Diode Zener

Pada dasarnya dioda zener adalah dioda biasa yang mempunyai tegangan zener (breakdown) yang kecil. Dirancang untuk digunakan sebagai regulator tegangan. Selalu dioperasikan pada daerah reverse pada tegangan dadalnya atau tegangan zenernya (VZ).

Sumber ; google images

 1. Regulator Shunt

Sumber ;
ocw.usu.ac.id

Jika VS > VZ maka zener akan dadal sehingga tegangan VOUT akan dipertahankan oleh zener sebesar tegangan dadalnya atau VZ. Dengan demikian maka VOUT  akan konstan sebesar VZ. Dengan kata lain, tegangan VOUT akan diregulasi sebesar VZ, walaupun tegangan VS naik. Perhatikan bahwa zener beroperasi didaerah reverse-nya.

2. Tegangan Thevenin

Sumber ;
ocw.usu.ac.id

Tegangan Thevenin adalah tegangan pada beban R jika zener dilepas dari rangkaian. Besarnya tegangan Thevenin ini ialah :

 

Selama VTH < VZ maka IZ = 0 sehingga tidak akan terjadi regulasi tegangan. Regulasi tegangan baru akan terjadi jika VTH > VZ sehingga IZ > 0.

3. Disipasi Daya

Sumber ;
ocw.usu.ac.id

Jika pada suatu komponen ada tegangan jatuh sebesar V dan ada arus mengalir sebesar I maka pada komponen tersebut akan ada daya hilang sebesar P = V.I.

Daya yang diserap zener : PZ = VZ.IZ

Daya yang diserap tahanan RS : PRS = IS.(VS – VZ)

Daya yang diserap beban RL : PRL = IL.VOUT

Karena VOUT = VZ maka PRL = IL.VZ

Daya yang diserap ini akan diubah menjadi panas. Panas yang berlebihan dapat merusak komponen yang bersangkutan. Oleh karena itu perlu dijaga agar daya yang diserap suatu komponen tidak melampaui batas daya yang aman atau yang diperkenankan.

Nilai aman ini dapat diperoleh dari data sheet komponen yang bersangkutan. Untuk dioda zener, disipasi daya yang tersedia adalah 250mW, 400mW, 1W, 5W, 10W, 25W 50W dan seterusnya. Untuk tahanan, disipasi daya yang tersedia adalah 125mW, 250mW, 500mW, 1W, 2W, 3W, 5W, 10W sampai ribuan Watt. 

 4. Hubungan Seri Dioda Zener

Guna mendapatkan tegangan yang lebih besar maka beberapa buah zener dapat dihubungkan seri, sehingga :

VTOT = VZ1 + VZ2 + . . . . + VZn

Selain pertambahan tegangan, kemampuan daya total juga bertambah menjadi :

PTOT = PZ1 + PZ2 + . . . .+ PZn

Sumber ;
ocw.usu.ac.id