1. Sebutkan macam-macam dioda daya
Jawab:
General Purpose Diode
- High reverse recovery time, typically 25 us,
- Use for low speed application
- Low frequency up to 1 KHz
- Rating current from less than 1 A
- Voltage rating from 5 V to 50 KV
Fast Recovery Diode
- Low recovery time less then 5 us
- Use for chopper and inverter
- Rating current from less than 1 A
- Voltage rating from 5 V to 3 KV
Schottky Diode
- Low forward voltage drop
- Use for high current low voltage rectifier
- Rating current from 1 A – 300 A
- Voltage rating to 100V
2. Gambarkan dan jelaskan symbol dan karakterisitik dioda!
Jawab:
Dioda merupakan komponen elektronika yang mempunyai dua elektroda (terminal), dapat berfungsi sebagai penyearah arus listrik. Ada dua jenis dioda yaitu dioda tabung dan dioda semikonduktor. Dengan kata lain sambungan semikonduktor P-N hanya dapat mengalirkan arus ke satu arah. Dioda semikonduktor dibuat dari sambungan P-N ini. Terminal pada P disebut anoda, sedang terminal N disebut katoda. Gambar a menunjukkan sambungan P-N nya, sedang gambar b menunjukkan lambang atau simbolnya. Arah panah menunjukkan arah hole (arus listrik) jika diberi tegangan maju (prasikap maju).Saat ini diode yang paling umum dibuat dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.
Karakteristik dioda dapat ditunjukkan oleh hubungan antara arus yang lewat dengan beda potensian ujung-ujungnya. Karakteristik dioda pada umumnya diberikan oleh pabrik, tetapi dapat juga diselidiki sendiri. Diode sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan tegangan kompleks yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi atau material yang digunakan serta parameter penggunaan.
3. Apa yang dimaksud dengan arus bocor ( leakage current ) pada dioda?
Jawab:
Adalah sebuah nilai maksimum dari reverse current pada teperetur maksimum junction dan maksimum repetitive peak reverse voltage.
4. Apa yang dimaksud dengan reverse recovery time pada dioda?
Jawab:
Dapat didefinikan sebagai waktu interval antara arus instan yang melewati nol selama beralih dari condisi forward ke kondisi reverse blocking.
5. Apa yang dimaksud dengan reverse recovery current pada dioda?
Jawab:
Arus maju akan diturunkan menjadi nol (karena perilaku natural rangkain dioda atau dengan menerapkan tegangan mundur), dioda meneruskan konduksi karena pembawa minoritas yang tersisa dalam sambungan pn dan material semikonduktornya. Pembawa minoritas memerlukan waktu yang cukup untuk menyusun ulang dengan pengisian lawannya dan untuk dinetralkan. Waktu ini disebutkan reverse recovery time (waktu pemulihan yang balik).
6. Apa yang dimaksud dengan faktor kelunakan?
Jawab:
Softness factor adalah paramater ta dan tb. Paramater ta adalah interval antara zero crossing pada arus dioda dan ketika itu berubah menjadi IRR. Parameter tb waktu interval dari maksimum arus reverse recovery ke 0.25 dari IRR.
7. Sebutkan jenis-jenis pemlihan diode!
Jawab:
a. Soft recovery
b. Absurb recovery
8. Apa yang menyebabkan reverse recovery time pada diode?
Jawab:
Carrier minority yang membutuhkan waktu tertentu un menkombinasi ulang dengan pengisian berlawanan dan kembali dinaturalisasi.
9. Apa yang diperlukan untuk menggunakan fast recovery dioda untk high speed switching?
Jawab:
a. Rating arus dari kurang dari 1 Ampere sampai ratusan Ampere.
b. Rating tegangan 50 V samapai sekitar 3 kV
10. Apa yang dimaksud dengan forward recovery?
Jawab:
Ketika diode pada reverse-bias, sebuah arus bocor mengalir pada minority carrier. Kemudian aplikasi dari forward voltage akan melawan dioda untuk membawa arus pada arah maju.
11. Apa perbedaan utama antara pn junction diode dengan schottky diode?
Jawab:
Permasalahan charge storage pada pn juction dapat dieliminasi (diminimalisasi)
12. Apa keterbatasan dari dioda schottky?
Jawab:
Tegangan maksimum yang diperbolehkan terbatas pada 100 V. Rating arus antara 1 dan 300 A.
