3 Pendekatan Dioda: Dioda Ideal, Pendekatan Kedua, Dan Pendekatan Ketiga


Dalam menganalisis rangkaian dioda tidak selalu dibutuhkan hasil perhitungan yang akurat, terkadang hanya dibutuhkan hasil perhitungan dari pendekatan sederhana. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut dapat digunakan 3 jenis pendekatan dioda sesuai dengan kebutuhan, yaitu dioda ideal, pendekatan kedua (second approximation), dan pendekatan ketiga (third approximation).

Dioda Ideal

Dioda Ideal
(a) Kurva Dioda (b) Rangkaian Ekivalen Dioda


Dioda ideal merupakan pendekatan dioda yang paling sederhana yaitu dioda diasumsikan sebagai konduktor dengan resistansi nol saat panjar maju (forward bias) dan isolator dengan resistansi tak hingga saat panjar mundur (reverse bias). Rangkaian ekivalen dari dioda ideal dapat digambarkan sebagai sakelar yang tertutup saat panjar maju dan terbuka saat panjar mundur.

Pendekatan Kedua

Pendekatan Kedua
(a) Kurva Dioda (b) Rangkaian Ekivalen Dioda


Pendekatan kedua merupakan pendekatan dioda yang memperhitungkan tegangan lutut (knee voltage) dari dioda (teganga lutut dioda silikon sebesar 0,7 V dan dioda germanium sebesar 0,3 V). Saat panjar maju, dioda baru akan menghantarkan arus setelah tegangan dioda mencapai tegangan lututnya. Rangkaian ekivalen dari pendekatan kedua digambarkan sebagai sakelar dan sumber tegangan arus searah (direct current) dengan besar tegangan sebesar tegangan lutut dioda.

Pendekatan Ketiga

Pendekatan Ketiga
(a) Kurva Dioda (b) Rangkaian Ekivalen Dioda


Pendekatan ketiga merupakan pendekatan yang tidak hanya memperhitungkan tegangan lutut, tetapi juga resistansi bulk. Dengan memperhitungkan resistansi bulk, tegangan dioda setelah mencapai tegangan lutut tetap dapat naik perlahan seiring naiknya arus. Tegangan dioda setelah mencapai tegangan lutut dapat dihitung dengan persamaan berikut:

$V_{D} = V_{k} + I_{D}.R_{B}$

Rangkaian ekivalen dari pendekatan ketiga digambarkan sebagai sakelar, sumber tegangan arus searah, dan resistor bulk.


Untuk lebih memahami perbedaan dari ketiga pendekatan dioda tersebut dapat melihat contoh soal elektronika berikut:

Tentukan tegangan pada beban (RL) pada rangkaian dioda panjar maju tersebut menggunakan tiga pendekatan dioda berbeda.


Untuk lebih mudah memahami contoh soal tersebut dapat menggambar ulang rangkaian dengan rangkain ekivalen dioda pada setiap pendekatan sebagai berikut:

(a) Dioda Ideal (b) Pendekatan Kedua (c) Pendekatan Ketiga


(a) Dioda Ideal

Pada dioda ideal rangkaian ekivalen hanya berupa sakelar tertutup sehingga tegangan pada beban sama dengan tegangan sumber.

$V_{L} = V_{S}$

$V_{L} = 10 V$

(b) Pendekatan Kedua

Pada pendekatan kedua memperhitungkan tegangan lutut dioda silikon sebesar 0,7 V sehingga tegangan pada beban dapat dihitung sebagai berikut:

$V_{L} = V_{S} - V_{k}$

$V_{L} = 10 \ V - 0,7 \ V$

$V_{L} = 9,3 V$

(c) Pendekatan Ketiga

Pada pendekatan ketiga memperhitungkan tegangan lutut 0,7 V dan resistansi bulk 0,25 Ω sehingga tegangan pada beban dapat dihitung sebagai berikut:

$V_{L} = V_{S} - V_{k} - I.R_{B}$

$V_{L} = 10 \ V - 0,7 \ V - (\frac {10 \ V - 0,7 \ V} {10 \ Ω + 0,25 \ Ω}).0,25 \ Ω$

$V_{L} = 9,3 \ V - (\frac {9,3 \ V} {10,25 \ Ω}).0,25 \ Ω$

$V_{L} = 9,3 \ V - 0,23 \ V$

$V_{L} = 9,07 \ V$


Referensi:

Albert Malvino dan David Bates. (2016). Electronic Principles.

