleh hasil yang lebih teliti, maka tegangan cut-in dioda
(Vg) perlu dipertimbangkan, yaitu:0

Vdc =0.636 (Vm -Vg)

Tegangan puncak inverse yang dirasakan oleh dioda adalah

sebesar 2Vm. Misalnya pada saat siklus positip, dimana D1
sedang hidup (ON) dan D2 sedang mati (OFF), maka jumlah
tegangan yang berada pada dioda D2 yang sedang OFF
tersebut adalah dua kali dari tegangan sekunder trafo.
Sehingga PIV untuk masing-masing dioda dalam rangkaian
penyearah dengan trafo CT adalah:

62
 PIV =2 Vm

Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan ini bisa
menggunakan sembarang trafo baik yang CT maupun yang
biasa, atau bahkan bisa juga tanpa menggunakan trafo.
rangkaian dasarnya adalah seperti pada Gambar 30.

D4 D1

input
ac
D3 i1
D2

(a) Im

D1 0 2
D4
i1
input
ac
D3
D2
i1
i2
(b)

Im
D4 D1
i2 i2 0 2
input
ac
D3 il
D2

Im
(c)
idc

0 2

(d)

Gambar 30. Penyearah Gelombang Penuh dengan Jembatan

(a) Rangkaian Dasar; (b) Saat Siklus Positip; (c) Saat Siklus
Negatip; (d) Arus Beban

63
Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem
jembatan dapat dijelaskan melalui Gambar 30. Pada saat
rangkaian jembatan mendapatkan bagian positip dari siklus
sinyal ac, maka (Gambar 30 b) :
- D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju
- D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3.
Sedangkan apabila jembatan memperoleh bagian siklus negatip,
maka (Gambar 30 c):
- D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju
- D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan D4.
Arah arus i1 dan i2 yang melewati RL sebagaimana terlihat pada
Gambar 30b dan c adalah sama, yaitu dari ujung atas RL
menuju ground. Dengan demikian arus yang mengalir ke beban
(iL) merupakan penjumlahan dari dua arus i1 dan i2, dengan
menempati paruh waktu masing-masing (Gambar 30d).
Besarnya arus rata-rata pada beban adalah sama seperti
penyearah gelombang penuh dengan trafo CT, yaitu: Idc =
2Im/p = 0.636 Im. Untuk harga Vdc dengan
memperhitungkan harga Vg adalah:

Vdc = 0.636 (Vm - 2Vg)

Harga 2Vg ini diperoleh karena pada setiap siklus terdapat dua
buah dioda yang berhubungan secara seri.

64
Disamping harga 2Vg ini, perbedaan lainnya dibanding dengan
trafo CT adalah harga PIV. Pada penyearah gelombang penuh
dengan sistem jembatan ini PIV masing-masing dioda adalah:

PIV = Vm

Dioda Semikonduktor Sebagai Pemotong (clipper)

Rangkaian clipper (pemotong) digunakan untuk memotong atau

menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah
atau di atas level tertentu. Contoh sederhana dari rangkaian
clipper adalah penyearah setengah gelombang. Rangkaian ini
memotong atau menghilangkan sebagian sinyal masukan di atas
atau di bawah level nol.

Secara umum rangkaian clipper dapat digolongkan menjadi dua,

yaitu: seri dan paralel. Rangkaian clipper seri berarti diodanya
berhubungan secara seri dengan beban, sedangkan clipper
paralel berarti diodanya dipasang paralel dengan beban.
Sedangkan untuk masing-masing jenis tersebut dibagi menjadi
clipper negatip (pemotong bagian negatip) dan clipper positip
(pemotong bagian positip). Dalam analisa ini diodanya
dianggap ideal.

Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper seri adalah

sebagai berikut:
1). Perhatikan arah dioda
- bila arah dioda ke kanan, maka bagian positip dari sinyal
input akan dilewatkan, dan bagian negatip akan dipotong
(berarti clipper negatip)

65
 - bila arah dioda ke kiri, maka bagian negatip dari sinyal input
akan dilewatkan, dan bagian positip akan dipotong (berarti
clipper positip)
2). Perhatikan polaritas baterai (bila ada)
3). Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol pada level
baterai (yang sudah ditentukan pada langkah 2 di atas)
4). Batas pemotongan sinyal adalah pada sumbu nol semula
(sesuai dengan sinyal input)
Rangkaian clipper seri positip adalah seperti Gambar 31 dan
rangkaian clipper seri negatip adalah Gambar 32.

