Eksperimen Pengatur Tegangan dengan Dioda Zener 12 Volt
Bagian dan Bahan
- Empat baterai 6 V (total 24 V saat disambung secara seri)
- Dioda Zener 12 V (misalnya, 1N4742, katalog Radio Shack #276-563 atau setara)
- Resistor 10 kΩ
Untuk eksperimen ini, setiap dioda Zener tegangan rendah akan berfungsi. Kami merekomendasikan dioda yang tegangan Zener-nya melebihi tegangan satu baterai sehingga Anda dapat mengamati perilakunya di bawah kondisi sub-breakdown.
Referensi Silang
Lessons In Electric Circuits, Volume 3, Bab 3: “Dioda dan Rectifier”
Tujuan Pembelajaran
- Memahami bagaimana dioda Zener mengatur tegangan
- Mengenali peran resistor seri dalam rangkaian Zener
- Menganalisis penurunan tegangan di seluruh komponen pada berbagai tingkat supply
Diagram Skematik
Ilustrasi
Instruksi
Bangun rangkaian yang ditunjukkan di atas, pastikan dioda Zener dirangka dalam reverse bias (katoda ke positif, anoda ke negatif). Gunakan satu baterai 6 V sebagai sumber daya dan ukur tegangan di seluruh dioda. Catat bacaan dasar ini.
Selanjutnya, tambahkan baterai 6 V kedua secara seri untuk menciptakan supply 12 V. Ukur ulang penurunan tegangan dioda dan resistor dengan multimeter.
Lanjutkan dengan menambahkan baterai ketiga dan keempat, menghasilkan supply 18 V dan 24 V masing-masing. Untuk setiap tingkat supply, catat tegangan di seluruh Zener dan resistor. Amati bahwa tegangan Zener tidak pernah melebihi nilai breakdown-nya (≈12 V), sementara resistor menurunkan tegangan berlebih.
Kesimpulan utama:
- Dioda Zener menahan tegangan di seluruhnya pada nilai yang diratingnya.
- Ia tidak dapat menciptakan tegangan; jika supply di bawah tegangan Zener, penurunan dioda sama dengan tegangan supply.
- Resistor seri membatasi arus dan menyerap tegangan berlebih.
Simulasi Komputer
Skematik dengan nomor node SPICE:
Netlist (salin berikut ke dalam file teks):
Zener diode v1 1 0 r1 1 2 10k d1 0 2 mod1 .model mod1 d bv=12 .dc v1 18 18 1 .print dc v(2,0) .end
Model SPICE menggunakan dioda standar dengan parameter reverse-breakdown (bv=12) yang diatur ke tegangan Zener yang diinginkan.
Lembar Kerja Terkait
- Lembar Kerja Dioda Zener
- Lembar Kerja Sumber Daya Terregulasi
