Penyearah Set engah Gelom bang

Dioda sem i kondukt or banyak digunakan sebagai penyear ah.

Penyear ah yang paling seder hana adalah penyear ah set engah

gelom bang, yait u yang t er dir i dar i sebuah dioda. Melihat dar i

nam anya, m aka hanya set engah gelom bang saj a yang akan

disear ahkan. Gam bar 28 m enunj ukkan r angkaian penyear ah

set engah gelom bang.

Rangkaian penyear ah set engah gelom bang m endapat m asu kan

dar i skunder t r af o yang ber upa sinyal ac berbent uk sinus, Vi =

Vm Sin wt ( Gam bar 28 ( b) ) . Dar i per sam aan t er sebut , Vm m er u pakan t egangan puncak at au t egangan m aksim um . Har ga

Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO yakni dengan m elih at

langsu ng pada gelom bangnya. Sedangkan pada um u m ny a

har ga yang t er cant um pada sku nder t r af o adalah t egangan

ef ekt if . Hubungan ant ar a t egangan puncap Vm dengan

t egangan ef ekt if ( Vef f) at au t egangan r m s ( Vr m s) adalah:

Vm

V

_{ef f}

= V_{rm s} = = 0 .7 0 7 Vm

2

Tegangan ( ar us) ef ekt if at au r m s ( r oot - m ean- squar e) adalah

t egangan ( ar us) yang t er ukur oleh volt m eter ( am per - m et er ) .

Kar ena har ga Vm pada um um nya j auh lebih besar dar i pada Vg

( t egangan cut - in dioda) , m aka pada pem bah asan penyear ah ini

Vg diabaikan.

Pr in sip ker j a penyear ah set engah gelom ban g adalah bahw a

pada saat sinyal input ber upa siklus posit ip m aka dioda

m endapat bias m aj u sehingga ar us ( i) m engalir ke beban ( RL) ,

dan sebalikn ya bila sinyal in put

ber upa siklus negat ip m aka dioda m endapat bias m un dur

sehi ngga t idak m engalir ar us. Bent uk gelom bang t egangan

input ( vi) dit unj ukkan pada ( b) dan ar us beban ( i) pada ( c) dar i

Gam bar 28.

v

_i

i R

_L

v

_d

masukan

sinyal ac

(a)

Gam bar 28. Penyear ah Set engah Gelom bang ( a) Rangkaian; ( b) Tegangan Sku nder Tr af o; ( c) Ar us Beban

vi

0 p 2p

V

m

(b)

0 p 2p

i

Im

I

_d

_c

(c)

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

.

dim ana:

Resist ansi dioda pada saat ON ( m endapat bias m aj u) adalah Rf ,

yang um um nya nilainya lebih kecil dar i R_L. Pada saat dioda

OFF ( m endapat bias m undur ) r esist ansinya besar sekali at au

dalam pem bahasan in i dianggap t idak t er hingga, sehingga ar us

dioda t idak m engalir at au i = 0.

Ar us yang m engalir ke beban ( i) t erlihat pada Gam bar ( c)

bent uknya sudah sear ah ( sat u ar ah) yait u posit ip sem ua.

Apabila ar ah dioda dibalik, m aka ar us yang m engalir adalah

negat ip. Fr ekuensi sinyal keluar an dar i penyear ah set engah

gelom bang ini adalah sam a dengan f r ekuensi input ( dar i j

ala-j ala list r ik) yait u 50 Hz. Kar ena ala-j ar ak dar i puncak sat u ke

puncak ber ikut ny a adalah sam a.

Bila diper hat ikan m eski pun sinyal kelu ar an m asih ber bent uk

gelom bang, nam un ar ah gelom bangnya adalah sam a, yait u

posit ip ( Gam bar c) . Ber ar t i har ga r at a- r at anya t idak lagi nol

seper t i halnya ar us bolak- balik, nam un ada suat u har ga

t er t ent u. Ar us r at a- r at a ini ( I dc) secara m at em at is bisa

dinyat akan:

Vm

I m =

R

f

+ R

L

i = I m Sin

w

t ,j ika 0

£ w

t

£ p

( siklus posit ip) i = 0 ,j ika

p £ w

t

£

2

p

( siklus negat ip)

Unt uk penyear ah set engah gelom bang diper ol eh:

Tegangan kelu ar an dc yang ber upa t ur un t egangan dc pada

beban adalah:

Vdc = I dc.RL

Apabila har ga Rf j auh lebih kecil dar i RL, yang ber ar t i Rf bisa

diabaikan, m aka:

Vm = I m .RL

Sehingga:

Apabila penyear ah beker j a pada t egangan Vm yang kecil, unt uk

m em per oleh hasil yang lebih t elit i, m aka t egangan cut - in dioda

( Vg ) per lu diper t im bangkan, yait u:

=

p

w

p

₀

^Im

2

1

dt

t

Sin

Idc

318

.

0

Im

@

=

p

Idc

p

RL

Vdc Im.

=

Vm Vm Vdc= @0.318 p

( )

318 . 0 Vm Vg Vdc=

-Dalam per encanaan r angkaian penyear ah yang j uga pent ing

unt uk diket ahui adalah ber apa t egangan m aksi m um yang boleh

diber ikan pada dioda. Tegangan m aksi m um yang har u s dit ahan

oleh dioda ini ser ing disebut dengan ist ilah PI V ( peak- inver se

volt age) at au t egan gan puncak balik. Hal in i kar ena pada saat

dioda m endapat bias m un dur ( balik) m aka t idak ar us yang

m engalir dan sem ua t egangan dar i skunder t r af o ber ada pada

dioda. Bent uk gelom bang dar i sinyal pada dioda dapat dilihat

pada Gam bar 29. PI V unt uk penyear ah set engah gelom bang ini

adalah:

Vm

PIV =

Bent uk gelom bang sinyal pada dioda seper t i Gam bar 28 dengan

anggapan bahw a Rf dioda diabaikan, kar ena nil ainya kecil

sekali dibanding RL. Sehin gga pada saat siklus posit ip dim ana

dioda sedang ON ( m endapat bias m aj u) , t er lihat t ur un

t egangannya adalah nol. Sedangkan saat siklu s negat ip, dioda

sedang OFF ( m en dapat bias m un dur ) sehingga t egangan Gam bar 29 Bent uk Gelom bang Sinyal pada Dioda

0 p 2p

Vd

Penyear ah Gelom bang Penuh Dengan Tr af o CT

Rangkaian penyear ah gelom bang penuh ada dua m acam , yait u

dengan m enggunakan t r af o CT ( cent er - t ap = t ap t engah) dan

dengan sist em j em bat an. Gam bar 30 m enun j ukkan r angkaian

penyear ah gelom bang penuh dengan m enggu nakan t r af o CT.

Ter m inal skunder dar i Tr af o CT m engeluar kan dua buah

t egangan keluar an yang sam a t et api f asanya ber law anan

dengan t it ik CT sebagai t it ik t engahnya. Kedua keluar an ini

m asing- m asing dihubungkan ke D1 dan D2, sehingga saat D1

m endapat sinyal siklus posit ip m aka D1 m endapat sinyal siklus

negat ip, dan sebaliknya. Dengan dem ikian D1 dan D2 hidupnya

ber gant ian. Nam un kar ena arus i₁ dan i₂ m elew at i t ahanan

beban ( RL) dengan ar ah yang sam a, m aka iL m enj adi sat u ar ah

( 29 c) .

i

₁

R

_L

i

₂

masukan