Reverse Recovery Time



1. Tujuan  [kembali]

  1. Untuk mempelajari waktu pemulihan balik.
  2. Untuk mengaplikasikan waktu pemulihan balik dalam kehidupan sehari-hari


2. Alat dan Bahan[kembali]

ALAT DAN BAHAN:

1. DIODA

        Dioda (diode) yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Di ilmu Fisika dioda dipakai penyeimbang arah rangkaian elektronika. Elektronika ada 2 terminal yaitu anoda berarti positif dan katoda berarti negatif. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Jadi, anode bisa menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tapi kalo sebaliknya katoda ke anoda.

        Ada beberapa fungsi dari Dioda, antara lain dibawah ini:
  • Buat alat sensor panas, misalnya dalam amplifier.
  • Sebagai sekering(saklar) atau pengaman.
  • Buat rangkaian clamper bisa memberikan tambahan partikel DC buat sinyal AC.
  • Buat menstabilkan tegangan pada voltage regulator
  • Buat penyearah
  • Buat indikator
  • Buat alat menggandakan tegangan.
  • Buat alat sensor cahaya, biasanya memakai dioda photo.
  • Buat sebuah rangkaian VCO atau Voltage Controlled Oscilator, biasanya memakai dioda varactor.

Jenis-jenis dioda:


2. BATERAI


        Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
        

Jenis-jenis Baterai

Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

1. Baterai Primer (Baterai Sekali Pakai/Single Use)

Baterai Primer atau Baterai sekali pakai ini merupakan baterai yang paling sering ditemukan di pasaran, hampir semua toko dan supermarket menjualnya. Hal ini dikarenakan penggunaannya yang luas dengan harga yang lebih terjangkau. Baterai jenis ini pada umumnya memberikan tegangan 1,5 Volt dan terdiri dari berbagai jenis ukuran seperti AAA (sangat kecil), AA (kecil) dan C (medium) dan D (besar). Disamping itu, terdapat juga Baterai Primer (sekali pakai) yang berbentuk kotak dengan tegangan 6 Volt ataupun 9 Volt.

Jenis-jenis Baterai yang tergolong dalam Kategori Baterai Primer (sekali Pakai / Single use) diantaranya adalah :

a. Baterai Zinc-Carbon (Seng-Karbon)

Baterai Zinc-Carbon juga disering disebut dengan Baterai “Heavy Duty” yang sering kita jumpai di Toko-toko ataupun Supermarket. Baterai jenis ini terdiri dari bahan Zinc yang berfungsi sebagai Terminal Negatif dan juga sebagai pembungkus Baterainya. Sedangkan Terminal Positifnya adalah terbuat dari Karbon yang berbentuk Batang (rod). Baterai jenis Zinc-Carbon merupakan jenis baterai yang relatif murah dibandingkan dengan jenis lainnya.

b. Baterai Alkaline (Alkali)

Baterai Alkaline ini memiliki daya tahan yang lebih lama dengan harga yang lebih mahal dibanding dengan Baterai Zinc-Carbon. Elektrolit yang digunakannya adalah Potassium hydroxide yang merupakan Zat Alkali (Alkaline) sehingga namanya juga disebut dengan Baterai Alkaline. Saat ini, banyak Baterai yang menggunakan Alkalline sebagai Elektrolit, tetapi mereka menggunakan bahan aktif lainnya sebagai Elektrodanya.

c. Baterai Lithium

Baterai Primer Lithium menawarkan kinerja yang lebih baik dibanding jenis-jenis Baterai Primer (sekali pakai) lainnya. Baterai Lithium dapat disimpan lebih dari 10 tahun dan dapat bekerja pada suhu yang sangat rendah. Karena keunggulannya tersebut, Baterai jenis Lithium ini sering digunakan untuk aplikasi Memory Backup pada Mikrokomputer maupun Jam Tangan. Baterai Lithium biasanya dibuat seperti bentuk Uang Logam atau disebut juga dengan Baterai Koin (Coin Battery). Ada juga yang memanggilnya Button Cell atau Baterai Kancing.

d. Baterai Silver Oxide

Baterai Silver Oxide merupakan jenis baterai yang tergolong mahal dalam harganya. Hal ini dikarenakan tingginya harga Perak (Silver). Baterai Silver Oxide dapat dibuat untuk menghasilkan Energi yang tinggi tetapi dengan bentuk yang relatif kecil dan ringan. Baterai jenis Silver Oxide ini sering dibuat dalam dalam bentuk Baterai Koin (Coin Battery) / Baterai Kancing (Button Cell). Baterai jenis Silver Oxide ini sering dipergunakan pada Jam Tangan, Kalkulator maupun aplikasi militer.