VB D vO
vi Vi Vo

RL -VB
Vm

VB vO
D
Vi Vo
+VB
RL

Gambar 31. Rangkaian Clipper Seri Positif

vi VB D
Vi vO
Vo

Vm RL
-VB
vO
VB
D
Vi Vo +VB

RL

Gambar 32. Rangkaian Clipper Seri Negatip

66
Petunjuk untuk menganalisa rangkaian clipper paralel adalah
sebagai berikut:
1. Perhatikan arah dioda : Bila arah dioda ke bawah, maka
bagian positip dari sinyal input akan dipotong (berarti
clipper positip); bila arah dioda ke atas, maka bagian
negatip dari sinyal input akan dipotong (berarti clipper
negatip)
2. Perhatikan polaritas baterai (bila ada).
3. Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol sesuai dengan
input.
4. Batas pemotongan sinyal adalah pada level baterai.
Rangkaian clipper paralel positip adalah seperti Gambar 33 dan
rangkaian clipper paralel negatip adalah Gambar 34.

R
vi Vi Vo vO
D
Vm +VB
VB

R
Vi Vo vO

VB -VB

Gambar 33. Rangkaian Clipper Paralel Positip

67
vi R
Vi Vo vO

Vm D

VB -VB

R vO
Vi Vo

D +VB

VB

Gambar 34. Rangkaian Clipper Paralel Negatip

Dioda Semikonduktor Sebagai Penggeser (clamper)

Rangkaian Clamper (penggeser) digunakan untuk menggeser

suatu sinyal ke level dc yang lain. Rangkain Clamper paling
tidak harus mempunyai sebuah kapasitor, dioda, dan resistor,
disamping itu bisa pula ditambahkan sebuah baterai.

Harga R dan C harus dipilih sedemikian rupa sehingga konstanta

waktu RC cukup besar agar tidak terjadi pengosongan muatan
yang cukup berarti saat dioda tidak menghantar. Dalam analisa
ini dianggap didodanya adalah ideal.

Sebuah rangkaian clamper sederhana (tanpa baterai) terdiri

atas sebuah R, D, dan C terlihat pada Gambar 35.

68
 vi C
Vo
+V
Vi Vo

D R
0 T/2 T
0 T/2 T
-V
(a) (b)

-2V (c)

C C
+ - + -
Vo Vo
+ -
R V R
V
- +

(d) (e)
Gambar 35. Rangkaian Clamper Sederhana

Gambar 35 (a) adalah gelombang kotak yang menjadi sinyal

input rangkaian clamper (b). Pada saat 0 - T/2 sinyal input
adalah positip sebesar +V, sehingga Dioda menghantar (ON).
Kapasitor mengisi muatan dengan cepat melalui tahanan dioda
yang rendah (seperti hubung singkat, karena dioda ideal). Pada
saat ini sinyal output pada R adalah nol (Gambar d).

Kemudian saat T/2 - T sinyal input berubah ke negatip,

sehingga dioda tidak menghantar (OFF) (Gambar e). Kapasitor
membuang muatan sangat lambat, karena RC dibuat cukup
lama. Sehingga pengosongan tegangan ini tidak berarti
dibanding dengan sinyal output. Sinyal output merupakan

69
 penjumlahan tegangan input -V dan tegangan pada kapasitor -
V, yaitu sebesar -2V (Gambar c).

Terlihat pada Gambar 35 c bahwa sinyal output merupakan

bentuk gelombang kontak (seperti gelombang input) yang level
dc nya sudah bergeser kearah negatip sebesar -V. Besarnya
penggeseran ini bisa divariasi dengan menambahkan sebuah
baterai secara seri dengan dioda. Disamping itu arah
penggeseran juga bisa dinuat kearah positip dengan cara
membalik arah dioda. Beberapa rangkaian clamper negatip dan
positip dapat dilihat pada Gambar 36.

Vo
C

Vi Vo VB

D R 0 T/2 T
2V
VB

Vo
C

Vi Vo

D R
2V
VB
0 T/2 T
VB

Gambar 36. Rangkaian Clamper Negatip dan Positip

70
c. Rangkuman 4
ü Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa
pada saat sinyal input berupa siklus positip maka dioda
mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban
(RL), dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatip
maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak mengalir
arus.
ü Rangkaian penyearah gelombang penuh ada dua macam,
yaitu dengan menggunakan trafo CT (center-tap = tap
tengah) dan dengan sistem jembatan.
ü Rangkaian clipper (pemotong) digunakan untuk
menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di
bawah atau di atas level tertentu. Secara umum rangkaian
clipper dapat digolongkan menjadi dua, yaitu: seri dan
paralel. Rangkaian clipper seri berarti diodanya
berhubungan secara seri dengan beban, sedangkan clipper
paralel berarti diodanya dipasang paralel dengan beban.

d. Tugas 4
Buatlah rangkaian penyearah menggunakan trafo CT gelombang
penuh

e. Tes formatif 4
1) Sebutkan macam-macam penggunaan dioda semikonduktor!
2) Jelaskan prinsip kerja penyearah setengah gelombang!
3) Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh dengan
trafo CT!
4) Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh system
jembatan!

