Dioda Penyearah
Salah satu penggunaan terpenting diode didsarkan pada kemampuan diode untuk menghantarkan arus hanya ke satu arah. Perhatikan apa yang terjadi pada rangkaian di bawah ini:
Arus listrik yang diberikan ke rangkaian ialah arus bolak-balik yang dihasilkan oleh sebuah transformator.
Pada diagram di bawah, sebuah beban disambungkan ke rangkaian di atas, diagram memperlihatkan jalur yang dilalui arus AC selama setengah siklus positifnya. Diode diberi bias maju sehingga sanggup menghantarkan arus. Arus mengalir melewati diode ke beban dan kembali menuju trafo melewati jalur 0V.
Diode tidak menghantarkan aruslistrik selama setengah siklus negative AC, sebagaimana diperllihatkan ke bawah:
Bentuk gelombang arus yang melewati beban di-plot pada gambar di sebelah kanan atas. Meskipun terliat naik-turun (berbentuk ibarat pulsa), tegangan tetap bernilai positif. Tegangan semacam ini setara dengan tegangan DC.
Dengan membandingkan grafik tegangan input AC dengan tegangan output DC kita sanggup mengetahui bahwa:
- Tidak terdapat output selama setengah-siklus negative. Setengah dari daya input terbuang secara sia-sia.
- Amplitude output lebih kecil dibandingkan dengan amplitude input. Hal ini disebabkan oleh timbulnya jatuh teganganmaju pada diode.
Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
Rangkaian di bawah ini menyearahkan tegangan AC dengan memakai sebuah jembatan (bridge) yang terdiri dari empat buah diode:
Selama setengah siklus positif,diode D1 dan diode D2 diberi bias maju sehingga keduanya menghantarkan arus. Diode D3 dan diode D4 diberi bias mundur dan, oleh karenanya, tidak menghantarkan arus. Arus mengalir melalui beban sebagaimana diperlihatkan pada diagram berikutnya.
Selama setengah siklus negative, diode D1 dan diode D2 diberi bias mundur sehingga keduanya tidak meghantarkan. Diode D3 dan Dioda D4 memperoleh bias maju dan menghantarkan arus listrik.
Kesimpulan yang sanggup kita peroleh ialah bahwa arus terus mengalir melewati beban, pada arah yang sama sebagaimana sebelumnya. Grafikgrafik tegangan input dan tegangan output ialah sebagai berikut:
Rangkaian penyearah tetap menghasilkan output selama berlangsungnya kedua siklus setengah-gelombang, sehingga rangkaian ini efisien 100%. Rangkaian ini disebut sebagai rangkaian penyearah gelobang penuh. Di dalam tiap-tiap siklus setengah gelombang, arus mengalir melewati dua buah diode dan, dengan demikian, amplitude output yang dihasilkan ialah sebesar amplitude input dikurangi dua kali jatuh tegangan maju (sekitar 1,4 V).
Rangkaian penyearah dipakai di dalam PSU-PSU dan di dalam unitunit catu daya lainnya untuk menghasilkan listrik DC dari input teganganrendah yang diberikan oleh trafo sumber (mains) PLN.
Meratakan Gelombang Output DC
Output DC yang dihasilkan oleh sebuah rangkaian penyearah, dengan bentuk gelombang yang naik-turun (pulsing), tidak sanggup dipakai untuk mencatu rangkaian-rangkaian listrik sebelum diratakan. Proses perataan gelombang ini dilaksananakan dengan cara menyambungkan sebuah kapasitor bernili besar ke output DC.
Kapasitor yang dipakai biasanya ialah kapasitor elektrolisis aluminium dan mempunyai nilai kapasitansi sebesar 1000 mF atau lebih. Pulsa-pulsa DC yang dihasilkan secara terus-menerus akan segera mengisi muatan kapasitor hinggs mencpai tegangan puncaknya. Ketika beban menarik arus dari rangkaian, tegangan pada kapasitor sedikit demi sedikit jatuh dari level puncak oleh pulsa berikutnya. Hasinya ialah sebuah gelombang DC dengan sedikit riak gelombang (ripple).
Apabila kapasitor mempunyai kapasitansi yang cukup besar sedangkan arus yang ditarik oleh beban tidak terlalu besar, tegangan output yang dihasilkan akan serata gelombang DC murni.
Aktivitas yang harus dilakukan
Gunakan sebuah trafo sumber bertegangan-rendah dan sebuah osiloskop untuk mengamati bentuk gelombang output yang dihasilkan oleh rangkaian penyearah setngah-gelombang dan rangkaian penyearah gelombang-penuh, dalam bentuk yang belum diratakan dan sudah diratakan.