3. VOLTMETER



        Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik. Susunannya paralel sesuai dengan lokasi komponen yang diukur. Ada tiga lempengan tembaga yang ada di dalamnya. Semua lempengan itu terpasang pada Bakelit yang sudah terangkai dalam sebuah tabung plastik maupun kaca. Lempengan luarnya dinamakan anode, sedangkan lempengan tengahnya dinamakan katode. Ukuran tabung yang dimaksud biasanya sekitar 15 x 10 cm (tinggi x diameter).

        Tidak jauh berbeda dengan Amperemeter, desain voltmeter juga dibagi menjadi hambatan seri atau multiplier dan juga galvanometer. Kinerja alat ukur ini akan lebih baik dan bisa meningkat jika ditambah dengan multiplier. Dengan penambahan ini, diharapkan kemampuannya bisa bertambah berkali lipat besar daripada sebelumnya. Jika kuat arus dan medan magnet Saling berinteraksi maka akan timbul gaya magnet. Gaya itulah nanti yang akan menggerakkan jarum. Besar kecil penyimpangan jarum akan dipengaruhi oleh arus listrik yang mengalir.

Fungsi Voltmeter.

        Apa itu fungsi dari voltmeter? Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik. Biasanya, ketika Anda akan menggunakan alat ini, Anda akan menemukan tulisan milivolt (mV), voltmeter (V), mikrovolt, dan juga kilovolt (kV). Tahukah Anda? Alat ini memiliki batasan ukuran yaitu nilai maksimum tegangan yang bisa diukur oleh alat itu. Jika pengukuran melebihi batas yang ditentukan, otomatis alat itu akan rusak.

        Voltmeter sering kali dihubungkan dengan amperemeter. Padahal, keduanya berbeda. Amperemeter berfungsi untuk mengukur ampere atau kuat arus listrik, dan voltmeter berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik atau volt.

Bagian-Bagian Voltmeter:

        Ada beberapa bagian-bagian voltmeter dari alat ukur ini yang perlu Anda ketahui, berikut adalah bagiannya:

  • Terminal positif dan negatif.
  • Batas ukur.
  • Setup pengatur fungsi.
  • Jarum penunjuk.
  • Skala tinggi dan rendah.

Lihat juga: Pengertian Penggaris dan Cara Menggunakannya

Cara Menggunakan Voltmeter:

           Jika Anda belum mengetahui cara menggunakan voltmeter ini, berikut dapat Anda simak:

  • Rangkai komponen yang memiliki potensial berbeda secara paralel.
  • Sesuaikan rangkaian arus yang mana harus searah dengan pemasangan kutub-kutub voltmeter.
  • Pastikan bahwa kutub positif dan negatif memiliki potensial yang berbeda. Dari keduanya, kutub positif memiliki potensial yang tinggi.
  • Periksa kabel hitam, biru, dan merah, jika ada penyimpangan mengarah ke kiri berarti pemasangannya terbalik. Namun, hal itu tidak akan menjadi masalah untuk rangkaian arus bolak balik.

Macam Macam Voltmeter

        Voltmeter ini terdiri dari dua macam yaitu Analog dan Digital. Apa perbedaan dari keduanya? voltmeter yang terpasang secara paralel pada suatu rangkaian dapat dijadikan patokan sebagai cara untuk mengetahui tegangan. Kutub alat ukur ini pun harus searah dengan arus baik kutub positif maupun kutub negatif.

            Pada jenis digital, pemasangan terbalik akan terlihat jika muncul angka negatif. Oleh karenanya, pemasangan haruslah sesuai dan benar. Nah, Untuk spesifik perbedaan dari kedua jenis alat ini dapat diketahui sebagai berikut:

  • Tegangan DC lebih sulit dinaikkan dibandingkan dengan tegangan AC yang mudah.
  • Transmisi dari pembangkit kepada pelanggan lebih mudah listrik AC dibandingkan listrik DC.
  • Dari kedua jenis ini, DC merupakan pembangkit listrik yang lebih simpel dan mudah digunakan.
  • Terdapat nilai maksimum dan juga minimum untuk arus dan tegangan AC, tidak sama halnya dengan DC yang tidak ada nilai yang dimaksud.

