Pertemuan 2_KomponenSemikonduktor_Daya_I_Dioda.pptx

Materi ini secara khusus mengulas komponen dioda daya sebagai sakelar tak terkendali dalam sistem elektronika daya. Topik utama mencakup definisi dan struktur PIN, prinsip kerja forward dan reverse bias, karakteristik statis V–I, fenomena reverse recovery, serta klasifikasi dioda daya seperti general purpose, fast recovery, dan Schottky. Selain itu, dibahas pula penerapan dioda daya pada sistem penyearah, rangkaian freewheeling, snubber, dan konverter DC–DC.
👉 Capaian pembelajaran: mahasiswa mampu menjelaskan cara kerja dioda daya, menganalisis karakteristik serta parameter pentingnya, dan mengidentifikasi penggunaannya pada berbagai aplikasi elektronika daya.

1. Komponen Semikonduktor Daya (I): Dioda Daya Mata Kuliah Elektronika Daya – Program Vokasi Teknik Elektro Nama Pengajar: ................................ Departemen: ................................

2. Tujuan Pembelajaran • Menjelaskan fungsi dioda daya sebagai sakelar tak terkendali • Menganalisis karakteristik statis (V–I) dan dinamis dioda daya • Memahami fenomena Reverse Recovery • Mengidentifikasi jenis-jenis utama dioda daya

3. Definisi Dioda Daya • Komponen dua terminal (Anoda–Katoda) untuk mengalirkan arus satu arah • Dirancang untuk arus dan tegangan tinggi • Struktur p–i–n dengan lapisan n- tebal untuk menahan PIV besar • Bekerja sebagai sakelar ideal satu arah tanpa sinyal kontrol

4. Prinsip Kerja Dioda Daya • Kondisi ON (Forward Biased): VA > VK, arus maju mengalir • Kondisi OFF (Reverse Biased): VK > VA, hanya arus bocor IR • Tidak memerlukan sinyal kontrol eksternal

5. Karakteristik Statis (Kurva V–I) • Daerah Forward: arus naik tajam setelah tegangan knee VF • Daerah Reverse: arus bocor kecil, menahan tegangan balik • Breakdown: tegangan balik berlebih menyebabkan kerusakan • Rugi konduksi: P = VF x IF

6. Karakteristik Dinamis: Reverse Recovery • Reverse Recovery Time (trr): waktu dari konduksi ke blokir • Terjadi karena pengosongan minority carriers • Arus balik sesaat IRR muncul saat OFF • Dampak: rugi switching + lonjakan tegangan

7. Bentuk Gelombang Reverse Recovery • trr = waktu dari IF = 0 hingga IR turun ke 25% puncak • IRR = arus balik puncak • Semakin tinggi frekuensi → trr kecil penting • Tambahkan diagram bentuk gelombang pada slide ini

8. Jenis-Jenis Dioda Daya • General Purpose: trr lambat, cocok penyearah 50/60 Hz • Fast Recovery: trr < 5 µs, cocok inverter/chopper • Schottky: trr ≈ 0, cocok SMPS/DC-DC • Ultrafast: trr < 100 ns, cocok frekuensi tinggi

9. Aplikasi Dioda Daya (1) • Penyearah tak terkendali: mengubah AC ke DC • Freewheeling diode: melindungi beban induktif • Aplikasi: motor DC, solenoid, sistem daya industri

10. Aplikasi Dioda Daya (2) • Blocking Diode: mencegah arus balik • Snubber Circuit: membatasi dv/dt saat switching • Buck/Boost Converter: meningkatkan efisiensi

11. Ringkasan • Dioda daya = sakelar tak terkendali satu arah • Struktur n- meningkatkan tegangan blokir • Reverse recovery = penyebab rugi switching • Jenis dioda dipilih sesuai frekuensi dan aplikasi

12. Diskusi & Tugas • Diskusi: Perbedaan rugi daya General Purpose vs Schottky • Mengapa trr penting pada inverter? • Tugas: Simulasi penyearah setengah gelombang dengan beban induktif • Materi Selanjutnya: Komponen Semikonduktor Daya (II) — Thyristor (SCR)