LAPORAN Dioda

Laporan Praktikum

Elektronika Fisis Dasar I

DIODA

NAMA : I NYOMAN SUMARSANA

NIM : H21115702

KELOMPOK : IX (SEMBILAN)

ASISTEN : M. FAUZI M

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2015

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Dioda adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyearah

dalam rangkaian elektronika. Berangkat dari fungsi ini, cakupan pengetahuan dan

referensi tentang dioda sebenarnya cukup luas. Mulai dari jenis-jenisnya, sampai

pada penerapannya dalam rangkaian. Metode pembelajaran dengan menggunakan

atau turut langsung mengerjakannya dalam suatu praktikum adalah hal yang perlu

dilakukan. Pembelajaran ini merupakan pengenalan dari dasarnya mengenai dioda

sebagai penyearah dan berbagai jenis dioda.

Dioda berbahan dasar semikonduktor. Pemikiran dan penelitian berkaitan

dengan bahan elektronika dilakukan dalam meninjau bahan-bahan berjenis

semikonduktor tersebut. Kepandaian yang beraneka ragam mengenai

semikonduktor dapat diperbaiki secara mengagumkan dengan memperkenalkan

sejumlah kecil atom pengganti yang sesuai ke dalam kisi semikonduktor itu.

Perkembangan pada bidang mikroelektronika yang telah begitu banyak

mempengaruhi kehidupan ilmuan dan masyarakat awam yang didasarkan pada

bahan berupa semikonduktor, sehingga akan baik bagi manusia untuk

mempelajarinya lebih banyak. Seacara fungsional, dioda akan hanya dapat

mengalirkan arus satu arah saja, sehingga dipakai untuk aplikasi rangkaian

penyearah (Halliday, 1986).

Pada dasarnya, kehidupan manusia tidak akan jauh dari kelistrikan, baik

itu rumah tangga, tempat umum, maupun hal-hal kecil di lingkungan sekitar. Oleh

karena itu mahasiswa jurusan fisika perlu menguasai konsepnya. Praktikum

mengenai dioda ini dilakukan bukan hanya sekedar untuk memenuhi program

mata kuliah Elektronika Fisis Dasar 1 yang diambil oleh praktikan, akan tetapi

juga untuk menguasi hal-hal berkaitan dengan catu daya dalam penggunaannya

secara yata, bukan hanya teori. Kemudian pembuatan laporan ini sebagai

pemenuhan bagian dalam praktikum. Diharapkan dengan pembuatan laporan ini

dapat mendukung praktikum yang telah dilakukan sebelumnya.

I.2 Ruang Lingkup

Pada percobaan dioda dibatasi pada pengetahuan mengenai karakteristik

statik dioda dan dioda zener, pengukuran tegangan resistor, dioda, dan dioda zener

serta untuk mengetahui bentuk isyarat masukan dan isyarat keluaran pada

rangkaian penggunting, rangkaian clipper dioda sejajar, rangkaian clipper dioda

zener, serta rangkaian clamp dioda.

I.3 Tujuan

Setelah mengikuti praktikum diharapkan mahasiswa memiliki kemampuan

untuk:

1. Membuat karakteristik statik dioda dan dioda zener serta dapat

menggunakannya.

2. Dapat menggunakan dioda untuk clipping, slicing, clamping, dan voltage

doubler dan dapat mengaplikasikannya dalam berbagai rangkaian elektronika.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Semikonduktor

Perkembangan pada bidang mikroelektronika yang telah begitu banyak

mempengaruhi kehidupan yang didasarkan pada bahan berupa semikonduktor,

sehingga akan baik bagi manusia untuk mempelajarinya lebih banyak. Tembaga

mempunyai lebih banyak pengangkut muatan daripada dipunyai silikon, dengan

faktor sebesar kira-kira 1013. Untuk tembaga, pengangkut muatan itu adalh

elektron konduksi, yang hadir sebanyak satu pengangkut muatan per atom. Pada

temperatur kamar, resistivitas silikon sangat lebih tinggi daripada resistivitas

tembaga. Resistivitas akan bertambah jika n, yakni kerapatan pengangkutan

muatan, bertambah. Selisih resistivitas yang sangat besar diantara tembaga dan

silikon dapat diterangkan oleh selisih n yang sangat besar (Halliday, 1986).