71
f. Kunci jawaban 4
1) Macam-macam penggunaan dioda semikonduktor:
a) Diode sebagai penyearah setengah gelombang.
b) Diode sebagai penyearah gelombang penuh.
c) Diode sebagai pemotong sinyal.
d) Diode sebagai penggeser gelombang.
2) Prinsip kerja penyearah setengah gelombang:
Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa
pada saat sinyal input berupa siklus positip maka dioda
mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban
(RL), dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatip
maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak mengalir
arus.
3) Prinsip kerja penyearah gelombang penuh dengan trafo CT:
Terminal sekunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah
tegangan keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan
dengan titik CT sebagai titik tengahnya. Kedua keluaran ini
masing-masing dihubungkan ke D1 dan D2, sehingga saat
D1 mendapat sinyal siklus positip maka D1 mendapat sinyal
siklus negatip, dan sebaliknya. Dengan demikian D1 dan D2
hidupnya bergantian. Namun karena arus i1 dan i2 melewati
tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL
menjadi satu arah.
4) Prinsip kerja penyearah gelombang penuh system jembatan:
Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem
jembatan dapat dijelaskan melalui Gambar 30. Pada saat
rangkaian jembatan mendapatkan bagian positip dari siklus
sinyal ac, maka (Gambar 30 b):
- D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju

72
 - D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3.
Sedangkan apabila jembatan memperoleh bagian siklus
negatip, maka (Gambar 30 c):
- D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju
- D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur
Sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan D4.

g. Lembar kerja 4
Alat dan Bahan
1) Multimeter…………………………………………… 1 unit

2) Osiloskop……………………………………………. 1 unit

3) Dioda IN 4002………………………………………. 1 buah

4) Trafo step down…………………………………….. 1 buah
5) Resistor 1 KW……………………………………….. 1 buah

Kesehatan dan Keselamatan Kerja

1) Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun
pasif sebelum digunakan !.
2) Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar
kegiatan belajar!.
3) Hati-hati dalam penggunaan peralatan pratikum!.

73
Langkah Kerja
1) Buatlah rangkaian penyearah setengah gelombang seperti
Gambar 27a.
2) Setelah dinilai benar hubungkan dengan sumber tegangan
AC 220 Volt.
3) Amatilah tegangan skuder trafo dengan CRO dan catatlah
hasil pengukuran tersebut pada Tabel 11.
4) Lakukanlah pengamatan pada simpul pengukuran yang ada
serta catatlah hasil pengukuran tersebut pada Tabel 11!
5) Untuk pengukuran tegangan dengan CRO, simpul
pengukuran yang diamati adalah:
v Simpul No. 1 (untuk DC) s/d No. 0 (untuk ground)
v Simpul No. 2 (untuk DC) s/d No. 0 (untuk ground)
Sedangkan pengukuran tegangan dengan Voltmeter, simpul
pengukuran yang diamati adalah:
v Simpul No. 1 s/d No.0
v Simpul No. 2 s/d No.0
6) Percobaan tentang penyearahan setengah gelombang telah
selesai maka lepaskanlah semua rangkaian.
7) Buatlah rangkaian penyearah gelombang penuh sistem
jembatan seperti Gambar 30a.
8) Ulangi langkah-langkah 3-5.
9) Percobaan tentang penyearah gelombang penuh telah
selesai maka lepaskanlah semua rangkaian.

74
 Tabel 11. Penyearahan Gelombang
V1 V2
Komponen yang Hasil Keluaran
Penyearahan (Volt) (Volt)
diamati CRO
(1-0) (2-0)
Transformator
Penyearahan ½
Gelombang
Beban Resistor

Penyearahan Transformator
Geleombang
Penuh Beban Resistor

Lembar Latihan
1) Sebutkan macam-macam penggunaan dioda semikonduktor!
2) Jelaskan prinsip kerja penyearah setengah gelombang!
3) Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh dengan
trafo CT!
4) Jelaskan prinsip kerja penyearah gelombang penuh system
jembatan!

5. Kegiatan Belajar 5 : Penguat, Op-Amp, Filter dan Osilator.

a. Tujuan kegiatan pembelajaran 5
1) Peserta diklat mengetahui jenis-jenis penguat transistor
2) Peserta diklat dapat mengidentifikasi macam-macam
komponen dalam rangkaian penguat transistor
3) Peserta diklat memahami prinsip kerja filter aktif
4) Peserta diklat dapat merangkai filter aktif sederhana
5) Peserta diklat dapat mengetahui prinsip kerja op-amp
sebagai pembangkit gelombang.
6) Peserta diklat dapat melihat dan mengukur bentuk
gelombang kotak, gelombang sinus, dan gelombang segi
tiga dengan menggunakan osciloscope.

75