Clipper, Clamper, dan Pengganda Tegangan

A. Clipper

   Rangkaian Clipper (Pemotong) adalah rangkaian yang digunakan untuk memotong atau menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas level tertentu. Rangkaian Clipper secara umum dibagi menjadi dua kelompok yaitu rangkaian clipper seri dan paralel,

- Rangkaian Clipper SeriRangkaian dan bentuk gelombang input V_i dan output V_O serta hasil simulasi seperti gambar 41. Pada saat tegangan input V_i bertegangan setengah gelombang positif maka arus dari V_i mengalir ke dioda D₁, terus ke tahanan R dan kembali ke V_i, sehingga tegangan setengah gelombang positif terbentuk di tahanan R. Dan sebaliknya pada saat tegangan input bertegangan setengah gelombang negatif maka dioda D₁ tidak aktif sehingga tegangan di V_O = V_R = 0 Volt.

Gambar 41 (a) rangkaian, (b) dan (c) bentuk gelombang input dan output hasil simulasi dengan untuk arah dioda yang berbeda

b). Clipper seri dengan DC

          Rangkaian suatu sumber tegangan dc yang diserikan dengan dioda seperti gambar 42.

(a)
(b)
(c)

Gambar 42 (a) rangkaian dan bentuk gelombang  V_i dan V_O (b) dan (c) hasil simulasi bentuk gelombang V_i dan V_O dengan seri -V_dc dan +V_dc 

c). Paralel

Adapun rangkaian dan bentuk gelombang input V_i dan output V_O serta hasil simulasi seperti gambar 43. Pada saat tegangan input V_i bertegangan setengah gelombang positif maka arus dari V_i mengalir ke tahanan R, terus ke dioda D₁ dan kembali ke V_i, sehingga tegangan V_O = V_D = 0,7 Volt. Dan sebaliknya pada saat tegangan input bertegangan setengah gelombang negatif maka dioda D₁ tidak aktif sehingga tegangan di V_O = V_i.

(a)
(b)
(c)

Gambar 43 (a) rangkaian, (b) dan (c) bentuk gelombang input dan output hasil simulasi

d). Clipper paralel dengan DC

Rangkaian suatu sumber tegangan dc yang diparalelkan dengan dioda seperti gambar 44.

(a)
(b)
(c)
(d)

Gambar 44 (a) rangkaian dan bentuk gelombang  V_i dan V_O (b) dan (c) bentuk gelombang input dan output hasil simulasi dengan seri +V_dc dan –V_dc serta (d) dengan ±V_dc

2.4.2  Clamper

Rangkaian clamper adalah rangkaian yang menarik tegangan (peak to peak) ke atas atau ke bawah dengan memanfaatkan prinsip kerja kapasitor seperti gambar 45. Pada setengah gelombang positif (saat dioda aktif) maka C mengisi sehingga V_C = V_i dan setengah gelombang negatif maka dioda tidak aktif dan C membuang sebesar V_C ke tahanan R sehingga V_R = 2 V_i = V_i +V_C.

Gambar 45 (a) rangkaian dan bentuk gelombang  Vi dan Vo (b) gambar arah arus saat dioda aktif dan tidak aktif (c) bentuk gelombang input dan output hasil simulasi. (d) dan (e) Hasil simulasi bentuk gelombang output V_O dimana dioda seri dengan +Vdc dan - Vdc

          Dari gambar  45(e) untuk mendapatkan hasil output maka dipakai rumus KVL. Dimulai dari tegangan input setengah gelombang negatif maka dioda aktif dan kapasitor C mengisi sehingga V_O = V_dc = -5 Volt (misal dioda ideal V_F=0 Volt) serta,

 

Dan saat tegangan input setengah gelombang positif maka dioda tidak aktif dan kapasitor C (V_C = 10 Volt) membuang sehingga,

2.4.3  Dioda Zener

Dioda zener saat ‘on’ bertegangan sebesar Vz dan saat ‘off’ bertegangan sebesar V_D seperti gambar 46 yaitu gambar rangkaian ekivalen dioda zener.

          Dari gambar  46(c) untuk mendapatkan hasil output maka dipakai rumus KVL. Bila diberikan tegangan input setengah gelombang positif maka dioda zener aktif (V_D ≥ V_BD)  maka

Jika diberikan tegangan input setengah gelombang negatif maka dioda zener tidak aktif (berfungsi seperti dioda biasa aktif) sehingga,Gambar 46 (a) rangkaian ekivalen dioda zener (b) Rangkaian paralel dioda zener dan bentuk gelombang input dan output (c) hasil simulasi paralel dioda zener

2.4.4  Voltage Multiplier Circuit

Rangkaian pengganda tegangan (Voltage Multiplier Circuit) adalah rangkaian yang dapat melipatgandakan keluaran tegangan outputnya dengan memanfaatkan prinsip kerja kapasitor seperti gambar 47.

Gambar 47 (a) rangkaian Voltage Multiplier (b) hasil simulasi bentuk gelombang output pada setengah siklus (c) hasil simulasi bentuk gelombang output pada satu siklus