Solusi Pekerjaan Rumah #04

Solusi Pekerjaan Rumah #04
EL2005 Elektronika Sem 2 2014-2015
Dioda Reverse Bias (Zener) dan Aplikasi
1. Sebuah regulator tegangan dirancang dengan masing-masing dua buah resistor dan dioda zener seperti
tampak pada gambar berikut.
VUR
R1
R2
VR
Z1
Z2
Dioda zener pertama Z1 mempunyai tegangan zener 8,2V pada arus test 10mA dan tegangan knee
sebesar 7,96V. Dioda zener kedua Z2 mempunyai tegangan zener 4,8V pada arus test 5mA dan
tegangan knee sebesar 4,72V. Pada perancangan tegangan input tak teregulasi VUR nominal diharapkan
12V. Pada saat tanpa beban (arus output nol) kedua dioda diharapkan berada pada keadaan test-nya.
a. Tentukan nilai resistansi kedua resistor yang digunakan (R1 dan R2).
b. Bila tegangan input mempunyai riak (ripple) sebesar 1Vpp berapakah riak tegangan outputnya?
c. Saat tegangan input nominal 12V, berapakah batas arus maksimum regulator agar tetap bekerja?
Jawab
a. Menentukan nilai resistansi kedua resistor yang digunakan (R1 dan R2).
Kedua zener dalam keadaan test:
tegangan pada Z2 atau VR 4,8V, arus pada R2 5mA
tegangan dan arus pada Z2 8,2V 10mA
Resistor R2
Arus pada R1 sebesar 10mA+5mA=15mA
Resistor R1
b. Menentukan riak tegangan outputnya
Resistansi ekivalen sinyal kecil Zener Z1
Resistansi ekivalen sinyal kecil Zener Z2
253
1Vpp
680
24
16
Tegangan riak pada output
c. Menentukan batas arus maksimum regulator agar tetap bekerja
Batas regulator bekerja saat Zener kedua berada pada tegangan knee
2. Rangkaian berikut ini dibawah ini, berapakah tegangan pada simpul Aoutpu VO bila pada suhu kamar
arus saturasi IS dioda D1 80pA, D2 40pA, dan D3 20pA? Berapakah tegangan tersebut bila temperatur
mengalami kenaikan 40oC?
+10V
1M
D1
10k
D2
VO
D3
100k
10M
3. Rangkaian penyearah jembatan gelombang penuh digunakan pada rangkaian adaptor tegangan ac
220V 50Hz ke DC 15V dengan filter kapasitor. Adaptor akan mendapat beban 1,5A dan diinginkan
memberikan tegangan ripple 10mV, tentukan
a. Perbandingan jumlah lilitan primer dan sekunder transformator
b. Nilai kapasitansi filter adaptor tersebut
c. Tegangan breakdown dan kemampuan arus forward dioda yang aman (gunakan batas 160% dari
nilai tegangan dan arus maksimum yang terjadi.)