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Mengenal Warna-Warna Hidrogen

Gambar
Hidrogen dapat dibedakan menjadi 7 jenis yang dinamakan menggunakan spektrum warna yaitu hidrogen abu-abu, hidrogen cokelat, hidrogen biru, hidrogen toska, hidrogen hijau, hidrogen merah muda, dan hidrogen kuning. Namun, perlu diingat bahwa penamaan spektrum warna tersebut tidak serta-merta menggambarkan warna hidrogen karena pada dasarnya hidrogen sendiri tidak memiliki warna. Penamaan spektrum warna tersebut menunjukkan perbedaan hidrogen berdasarkan sumber energi, metode produksi, dan emisi Gas Rumah Kaca (GRK). Diagram Warna Hidrogen Hidrogen Abu-Abu ( Gray Hydrogen ) Hidrogen abu-abu merupakan jenis hidrogen yang dihasilkan dari gas alam dengan  Steam Methane Reforming  (SMR). Proses produksi hidrogen abu-abu menghasilkan emisi GRK yang tinggi. Hidrogen Cokelat ( Brown Hydrogen ) Hidrogen cokelat merupakan jenis hidrogen yang dihasilkan dari batu bara tergaskan ( gasified coal ). Sama seperti hidrogen abu-abu, proses produksi hidrogen cokelat juga menghasilkan emisi GRK y...
Baca selengkapnya

Apa Itu PBJT Atas Tenaga Listrik dan Bagaimana Cara Menghitungnya?

Gambar
Pajak Barang dan Jasa Tertentu (PBJT) merupakan pajak yang dibayarkan oleh konsumen akhir atas konsumsi barang dan/atau jasa tertentu. Berdasarkan Undang-Undang Nomor 1 Tahun 2022, objek PBJT adalah penjualan, penyerahan, dan/atau konsumsi barang dan jasa tertentu yang meliputi makanan dan/atau minuman, tenaga listrik, jasa perhotelan, jasa parkir, dan jasa kesenian dan hiburan. Sebagaimana telah disampaikan di atas, tenaga listrik merupakan salah satu objek yang dikenakan PBJT. Namun, sebagaimana diatur juga di dalam Undang-Undang Nomor 1 Tahun 2023, PBJT atas tenaga listrik dikecualikan untuk: konsumsi tenaga listrik oleh Pemerintah, Pemerintah Daerah, dan penyelenggara negara lainnya; konsumsi tenaga listrik pada tempat yang digunakan oleh kedutaan, konsulat, dan perwakilan asing berdasarkan asas timbal balik; konsumsi tenaga listrik pada rumah ibadah, panti jompo, panti asuhan, dan panti sosial lainnya yang sejenis; konsumsi tenaga listrik yang dihasilkan sendiri dengan kapasitas t...
Baca selengkapnya

Dua Jenis Sumber Pada Rangkaian Listrik: Sumber Bebas dan Sumber Tidak Bebas

Gambar
Salah satu komponen paling penting dalam rangkaian listrik adalah sumber listrik yang berfungsi untuk menyuplai arus atau tegangan pada rangkaian listrik. Sumber listrik sendiri dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu sumber bebas ( independent source ) dan sumber tidak bebas ( dependent source ). Sumber Bebas Simbol Sumber Bebas Sumber bebas merupakan sumber arus atau sumber tegangan yang tidak dipengaruhi oleh nilai arus atau tegangan pada komponen lain dalam rangkaian listrik. Contoh nyata sumber bebas adalah baterai. Sumber Tidak Bebas Simbol Sumber Tidak Bebas Sumber tidak bebas disebut juga sebagai sumber terkendali ( controlled source ) merupakan sumber arus atau sumber tegangan yang dipengaruhi oleh nilai arus atau tegangan pada komponen lain dalam rangkaian listrik. Sumber tidak bebas dapat dibedakan lagi menjadi 4, yaitu: Voltage-Controlled Voltage Source (VCVS) VCVS merupakan sumber tegangan yang dipengaruhi oleh nilai tegangan pada komponen lain. Contoh penggunaan VCVS y...
Baca selengkapnya