41 Jika tegangan yang diberikan kepada dioda zener mencapai nilai
breakdown Gambar 3.4, elektron yang baru dibebaskan dengan kecepatan cukup tinggi membebaskan elektron valensi yang lain,
sehingga arus mengalir cukup besar. Efek zener berbeda-beda tergantung dari doping pada metrial pembentukannya.
Gambar 3.4 Arus bocor dioda zener pada arah reverse Pada daerah reverse, dioda zener mulai aktif bila tegangan dioda
negatif sama dengan tegangan zener dioda, atau dapat dikatakan bahwa didalam daerah aktif reverse
I U
konduktansi besar sekali dan sebelum aktif
I U
konduktansi kecil sekali.
c. Karakteristik Dioda Zener.
Jika digambarkan kurva karakteristik dioda zener dalam kondisi forward bias dan reverse bias adalah sebagai berikut Gambar 3.5.
Gambar 3.5 Grafik Karakteristik Dioda Zener
42
d. Harga Batas Dioda Zener
Harga batas adalah data-data komponen dioda zener yang harus di penuhi dan tidak boleh dilampaui batas maximumnya serta tidak
boleh jauh lebih kecil dari batas minimumnya. Adapaun harga batas tersebut memuat antara lain keterangan tentang tegangan break down
Uz , arus maximumnya dioda zener Iz, tahanan dalam dioda zener Rd.
e. Tegangan Breakdown dan Rating Daya
Gambar 3.5 menunjukkan kurva tegangan dioda zener. Pada dioda zener, breakdown mempunyai kenaikan arus yang hampir
vertikal pada saat tegangan breakdown tercapai. Tegangan tersebut konstan sebesar U
Z.
. Disipasi daya dioda zener sama dengan perkalian tegangan dan arusnya , yaitu :
Z Z
Z
I U
= P
………………………………………..……Persamaan 3.1 Bila
diketahui U
Z
= 12V
dan I
Z
= 10
mA, maka
W 0,12
= 0,01
1,2 =
P
Z
Selama rating daya dioda zener P
Z
kurang dari P
Zmax,
maka dioda zener tidak akan rusak. Dioda zener yang ada di pasaran mempunyai rating daya dari 14 W sampai lebih dari 50 W .
Data sheet zener dioda biasanya mencantumkan harga arus zener maksimum I
ZM
Hubungan antara I
ZM
dan rating daya adalah :
Z Zmax
ZM
V P
= I
………………………….…………………Persamaan
3.2 2. Penggunaan Dioda Zener
Sesuai dengan sifat-sifat yang dimiliki, dioda zener dapat digunakan sebagai penstabil tegangan searah.
Gambar 3.7 Penstabil tegangan dengandioda zener
43 Salah satu contoh adalah ditunjukkan pada Gambar 3.7. Penyelesaian
rangkaian stabilitas tegangan dengan dioda zener adalah sebagai berikut:
Arus pada Rv :
I
S
= U - U
R
i Z
S
……….………..…Persamaan 3.3 I
Z
= I
S
– I
L
……………………………………Persamaan 3.4 Tegangan-beban : U
L
= U
Z
Arus-beban :
L Z
L
R U
= I
………………...…………Persamaan 3.5 Bila beban R
L
paralel terhadap dioda zener , maka akan didapatkan hubungan :
U
L
= U
Z
I
S
= I
Z
+ I
L
U
i
= U
V
+ U
Z
…………………….…….………….Persamaan 3.6 Arus zener maksimum akan terjadi , bila arus beban IL dalam keadaan
minimum dan tegangan input Ui maksimum, sehingga IS dalam keadaan maksimum .
I
Z max
= I
Smax
- I
Lmin
……………………….….……….Persamaan 3.7 Sebaliknya arus zener akan minimum bila tegangan input U
i
dalam keadaan minimum dan arus beban dalam keadaan maksimum pada
waktu yang sama. IZmin= Ismin - ILmax
…………………….…….….…..…Persamaan 3.8
max min
max min
min max
max
45 ,
1
L L
Z i
Z i
L Z
V
I I
U U
U U
I U
P …….Persamaan 3.9
PV = Disipasi daya atau hilang daya pada dioda zener 1,45 = Faktor toleransi yang diberikan akibat adanya minority carrier
pembawa minoritas yang terdapat dalam zener Jika tidak ada spesifikasi tabel data maka diambil harga :
I Z min = 0,1 . IZ max IZmax diambil dari luar tabel tanpa tambahan pendinginan permukaan
Untuk menampung kelebihan drop tegangan akibat pemasangan dioda zener, maka harus dipasang sebuah tahanan depan RV yang nilainya sebesar :
L Z
Z i
S v
V
I I
U U
I U
R
…….….…………………Persamaan 3.10