Dioda adalah komponen semikonduktor dari rangkaian nonlinier yang

membawa konduksi muatan listrik dalam satu arah. Komponen yang sama secara

fungsional untuk gelombang elektromagnetik, isolator elektromagnetik, yang

berdasarkan pada hukum efek Faraday dari rotasi kutub yang juga merupakan siral

dari dioda elektromagnetik (Shadrivov, 2011).

Pemikiran dan penelitian berkaitan dengan bahan elektronika dilakukan

dalam meninjau bahan-bahan berjenis semikonduktor. Kepandaian yang beraneka

ragam mengenai semikonduktor dapat diperbaiki secara mengagumkan dengan

memperkenalkan sejumlah kecil atom pengganti yang sesuai (kelihatannya agak

memburukkan jika kita menamakannya ketakmurnian) kedalam kisi

semikonduktor itu, dan proses inilah yang dinamakan doping. Kita menjelaskan

semikonduktor yang dihasilkan sebagai semikonduktor ekstrinsik, untuk

membedakan nya dari bahan murni yang tidak didoping atau bahan intrinsik.

(Halliday, 1986).

Bahan semikonduktor yang didoping dengan atom-atom akseptor

dinamakan semikonduktor tipe p (p-type semiconductor) dimana “p” adalah

kependekan dari “positif” karena didalam kasusu ini pengangkut muatan positif

jauh melebihi pengangkut muatan negatif. Didalam semikonduktor tipe-p,

pengangkut mayoritas adalah lubang didalam valensi dan pengangkut minoritas

adalah elektron didalam pita konduksi (Halliday, 1986).

Pada silikon, kenaikan suhu dari 250 K menjadi 450 K menaikkan jumlah

elektron yang terangsang dengan faktor 106, sehingga konduktivitasnya naik dan

resistivitasnya turun. Sehingga bahan semikonduktor tidak memenuhi hukum

Ohm dan resistivitasnya berkurang ketika suhunya bertambah karena tersedia

lebih banyak elektron dengan bertambahnya suhu (Gunawan, 1992).

II.2 Dioda Penyearah

Pada posisi bias normal dari terminal anoda pada dioda terhubung dengan

muatan positif dari catu daya dan katoda terhubung dengan tanah atau ditanahkan.

Ketika dioda bekerja pada katoda akan terjadi peningkatan muatan listrik yang

konstan. Dari gambar di bawah ini terlihat bahwa muatan yang konstan itu

beraliran dc, resistansi dan muatan keduanya membentuk suatu gelombang

sinusoidal (Haque, 2012):

Gmabar II.1 Kurva isyarat dioda IN4007

Kerja diode rectifier ini berdasarkan efek penyearahan, yaitu akan

melewatkan arus pada bias forward dan menahan arus pada bias reverse. Ada 2

tipe penyearah, yaitu (Ahmad, 2007):

a. Penyearah ½ gelombang (half wave rectifier)

Gambar II.2 Tipe gelombang

Vs adalah sumber tegangan bolak-balik (AC) yang memiliki pola tegangan

sinusoidal Vs = Vm Sin w t . Dimana fasa Vs berubah-ubah setiap setengah

periode T, untuk T/2 yang pertama Vs berfasa positif pada kisaran nilai 0<wt<

π. Dioda akan on untuk T/2 yang kedua V1 berfasa negatif pada kisaran

nilai π<wt<2π. Dioda akan off dan tegangan Vs yang muncul di R(tegangan

jatuh) hanya berlaku yang fasanya positif saja dan disebut sebagai besaran

DC. Nilai yang terukur dapat dinyatakan (Ahmad, 2007):

VDC = Vm / π (2.1)

b. Penyearah gelombang penuh (full wave rectifier)

Ada 2 jenis penyearah gelombang penuh, yaitu dioda dengan CT (center tap),

dan yang ke dua itu dioda bridge (jembatan)

Pada gambar II.3 (a) sumber ac mendorong elektron ke atas melalui resistor

selama setengah periode positif tegangan input dan turun melalui resistor selama

setengah periode negatif. Naik turunnya arus adalah sama. Rangkaian pada

gambar II.3 (b) menunjukkan bahwa ½ periode positif dari tegangan input akan

memberikan bias forward pada dioda, sehingga dioda akan konduksi selama ½

periode positif. Tetapi untuk periode ½ negatif, dioda dibias reverse dan hanya

arus reverse yang kecil yang mengalir. Tanda panah besar menunjukkan aliran

elektron ke atas dan yang kecil untuk aliran ke bawah. Dioda telah menyearahkan

arus ac berarti mengubahnya dari arus bolak-balik menjadi arus searah (Gunawan,

1992).