Cara Kerja Dari Voltmeter

        Perlu Anda ketahui, voltmeter merupakan sebuah alat ukur yang memiliki prinsip kerja tertentu. Terdapat fluksi magnetik yang mempunyai bentuk seperti gelombang sinus yang mana frekuensinya sama. Fluksi magnetik tersebut nantinya akan memasuki kepingan logam secara paralel. Ada perbedaan fase dari satu fluks dengan yang lainnya. Tegangan tegangan yang menimbulkan arus putar dalam kepingan itu dipengaruhi karena adanya fluks yang bolak-balik.

      Untuk Voltmeter jenis digital, angka diskrit adalah gambaran atau aktualisasi dari pengukuran terhadap DC dan juga AC. Angka ini dijadikan sebagai alternatif dari defleksi jarum penunjuk dalam alat ukur jenis analog. Penunjukan yang dilakukan terhadap angka untuk berbagai    keperluan justru sangat menguntungkan. Mengapa? berikut adalah alasannya:

  • Dapat meminimalisir problem atau kesalahan pembacaan oleh manusia serta interpolasi.
  • Mencegah terjadinya kesalahan parataksis.
  • Dapat meningkatkan kecepatan pembacaan.
  • Dapat dijadikan sebagai pelengkap daripada keluaran yang dalam bentuk digital, yaitu berdasarkan pengolahan dan juga pencatatan selanjutnya.
  • Jenis digital adalah jenis yang bisa diteliti dan juga diandalkan, sehingga dapat dipakai untuk berbagai keperluan pengukuran di dalam laboratorium.
  • Jenis digital dipercaya bisa bersaing dengan alat-alat analog yang bersifat konvensional. Hal ini disebabkan perkembangan serta penyempurnaan modul rangkaiannya berkurang. Tidak hanya modul, tetapi juga kebutuhan daya, harga, hingga ukuran.
  • Karakteristik operasi dan karakteristik khas menunjukkan bahwa kualitas jenis digital lebih unggul.

        Berikut adalah spesifikasi yang tidak hanya berlaku pada sebuah instrumen saja, namun, informasi ini diharapkan dapat memberikan gambaran keadaan saat ini.

  • Angka rangkuman masukan mulai dari ± 1,000000 V hingga ± 1000, 000 V (Metode pemilihan rangkuman dilakukan secara otomatis dan indikasi beban lebih).
  • Ketelitian mutlak tercatat mencapai ± 0,005 persen dari pembacaan yang sudah dilakukan.
  • Angka stabilitas untuk jangka pendek sebesar 0,002 persen dari pembacaan (periode 24 jam). Sedangkan untuk jangka panjang sebesar 0,008 persen pembacaan (periode 6 bulan).
  • Resolusi untuk 1 bagian dalam 106 yaitu 1 μV bisa dibaca pada rangkuman dari masukan 1 V.
  • Karakteristik masukannya yaitu tahanan masukan khas sebesar 10 MΩ dengan kapasitas masukan 40 pF.
  • Kalibrasi yang standar (internal) tidak tergantung pada rangkaian ukuran yang mana telah diperoleh dari sumber referensi yang sudah stabil.
  • Ada beberapa sinyal keluaran seperti perintah mencetak

Jenis digital masih dikelompokkan lagi ke dalam 4 jenis, yakni, pertama, Voltmeter digital tipe tanjak atau ramp type DVM . Kedua adalah voltmeter jenis digital tipe penggabungan atau intergrasi (integrating DVM). Ketiga adalah jenis digital yang setimbang kontinu atau continuous balance DVM. Yang terakhir yaitu jenis digital dengan pendekatan yang berturut-turut atau successive approximating DVM

4. Amperemeter


        Amperemeter adalah salah satu alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur seberapa besar kuat arus listrik yang terdapat pada sebuah rangkaian. Jika anda menggunakan alat ini, anda akan menjumpai tulisan A dan mA. A adalah Amperemeter, mA adalah miliamperemeter atau mikroamperemeter. alat ini digunakan oleh para teknisi dalam eksekusi alat multitester atau avometer yang mana merupakan gabungan dari kegunaan amperemeter, ohmmeter, dan juga voltmeter.

Pembuatan Amperemeter biasanya membutuhkan susunan yang disebut dengan shunt dan mikroamperemeter. Susunan itu nanti yang berguna dalam mendeteksi arus yang ada pada rangkaian dengan arus yang kecil, sedangkan untuk hambatan shunt untuk arus besar. Perlu anda ketahui, alat ini selalu beroperasi berdasarkan pada gaya Lorentz gaya magnetis. Gaya lorentz ini ditimbulkan oleh kumparan berlapis medan magnet yang di dalamnya mengalir arus. Simpangan akan semakin besar seiring meningkatnya arus yang mengalir.

