TUGAS ELEKTRONIKA DASAR

Jelaskan bagaimana cara kerja dioda sebagai :
a. penyearah setengah gelombang 
b. penyearah gelombang penuh

Jawaban !

a. Bagaimana cara kerja dioda sebagai penyearah setengah gelombang

Penyearah setengah gelombang merupakan rangkaian penyearah yang paling sederhana, yaitu yang terdiri dari satu dioda. Gambar 1 menunjukkan rangkaian penyearah setengah gelombang. Rangkaian penyearah setengah gelombang memperoleh masukan dari sekunder trafo yang berupa tegangan berbentuk sinus, vi = Vm Sin wt (gambar 1 (b)). Vm merupakan tegangan puncak atau tegangan maksimum. Harga Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO, sedangkan harga yang tercantum pada sekunder trafo merupakan tegangan efektif yang dapat diukur dengan menggunakan volt meter. Hubungan antara tegangan puncak Vm dengan tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms.

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 1.

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 terhigga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0. Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada gambar (c) bentuknya arus searah (satu arah) yang harga rataratanya tidak sama dengan nol seperti pada arus bolak-balik.

Dalam perencanaan rangkaian penyearah, hal penting untuk diketahui adalah harga tegangan maksimum yang diijinkan terhadap dioda. Tegangan maksimum ini sering disebut PIV (peak- nverse voltage) atau tegangan puncak balik. Hal ini karena pada saat diode mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang mengalir dan semua tegangan dari sekunder trafo berada pada dioda

b. Bagaimana cara kerja dioda sebagai penyearah gelombang penuh

Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah gelombang penuh (full wave rectifier) adalah sistem penyearah yang menyearahkan semua siklus gelombang sinus menggunakan dua blok dioda (satu blok dioda bisa berupa satu atau beberapa dioda yang diparalel) yang bekerja secara komplenen. Satu dioda bekerja pada fase siklus positif dan satu dioda bekerja pada fase siklus negatif yang telah dibalik. Oleh karena itu penyearah gelombang penuh identik dengan penggunaan transformator center tap (CT) yang memiliki dua buah output sinyal AC dengan fase berkebalikan.

Rangkaian penyearah gelombang penuh menghasilkan tegangan DC dengan riak (ripple) yang lebih sedikit dibanding penyearah setengan gelombang. Hal ini karena gelombang yang dihasilkan lebih rapat yaitu hasil penggabungan dari siklus sinyal sinus positif dan siklus sinyal sinus negatif yang telah dibalik menjadi siklus positif. Jadi penyearah akan tetap mengeluarkan output pada periode gunung dan lembah dari sinyal sinus. 

Prinsip Kerja Penyearah Gelombang Penuh

Sebuah rangkaian penyearah gelombang penuh dibangun dari sebuah transformator CT dengan dua dioda penyearah. Fungsi transformator CT adalah menghasilkan dua buah sinyal sinus dengan fase yang berkebalikan. Satu lilitan menghasilkan fase yang sama dengan input dan satu lilitan yang lain menghasilkan fase yang berkebalikan dari sinyal input.

Dengan dua sinyal AC yang saling berbeda fase ini maka kedua dioda yang masing-masing berfungsi sebagai penyearah setengah gelombang dapat bekerja secara bergantian. Satu dioda menyearahkan siklus positif dari lilitan atas dan satu dioda kemudian ganti menyearahkan siklus positif dari lilitan bawah yang merupakan balikan fasa dari siklus negatif sinyal input AC.

Output dari penyearah gelombang penuh yang lebih rapat dari penyearah setengah gelombang menyebabkan riak (ripple) yang ada pada output tegangan DC menjadi lebih kecil. Akibatnya output dari penyearah gelombang penuh menjadi lebih halus dan lebih stabil dari penyearah setengah gelombang.

Perhitungan tegangan DC pada penyearah gelombang penuh bisa dikatakan dua kali dari penyearah setengah gelombang. Hal ini karena semua siklus sinyal AC dikeluarkan. Jadi besarnya tegangan output dari penyearah gelombang penuh adalah 2 kali Vmax dibagi dengan π (pi). Dimana besarnya Vmax adalah tegangan puncak (V-peak) dari salah satu siklus sinyal AC. Atau sebesar 0.637Vmax. Dan jika dihitung dengan nilai RMS menjadi 0.637 kali √2 sama dengan 0.9Vrms.

Kelebihan Dan Kekurangan Penyearah Gelombang Penuh

Kelebihan dari penyearah gelombang penuh jelas terlihat pada outputnya yang lebih halus, stabil dan efisien karena mengeluarkan semua siklus sinyal input AC. Penyearah gelombang penuh juga cocok untuk membuat power supply simetris dengan output tegangan positif, nol dan negatif yang banyak dipakai pada sistem power amplifier OCL.

Kelemahan dari penyearah gelombang penuh sebenarnya hanya dari segi biaya saja. Jika dipakai untuk menghasilkan power supply tunggal (single-supply) terlihat lebih mahal karena harus menyediakan satu lilitan lagi pada transformator untuk membalik fase. Untuk itulah dibuat penyearah sistem jembatan (bridge rectifier) yang lebih efektif pada aplikasi power supply tunggal (single-supply). Lebih jelas tentang penyearah sistem jembatan (bridge rectifier) insyaAllah akan ditulis pada artikel selanjutnya..

Sumber :

http://elektronika11c.blogspot.co.id/2013/05/penyearah-setengah-gelombang-gelombang.html

http://www.nulis-ilmu.com/2015/08/penyearah-gelombang-penuh.html