(a) (b)

Gambar II.3 (a) Arus sama dan (b) arus yang disearahkan

Gambar II.4 melambangkan sebuah dioda penyearah. Sisi p disebut anoda

dan sisi n disebut katoda. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari

sisi p ke sisi n. Karenanya ini mengingatkan kepada arus konvensional yang

mudah mengalir dari sisi p ke sisi n (Gunawan, 1992):

Gambar II.4 Lambang dioda

Jika dua tipe bahan semikonduktor p dan n dilekatkan maka akan didapat

sambungan P-N (p-n junction) yang dikenal sebagai dioda. Pada pembuatannya

memang material tipe P dan tipe N bukan disambung secara harpiah, melainkan

dari satu bahan dengan memberi doping yang berbeda. Sebaliknya jika diberi

tegangan balik, dapat dipahami tidak ada elektron yang dapat mengalir dari sisi N

mengisi hole disisi P karena tegangan potensial di sisi N lebih tinggi .Dioda akan

hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja, sehingga dipakai untuk aplikasi

rangkaian penyearah. Dioda, Zener, LED, Varactor dan Varistor adalah beberapa

komponen semikonduktor sambungan PN (Zaky, 2005).

Misalkan ada dua contoh semikonduktor yang sama, katakanlah

Germanium yang dari jenis p dan yang lain dari jenis n. Jika kedua contoh ini

diletakkan bersinggungan maka akan ada difusi atau aliran lubang-lubang dari kiri

ke kanan dan aliran elektron dari kanan ke kiri. Kedua aliran ini akan membentuk

dua lapisan muatan positif dan negatif dikedua sisi ruangan dan menimbulkan

perbedaan potensial antara sambungan. Ketika kaeseimbangan tercapai, perbedaan

potensial ini melawan aliran lubang-lubang dan elektron-elektron melalui

sambungan lebih lanjut (Zaki, 2005).

Jika diberi tegangan maju (forward biasa), dimana tegangan sisi P lebih

besar dari sisi N, elektron dengan mudah dapat mengalir dari sisi N mengisi

kekosongan elektron (hole) di sisi P (Zaky, 2005).

Dioda yang dibias maju (forward) kondisinya baik dan yang dibias

mundur (reverse) konduksinya buruk. Oleh sebab itu, jika menganalisa rangkaian

dioda, salah satu yang perlu diperhatikan apakah dioda itu dibias maju atau dibias

mundur. Hal ini tidak selalu mudah dikerjakan. Tetapi inilah caranya (Gunawan,

1992).

II.3 Tegangan Knee

Karena sumber dc mendorong arus konvensional searah dengan anak

panah dioda, maka dioda dibias maju. Semakin besar tegangan yang diberikan,

maka besar arus dioda pun akan meningkat. Dengan mengubah-ubah tegangan

yang diberikan, dapat diukur arus dioda menggunakan amperemeter yang

dipasang secara seri dan tegangan dioda menggunakan voltmeter yang dipasang

paralel dengan dioda. Dengan menggambarkan antara arus dan tegangan, dapat

ditinjau dari hasil pengamatan mengenai grafik arus dioda terhadap tegangan

dioda (Gunawan, 1992).

Misalkan tegangan masuk boleh berubah, maka prosedur untuk menarik

garis beban harus diulangi beberapa kali untuk setiap kali nilai perubahan

tegangan. Suatu grafik dari arus terhadap tegangan masuk disebut karakteristik

dinamik. Sedangkan lengkungan yang menghubungkan tegangan keluar dengan

tegangan masuk dari setiap rangkaian disebut karakteristik transfer (alih) atau

transmisi (penerusan). Perlu ditentukan bahwa apapun bentuk dari karakteristik

volt-ampere meter atau multimeter bersifat statik atau bentuk gelombang dari

sinyal kemudian masuk, bentuk gelombang yang dihasilkan akan selalu dapat

diperoleh dari kurva karakteristik transfer sinyal secara grafik (pada frekuensi

rendah) (Barmawi, 1992).

II.4 Resistansi Bulk

Di atas tegangan knee, pertambahan arus dioda sangat cepat. Pertambahan

tegangan sedikit saja pada dioda akan menyebabkan pertambahan yang besar pada

arus dalam dioda. Mengapa? Alasannya yaitu ketika sesudah melewati potensial

barier, semua penghambat arus adalah resistansi daerah p dan n yang

dilambangkan sebagai Rp dan Rn. Karena setiap konduktor memiliki resistansi

(hambatan) maka kedua daerah p dan n juga mempunyai resistansi. Jumlah

resistansi-resistansi ini disebut resistansi bulk dioda (Barmawi, 1992).