Fungsi Amperemeter

Apa kegunaan dari Ampere meter itu sendiri? Alat ukur ini biasa digunakan sebagai alat ukur kuat arus listrik dalam rangkaian tertutup. Berbeda dengan voltmeter yang berfungsi untuk mengukur beda potensial yang ada di dua titik yang terdapat pada rangkaian listrik. Namun, voltmeter ini hanya digunakan untuk rangkaian yang dipasang paralel.

Sedangkan, jika Ampere meter rangkaiannya juga secara paralel tetapi bersamaan dengan resistansi yang dinamakan resistensi shunt (Rsh). Rangkaian tersebut dapat memperbesar batas ukur alat ini. Seperti yang diketahui, alat ukur ini memiliki batas maksimal pengukuran yang harus dipahami.

Cara Menggunakan Amperemeter

Dalam menggunakan ampere meter kita harus benar, jika tidak maka hasilnya akan kurang tepat dan bisa juga akan minus jika salah. Perlu anda ketahui, ada dua cara menggunakan amperemeter untuk pengukuran. Berikut ini adalah caranya

Macam macam Amperemeter :

1. Amperemeter AC.

Ampere meter AC adalah salah satu alat ukur AC yang digunakan untuk mengetahui besar kecilnya arus yang terdapat pada rangkaian listrik AC. Alat ukur ini biasa ada pada susunan seri. Alat ini akan memperoleh arus yang melalui penghantar yang telah terpasang pada suatu rangkaian listrik AC. Berikut adalah cara penggunaan alat ini:

  • Hal pertama adalah menyambungkan Amperemeter AC dengan konduktor yang telah dipotong sebelumnya.
  • Lalu, anda harus mengukur arus listrik dengan cara mencermati jarum yang mengarah ke angka yang terdapat pada Amperemeter AC.
  • Pahami karakteristik Amperemeter AC untuk memperoleh besaran arus listrik.
  • Hitung arus listrik dengan cara mengalikan angka yang telah ditunjuk serta angka dalam skala maksimum untuk mengetahui hasilnya.

2. Amperemeter DC.

Jenis kedua adalah Amperemeter DC yang juga merupakan alat ukur DC. Dari sini, dapat disimpulkan bahwa Amperemeter tidak hanya bisa digunakan untuk mengukur arus listrik AC saja, tetapi juga DC yang terhubung secara seri. Untuk cara penggunaannya, tidak jauh berbeda dengan cara menggunakan jenis AC.


5. Resistor 220 ohm


Spesifikasi :
Resistance (Ohms)          : 220 V
Power (Watts)                     : 0,25 W, ¼ W
Tolerance                             : ± 5%
Packaging                           : Bulk
Composition                       : Carbon Film
Temperature Coefficient : 350ppm/°C
Lead Free Status               : Lead Free
RoHS Status                        : RoHs Complient
 

6. Ground

Ground atau pertanahan adalah bagian dari Peralatan Listrik rumah. Namun kebanyakan dari masyatrakat Indonesia sudah terbiasa menyebut pertanahan atau gruonding ini dengan kata arde.
Ground atau arde pada instalasi listrik berguna sebagai pencegah terjadinya kontak antara makhluk hidup dengan tegangan listrik yang terekspos akibat terjadi kegagalan isolasi. Ground dalam rumah Anda terpasang dengan dua macam, yaitu untuk instalasi listrik rumah dan instalasi penangkal petir.Grounding Memiliki simbol seperti gambar di bawah ini :

 

7. Power Supply 

    Power supply atau pencatu daya adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi memberikan tegangan dan arus listrik pada komponen-komponen lainnya. Pada dasarnya power supply membutuhkan sumber listrik yang kemudian diubah menjadi sumber daya yang dibutuhkan oleh berbagai perangkat elektronik lainnya. Arus listrik yang disalurkan oleh power supply ini adalah jenis arus bolak-balik (AC). Namun karena kelebihan dari power supply ini, maka alat ini juga dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Power supply memiliki simbol sebagai berikut :