13. Apa ciri dari recovery time pada general purpose diode?
Jawab:
a. High reverse recovery time
b. Low speed application
c. Current rating less than 1 A to several hundreds Ampere
d. Voltage rating from 50 V to 5 kV
14. Apa ciri dari recovery time pada fast recovery diode?
Jawab:
a. Low recovery time, normali less than 5 us
b. Current rating 1 A to hundreds of ampere
c. Voltage rating 50 V to 3 kV
15. Apa ciri dari maximum juction temerature dari dioda?
Jawab:
Dapat menahan tanpa kegagalan akibat hilang termal
16. Apa tujuan dari current-limiting inductor?
Jawab:
Untuk mencegah kerusakan dioda yang diakibatkan kenaikan forward current yang sangat besar, cenderung tak terhingga. Hal ini mengakibatkan puncak arus reverse current dioda menjadi sangat besar, maka di tambahkan induktor agar batas waktu aktif dioda tetap rendah.
17. Apa permasalahan pada series-connected diode dan apa solusinya?
Jawab:
Dioda tidak dapat menemukan tegangan yang dibutuhkan dan dioda yang terkoneksi secara seri meningkatkan kemampuan reverse blocking
Solusi: dengan memaksa nilai tegangan menjadi sama dengan menghubangakan dengan resistor secara silang pada tiap dioda.
18. Apa permasalahan pada parallel-connected diode dan apa solusinya?
Jawab:
Pada aplikasi daya tinggi, dioda yang terhubung secara paralel dapat meningkatkan capasitas current-carrying untuk mencapai syarat arus yang diinginkan. Pembagian arus pada dioda akan mengikuti respective forward voltage drops.
Solusi: dengan memilih dioda dengan forward voltage drop yang sama atau dioda yang satu tipe.
19. If two diodes are connected in series with equal-voltage sharing, why do the diode leakage current?
Jawab:
Jika dioda dihubung seri dengan tegangan bagi sama maka akan menjadikan arus bocor pada setiap dioda akan berbeda karena karena perbedaan tegangan pembatas yang besar.
Untuk mengatasi kebocoran arus, dipasang resistor secara pararel sehingga tegangan pada setiap dioda menjadi sama.
12-1 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 :
a. Storage charge, QRR
b. Peak reverse current, IRR
Answer :
12-2 The peak input voltage of a single phase half-wave diode rectifier is Vm = 169 V at 60Hz and load resistance is RL =1.2 Ω. The reverse recovery time is trr= 4 µs. If the softness factor SF= 0, Determine the :
a. Storage charge, QRR
b. Peak reverse current, IRR
Answer :
12-3 Four IR 300 A, 800 V diodes of type R23AF are used for the single-phase bridge rectifier as shown in the figure. The rms value of the input voltage is Vs = 220 V at 1.5 kHz and the load resistance is R = 0,47 Ω. The junction temperature and ambient temperature are TJ = 15oC and TA= 25oC, respectively. Determine: (a) Average power loss,PD; (b) Instantaneous forward voltage drop,vF; (c) Recovery charge, QRR; (d) Reverse recovery time,trr; (e) Case temperature, TC; (f) Thermal resistance of heat sink, RthSA. Assume double-sided cooling and the case-to-sink thermal resistance of RthCS = 0,03oC/W
Answer:
Vs = 220 V; fs = 1,5kHz; R = 0.47 Ω
TJ = 15 oC; TA = 20 oC
- PD
Vm = = 311,127 Volt
Tegangan output raa-rata : Vdc = 0,6366. Vm = 0,6366. 311,127 = 198,06 V
Arus beban rata-rata : Idc = 198,06/ 0,47 = 421,40 A
Rata-rata arus forwarddioda : IF(AV) = 421,4/2 =210,7 A
Dari kurva karakteristik Power Loss; Untuk 180o, maka diperoleh besarnya daya yang hilang PD @ 250 W
- vF
dari kurva forward characteristics diperoleh tegangan threshold V(TO) = 0.6V
rF @ = 2,5 mΩ
sehingga diperoleh i = (311,127/0,47) sin wt
vF = 0,6 + 2,5 x 10-3 x
=
- QRR
IFM =
Untuk IFM = 661,127 A dan di/dt = 6,2 maka dengan menggunakan metode interpolasi diperoleh QRR = 14
- tRR
SF = tb/ta = 0,8; trr = ta + tb = 1,8ta
trr = = 285 µs
- TC
dari datasheet dioda diketahui, RthJC = 0,09oC/W
Tc = TJ – RthJC.PD
= 125 – 0,09 x 250
= 102,5 oC
- RthSA
PD(RthJC + RthCS + RthSA) = TJ – TA
PD(RthJC + RthCS + RthSA) = 125 – 25
PD(RthJC + RthCS + RthSA) = 100
RthSA = 0,28oC/W
No comments:
Post a Comment