II.5 Tipe Lain Dioda

II.5.1 Dioda Pemancar Cahaya

Pada dioda dibias maju, elektron pita konduksi melewati junction dan

jatuh ke dalam hole. Pada saat elektron-elektron jatuh dari pita kanduksi ke pita

valensi, mereka memancarkan energi. Pada dioda penyearah, energi ini keluar

sebagai panas. Tetapi, pada LED, energi dipancarkan sebagai cahaya. Dengan

menggunakan unsur-unsur seperti gallium, arsen dan fosfor, pabrik dapat

membuat LED yang memancarkan warna merah, kuning dan infra merah (tidak

kelihatan). LED yang menghasilkan pancaran yang kelihatan dapat berguna pada

display peralatan mesin hitung, jam digital, dan lain-lain. LED infra merah dapat

digunakan dalam sistem tanda cahaya pencuri dan ruang lingkup lain yang

membutuhkan pancaran yang tidak kelihatan. Keuntungan dari LED dibandingkan

lampu pijar yaitu umurnya panjang (lebih tahan lama), tegangannya rendah (1

sampai 2 volt) dan saklar menyala-matinya cepat (nano detik) (Gunawan, 1992).

II.5.2 Varaktor

Kapasitansi peralihan dari dioda berkurang bila tegangan mundur

bertambah. Dioda silikon yang memanfaatkan efek kapasitansi yang berubah-ubah

ini disebut varactor. Dalam banyak aplikasi, varaktor menggantikan kapasitor

yang ditata secara mekanik. Dengan kata lain, varaktor yang dipasang paralel

dengan induktor merupakan rangkaian tangki resonansi; dengan mengubah-ubah

tegangan balik pada varaktor, dapat mengubah frekuensi resosnansi. Pengontrolan

secara elektronik pada frekuensi resonansi sangat bermanfaat dalam penalaran

dari jauh (Gunawan,1992).

II.5.3 Dioda Zener

Dioda zener penggunaannya luas, terluas kedua setelah dioda penyearah

atau dioda biasa. Dioda berbahan dasar silikon ini dioptimalkan untuk bekerja

pada daerah breakdown. Sering kali disebut dioda breakdown, dioda zener adalah

tulang punggung regulator tegangan. Dengan mengatur tingkatan doping pabrik

dapat menghasilkan dioda zener dengan tegangan breakdown kira-kira dari 2

sampai 200 volt. Dengan memberikan tegangan balik melampaui tegangan

breakdown zener, maka dapat berlaku piranti seperti sumber tegangan konstan

(Gunawan, 1992).

dasarnya diode zener memiliki karakteristik yang hampir sama

dengan dioda rectifier yaitu memiliki karakteristik maju dan mundur. Pada

dioda zener bias maju nilai Vji≈0 sedangkan pada bias mundur pada saat terjadi

gejala yang serupa breakdown pada diode rectifier, dioda zener akan

menghantarkan tanpa kerusakan, tegangan ini disebut tegangan zener (Ahmad,

2007):

Gambar II.5 Dioda Zener

Suatu dioda zener yang dirancang akan menghantar pada tegangan

zenernya untuk bias reverse lazimnya dalam kemasan ditulis sebagai xvy

misalkan: x=2, y=3 berarti Vz=2,3V atau 2v3. Daya zener maksimal. Pada saat

VR=Vz, diode zener akan menghantar arus Iz yang disebut arus zener. Besaran Iz

harus dibatasi agar tidak muncul disipasi yang tidak berlebihan (power) karena

hal ini dapat merusak diode zener. Nilai Iz terbesar, tanpa diode mengalami

kerusakan memenuhi relasi Pz=VzIz disebut Pz maks dan Iz maks (Ahmad,

2007):

Gambar II.6 simbol dioda zener

Dalam desain rangkaian untuk membatasi Iz<Izm dipergunakan resistor

yang terpasang seri seperti digambarkan sebagai berikut (Ahmad, 2007):

Gambar II.7 desain rangkaian batas Iz<Izm

Pada dasarnya dioda zener dan dioda biasa karakteristiknya sama.

Perbedaan pokoknya hanya pada daerha kerjanya saja. Jika tegangan mundur pada

dioda p-n diperbesar, pada suatu nilai tegangan maka arus mundur naik dengan

cepat sekali. Tegangan mundur yang terjadi disebut tegangna balik puncak.

