DIODA PADA RANGKAIAN CLIPPER DAN CLAMPER

I.  Rangkaian Clipper

A.   Pengertian

Pada peralatan computer, digital dan sistim elektronik lainnya, kadang kita ingin  membuang  tegangan  sinyal  diatas  atau  dibawah  level  tegangan tertentu.  Salah  satu caranya  adalah  dengan  menggunakan  rangkaian clipper dioda  (clipper = pemotong).

Rangkaian ini memiliki kemampuan untuk memotong bagian tertentu dari sinyal masukan tanpa mengganggu bagian sinyal masukan lainnya yang dilewatkan.

Rangkaian clipper adalah rangkaian yang digunakan untuk membatasi tegangan agar tidak melebihi dari suatu nilai tegangan tertentu. Rangkaian ini dapat dibuat dari dioda dan sumber tegangan DC yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.

Rangkaian clipper berfungsi untuk membuang polaritas sinyal. Jika sinyal

yang ingin dibuang adalah sinyal polaritas positif maka digunakan clipper positif.Jika sinyal yang ingin dibuang adalah polaritas sinyal negatif maka digunakan clipper negatif.

B.    Jenis-Jenis Clipper dalam penggunaannya

1.    Clipper Positif

Clipper  positip  disebut  juga  pembatas  positip  (positive limiter), karena tegangan output dibatasi maksimum 0 Volt.

Seperti  yang  ditunjukkan  pada  gambar  di atas tegangan  output  bagian positipnya  semua  dipotong.

Cara  kerja  rangkaian  adalah  sebagai berikut:

·         Selama setengah siklus positip tegangan input dioda konduksi, dengan  demikian  kita  dapat membayangkan  dalam  kondisi  ini  dioda seperti  saklar  tertutup.

·         Tegangan  pada  hubungan  singkat  harus  sama dengan nol, oleh sebab  itu  tegangan output sama dengan nol selama tiap-tiap setengah siklus positip  sehingga semua tegangan jatuh pada resistor  ( R).

Selama  setengah  siklus  negatip,  dioda  terbias  reverse  dan  kelihatan terbuka  dan  sebagai  akibatnya  rangkaian  membentuk  pembagi tegangan dengan output:

Selama  setengah  siklus  negatip,  dioda  terbias  reverse  tidak  kelihatan seperti terbuka, dan sebagai akibatnya rangkaian membentuk pembagi tegangan dengan output:

Biasanya  RL  jauh  lebih  besar  dari  pada  R  sehingga Vout  ≅  -VP. Selama  setengah  siklus  positip  dioda  konduksi  dan  seluruh  tegangan jatuh pada R  dan  sebaliknya pada  setengah  siklus negatip dioda  off, dan  karena  RL  jauh  lebih  besar  dari  R  sehingga  hampir  seluruh tegangan  setengah  siklus  negatip  muncul    pada  RL.  Seperti  yang diperlihatkan  pada    gambar  clipper positif  semua  sinyal  diatas  level  0 V  telah dipotong.

2.    Clipper Di bias

Clipper  dibias  berarti  membuang semua sinyal diatas level +V. Dalam  beberapa  aplikasi , mungkin  level  pemotongan  tidak  = 0  V, maka  dengan  bantuan  clipper  di  bias  kita  dapat  menggeser  level pemotongan positip atau  level negatip yang diinginkan.

Pada gambar diatas,  menunjukkan  clipper  dibias. Agar  dioda  dapat  konduksi  tegangan,  input harus lebih besar dari pada +V. Ketika Vin  lebih besar daripada +V  dioda berlaku  seperti  saklar  tertutup dan  tegangan output  sama dengan  +V dan  tegangan  output  tetap  pada  +V  selama  tegangan input melebihi  +V. Ketika  tegangan  input  kurang  dari  +V  dioda  terbuka  dan  rangkaian kembali  pada  pembagi  tegangan.

C.    Contoh rangkaian Clipper

Rangkaian penyearah ½ merupakan gelombang yang juga salah satu contoh rangkaian clipper.

Rangkaian 2 merupakan rangkaian clipper. Pada rangkaian 2 ini, dengan asumsi D1 dan D2 ideal, maka Vo akan dibatasi antara 5 V – 10 V.

Analisis sinyal outputrangkaian Clipper padakasus rangkaian 2 adalah sebagai berikut :

§  Anggap R1 = R2.

§  V1 = 30 sin ωt.

§  D1 dan D2 adalah dioda ideal.

§  Maka pada ½ siklus positif pertama, saat V1≤10V, D1 off dan D2 on, Vo = 5 Volt.

§  Saat 10V<V1≤20V, D1 dan D2 off, Vo=0,5V1.

§  V1>20V, D1 on dan D2 off, Vo = 10 Volt.

§  Pada ½ siklus negatif, D1 selalu off sedangkan D2 akan selalu on, Vo = 5 Volt.

II.   Rangkaian Clamper

A.    Pengertian

Rangkaian Clamper adalah rangkaian yang digunakan untuk memberikan offset  tegangan DC, dengan demikian,  tegangan  yang  dihasilkan  adalah  tegangan  input  ditambahkan  dengan tegangan DC.

Rangkaian ini ditunjukkan oleh berikut ini.

Rangkaian Clamper Rangkaian ini berfungsi untuk  mendorong sinyal masukan pada suatu level tegangan DC tertentu.

B.    Cara Kerja

Rangkaian Penggeser(Clamper) ini memberikan penambahan komponen DC pada tegangan masukan. Akibatnya, seolah-olah terjadi pergeseran (clamping) pada tegangan. Jika penambahan komponen DC negatif, maka terjadi pergeseran tegangan ke bawah (negatively clamped), dan begitu pula sebaliknya, (positively clamped).Gambar di atas (Rangkaian Clamper) menunjukkan sebuah rangkaian penggeser negatif. Selama setengah tegangan masukan Vin positif, dioda di-forward biased dan dalam kondisi konduksi, sehingga kapasitor akan terisi dengan polaritas seperti ditunjukkan oleh gambar. Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan nol. Namun, selama setengah tegangan masukan Vin negatif, dioda di-reverse biased.

Kapasitor akan mulai membuang tegangannya melalui tegangan keluaran Vo. Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan tegangan masukan Vin dikurang dengan tegangan buangan dari kapasitor VC. Sehingga, secara grafik, tegangan keluaran Vo merupakan tegangan masukan Vin yang diturunkan sejauh tegangan buangan dari kapasitor VC.Jika dirancang bahwa waktu buangan kapasitor sangat lama, maka tegangan buangan dari kapasitor VC akan sama dengan tegangan masukan Vin maksimum.

C.    Manfaat Rangkaian Clamper

Manfaat rangkaian clamper adalah menambahkan nilai DC pada sinyal AC. Rangkaian clamper menggunakan kapasitor dan diode :

ü  Dioda sebagai penyearah

ü  Kapasitor sebagai penyimpan tegangan

ü  Bila perlu ditambahkan sumber tegangan untuk memberi kebebasan menentukan nilai DC.

Refrensi : http://fshamouzcier.blogspot.com/2012/03/clamper-cliper-dan-pelipat-tegangan.html