Ada bagian data tertentu yang biasanya disediakan pada spesifikasi dioda lembaran yang disediakan oleh produsen. Salah satu kuantitas yang belum dipertimbangkan adalah waktu pemulihan terbalik, dilambangkan dengan trr. Dalam keadaan bias maju, hal itu ditunjukkan sebelumnya bahwa ada sejumlah besar elektron dari kemajuan material tipe-n- menembus material tipe-p dan sejumlah besar lubang di tipe-n— re- persyaratan untuk konduksi. Elektron dalam tipe-p dan lubang yang melewatinya material tipe-n membentuk sejumlah besar pembawa minoritas di setiap material. Jika tegangan yang diberikan harus dibalik untuk menciptakan situasi bias balik, kami akan melakukannya idealnya ingin melihat dioda berubah secara instan dari konduksi ke keadaan nonkonduksi. Namun, karena banyaknya jumlah pembawa minoritas masuk Setiap material, arus dioda hanya akan berbalik seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah dan tetap di tingkat terukur ini untuk periode waktu ts (waktu penyimpanan) yang dibutuhkan untuk anak di bawah umur ity operator untuk kembali ke status pembawa mayoritas mereka dengan materi yang berlawanan. Intinya, dioda akan tetap dalam keadaan hubung singkat dengan I_reverse (arus kebalikan) yang ditentukan oleh parameter jaringan. Akhirnya, ketika fase penyimpanan ini telah berlalu, arus tersebut akan mengurangi tingkat yang terkait dengan keadaan nonkonduksi. Ini kedua riod waktu dilambangkan dengan ttt (interval transisi). Waktu pemulihan terbalik adalah jumlahnya dari dua interval ini: 

t_tt =  t_s + t_r

     Tentu, ini merupakan pertimbangan penting dalam aplikasi pengalihan kecepatan. Kebanyakan dioda switching yang tersedia secara komersial memiliki a trr dalam kisaran beberapa nano detik hingga 1 𝛍s. Unit tersedia, bagaimanapun, dengn trr  hanya beberapa ratus pikodetik (10^(-12)).


4. Percobaan [kembali]

    a. Prosedur Percobaan:

  1. Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
  2. Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
  3. Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
  4. Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
  5. Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
  6. Buka bagian Terminals mode ().
  7. Pilih terminal yang diperlukan.
  8. Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
  9. Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
  10. Klik play (pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
  11. Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output ...

   b. Gambar Percobaan




5. Example  [kembali] 

1.  Apa yang dimaksud dengan reverse recovery time dari dioda?

            Ketika dioda pada switching berubah dari kondisi on state ke off state, terdapat muatan yang harus dikosongkan terlebih dahulu sebelum dioda dapat masuk ke kondisi off state. waktu yang  diperlukan untuk pengosongan ini disebut reverse recovery time

 2. Apa yang menyebabkan "reverse recovery time" pada dioda?
            Pada saat dioda mengalami pergantian antara kondisi on state/forward bias menuju off state/blok  arus, pada dioda terdapat muatan yang harus dikosongkan terlebih dahulu sebelum dioda mengalami off state secara sempurna. Waktu yang dibutuhkan dalam pengosongan ini disebut "reverse receoery time" dioda mengalami off state secara sempurna. Waktu yang dibutuhkan dalam pengosongan ini disebut "reverse receoery time."

6. Problem  [kembali] 

1. The reverse recovery time of a diode is trr = 5 µs and the rate of fall of the diode current is di/dt = 80 A/µs. If the softness factor (SF) = 0,5 Determine the :Storage charge, Qrr,  Peak;everse current, IRR
solution:




2. The peak input voltage of a single phase half diode rectifier is  Vm=169 Volt at  f = 60Hz,and load resistor RL=1.2 Ohm. If trr = 4 µs, SF= 0 , Determine the :Storage  charge, Qrr,  Peak; reverse current, IRR
solution:



7. Contoh Soal  [kembali]  


1. Apa tipikal reverse recovery time dari dioda fast recovery?
a. pada umumnya memiliki recovery time selama 5 us
b. pada umumnya memiliki recovery time selama 1 piko second
c. pada umumnya memiliki recovery time selama 2 s
d. pada umumnya memiliki recovery time selama 20 s
e. pada umumnya memiliki recovery time selama 200 mikro second

2. Pada saat dioda mengalami pergantian antara kondisi on state/forward bias menuju  off  state/blok  arus, pada dioda terdapat muatan yang harus dikosongkan terlebih dahulu sebelum dioda mengalami off state secara sempurna, ini merupakan penyebab dari peristiwa?
a. reverse reusable time
b. reverse reorientation time
c. reverse rechecked time
d. reverse recovery time
e. reverse redeclaration time

8. Video  [kembali]















Tidak ada komentar:

Posting Komentar

BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2020/2021       OLEH: M. Fito Ramadhan 2 010951042       Dosen Pengampu: ...