Dioda Zener adalah jenis diode khusus yang dirancang untuk
beroperasi dalam kondisi breakdown terkontrol dalam rangkaian. Dioda Zener
memiliki dua mode operasi utama, yaitu pada kondisi forward bias (bias maju)
dan kondisi reverse bias (bias mundur). Prinsip kerja dioda Zener dalam kedua
kondisi ini adalah sebagai berikut:
1. Prinsip Kerja Dioda Zener dalam Forward Bias (Bias Maju):
Ketika dioda Zener diberi tegangan dalam keadaan forward
bias, arus listrik dapat mengalir melalui diode dengan mudah seperti dioda
biasa. Prinsip kerja dioda Zener dalam kondisi forward bias hampir sama dengan
dioda silikon biasa. Diode Zener akan mengizinkan aliran arus dari anode
(terminal positif) ke katoda (terminal negatif) seperti yang dijelaskan dalam
penjelasan sebelumnya tentang forward bias diode.
Namun, perbedaan utama dioda Zener terletak pada perilaku
khususnya ketika tegangan diberikan dalam kondisi reverse bias.
2. Prinsip Kerja Dioda Zener dalam Reverse Bias (Bias
Mundur):
Dalam kondisi reverse bias, dioda Zener berperilaku secara
berbeda dari diode biasa. Prinsip kerja dioda Zener dalam kondisi ini adalah
menciptakan zona breakdown terkontrol.
Zona Breakdown Terkontrol: Dioda Zener dirancang dengan
karakteristik khusus yang memungkinkannya beroperasi dalam zona breakdown
terkontrol, yang disebut juga sebagai zona Zener. Ketika tegangan reverse bias
yang cukup tinggi diterapkan pada dioda Zener, lapisan depletion (lapisan yang
tidak memiliki elektron bebas atau lubang) dioda tersebut akan menabrak. Ini
menghasilkan aliran arus yang signifikan melalui diode, yang disebut arus
Zener.
Tegangan Zener (Vz): Tegangan pada saat lapisan depletion
menabrak dan arus Zener mulai mengalir disebut sebagai tegangan Zener (Vz).
Tegangan Zener ini adalah tegangan referensi yang stabil dan dapat diandalkan.
Diode Zener digunakan dalam banyak aplikasi sebagai referensi tegangan untuk
mengatur atau mengstabilkan tegangan dalam rangkaian elektronik.
Stabilitas Tegangan: Salah satu fitur utama dioda Zener
adalah stabilitas tegangannya. Bahkan dalam berbagai variasi suhu dan perubahan
arus, tegangan Zener tetap relatif konstan.
Jadi, dioda Zener memanfaatkan prinsip zona breakdown
terkontrol saat dalam kondisi reverse bias untuk menghasilkan tegangan Zener
yang stabil. Ini membuat dioda Zener sangat berguna dalam berbagai aplikasi
elektronik untuk menghasilkan tegangan referensi yang konstan. Ketika dioda
Zener digunakan dalam kondisi forward bias, ia berperilaku seperti diode biasa
dan mengizinkan aliran arus dalam satu arah.
a. Mencari arus pada dioda zener forward bias
b. Mencari tegangan pada dioda zener forward bias
c. Mencari arus dan tegangan pada dioda zener reverse bias
Analisa prinsip kerja dari diode Zener berdasarkan percobaan
jawab:
Prinsip kerja dioda zener umumnya sama dengan dioda biasa, namun dioda zener adalah dioda yang dirancang khusus untuk bekerja dalam mode terbalik (reverse-bias) dengan tegangan tertentu yang disebut tegangan Zener atau tegangan pukulan (breakdown voltage). Pada rangkaian reverse bias Dioda Zener dihubungkan secara terbalik dalam rangkaian, yang berarti terminal positif dihubungkan dengan sumber tegangan negatif, dan terminal negatif dihubungkan dengan sumber tegangan positif. Ini akan menciptakan potensial pembalikan pada dioda, yang akan mencegah aliran besar arus melalui dioda.
Download video percobaan mencari arus dioda zener pada forward bias [klik disini]
Download video percobaan mencari tegangan dioda zener pada forward bias [klik disini]
Download video percobaan mencari arus dan tegangan dioda zener reverse bias [klik disini]
Download video penjelasan [klik disini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar