Dioda sebagai Rangkaian pemotong (Clipper)

Dioda sebagai Rangkaian pemotong (Clipper)

            Rangkaian dioda pemotong (Clipper) juga dikenal sebagai Pembatas tegangan (voltage limiter). Rangkaian ini digunakan untuk membatasi tegangan sinyal input pada suatu level tegangan tertentu. Rangkaian ini berguna untuk pembentukan sinyal dan juga untuk melindungi rangkaian dari sinyal-sinyal yang tidak diinginkan. Beberapa aplikasi daritas tegangan adalah noise limiter dan audio limiter.

            Rangkaian pembatas tegangan ada 2 jenis berdasarkan pada level tegangan yg dibatasi. Pembatas tegangan yang membatasi tegangan sinyal input pada bagian positifnya disebut pembatas tegangan positif (positive limiter) sedangkan yang membatasi tegangan sinyal input pada bagian negatifnya disebut pembatas tegangan negatif (negative limiter).

1. Pembatas Tegangan Positif

            Cara kerja rangkaian sebagai berikut. Melihat pada gambar di atas. Ketika fase positif, dioda seharusnya berada pada posisi panjar maju (forward bias) namun adanya tegangan DC 3V (batere) yang diseri dengan dioda maka harus diperhitungkan dulu nilai Vi. Untuk nilai Vi dibawah 3V, dioda dalam keadaan panjar balik (reverse bias) sehingga nilai Vo mengikuti Vi. Ketika Vi berada pada tegangan 3V atau lebih makan dioda dalam keadaan panjar maju (forward bias), maka tegangan Vi akan melewati dioda dan Vo hanya mengukur tegangan batere saja. Ketika fase negatif, dioda dalam keadaan panjar balik sehingga Vo mengikuti grafik nilai Vi dengan nilai minimum -10V. Teori di atas berlaku juga untuk pembatas tegangan negatif (negative clipper). Rangkaian pembatas tegangan negatif hampir sama dengan rangkaian pembatas tegangan positif, hanya saja polaritas diodanya yang dibalik.

2.      Kombinasi pembatas tegangan

Dari 2 jenis pembatas tegangan yang telah disebutkan sebelumnya, dapat dibuat kombinasi pembatas tegangan. Yang harus diperhatikan adalah polaritas pada dioda dan tegangan DC yang dipakai, karena hal ini menentukan level tegangan yang akan dibatasi.

Memperhatikan pada gambar di atas. Ketika fase positif, dioda D1 pada posisi panjar maju (forward bias) dan D2 pada posisi panjar balik. Untuk nilai Vi di bawah 3V, dioda D1 dalam keadaan panjar balik (reverse bias) sehingga nilai Vo mengikuti Vi. Ketika Vi berada pada tegangan 3V atau lebih maka dioda D1 dalam keadaan panjar maju (forward bias), maka tegangan Vi akan melewati dioda D2 dan Vo hanya mengukur tegangan batere V1 saja.
Ketika fase negatif, dioda D2 pada posisi panjar maju (forward bias) dan D1 pada posisi panjar balik. Untuk nilai Vi di atas -3V, dioda D2 dalam keadaan panjar balik (reverse bias) sehingga nilai Vo mengikuti Vi. Ketika Vi berada pada tegangan -3V atau kurang maka dioda D2 dalam keadaan panjar maju (forward bias), maka tegangan Vi akan melewati dioda D2 dan Vo hanya mengukur tegangan batere V2 saja. Sinyal yang dihasilkan sesuai dengan pembatas yang diberikan yaitu 3V ~ -3V saja.