Peristiwa ini terjadi karena dadalnya ikatan kovalen silikon didalam daerah

pengosongan pada sambungan p-n.Dioda zener juga digunakan untuk pengaturan

tegangan, agar sumber tegangan searah tak berubah tegangan keluarannya jika

diambil arusnya dalam batas-batas tertentu (Arifin, 2015).

Jika tegangan yang dikenakan mencapai nilai breakdown, pembawa

minoritas lapisan pengosongan dipercepat hingga mencapai kecepatan yang cukup

tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari orbit terluar. Elektron yang baru

dibebaskan kemudian dapat menambah kecepatan cukup tinggi untuk

membebaskan elektron valensi yang lain. dengan cara ini dapat diperoleh

longsoran elektron bebas. Longsoran terjadi untuk tegangan reverse yang lebih

berat dari 6 volt atau lebih (Gunawan, 1992).

II.5 Karakteristik statistik Dioda

Karakteristik satik dioda dapat diselidiki dengan cara memasang dioda seri

dengan sebuah catu daya DC dan sebuah resistor seperti pada gambar berikut

(Arifin, 2015):

Gambar II. 8 Rangkaian pengukuran karakteristik statik dioda

Karakteristik statik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan

dioda dan arus yang melaui dioda, yaitu I. Harga I dapat diubah dengan dua cara,

yaitu mengubah VDD atau mengubah RL. Bila arus dioda I kita plotkan terhadap

tegangan dioda VD kita peroleh karakteristik statik dioda sepert gambar berikut

(Arifin, 2015):

Gambar II.9 Karakteristik dioda

Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif)

dioda dikatakan mendapat bias forward. Bila VD negatif disebutbias reserve.

Berikut kondisi bias maju dan bias mundur dioda (Kasap, 2001):

Gambar II.10 Bias maju dan bias mundur dioda

Bila kita mempunyai karakteristik satik dioda dan kita tahu harga VDD dan

RS maka harga arus I dan VD dapat kita tentukan (Arifin, 2015):

VDD = VD + IRL (2.2)

II.6 Clipper

Pada radar, komputer digital dan sistem elektronik lainnya kadang-kadang

ingin membuang tegangan sinyal yang di atas atau di bawah level tegangan

tertentu. Salah satu cara adalah dengan clipper dioda atau pemotong (Gunawan,

1992).

Clipper dioda seri, bentuk keluaran Vo adalah untuk dioda ideal, yaitu bila

arus saturasi dan tegangan cut-in diabaikan. Pada resistor RL dan dioda D pada

rangkaian clipper dioda sejajar memebentuk suatu pembagi tegangan, perlu

diperhatikan bahwa pada saat anoda positif, arus sebesar Vi/RL seluruhnya melalui

dioda. Pada dioda zener,kita dapat membuat biased clipper serupa batere (Arifin,

2015):

Gambar II.11 Rangkaian clipper dioda

II.7 Clamper

Semua clamper melakukan penambahan komponen dc pada sinyal.

Gelombang sinus dengan harga puncak ke puncak akan terlihat pada isyarat

masukannya sebesar beberapa volt. Kemudian clamper mendorong sinyal ke atas,

sehingga puncak negatif jatuh pada level 0 volt. Seperti yang diketahui, bentuk

sinyal asli dari isyarat akan dipertahankan; dan apa yang terjadi adalah pergeseran

sinyal secara vertikal. Hal inilah yang disebut sinyal output sebagai di-clamp

positif (Gunawan, 1992).

Suatu rangkaian clamping adalah rangkaian yang dapat membuat puncak

tegangan AC berada pada suatu tingkat tertentu. Rangkaian ini juga dikenal

dengan nama DC restore (pemulih) atau base line restorer (pemulih garis dasar)

(Arifin, 2015):

Gambar II.12 Rangkaian clamp dioda

Rangkaian penggunting digunakan untuk memilih bagian dari suatu

bentuk gelombang di bagian atas atau bawah dari suatu tingkat acuan untuk

diteruskan (ditransmisikan). Rangkaian-rangkaian penggunting sering disebut

pembatas atau limiters, selektor amplitudo ataupun pengiris (slicer) tegangan atau

arus (Barmawi, 1997).

II.8 Slicer

Bila pada rangkaian biased dioda clipper polaritas batere kita balik, maka

akan kita peroleh rangkaian slicer (Arifin, 2015).

Gambar II.13 Rangkaian Slicer

II.9 Voltage Doubler

Pengali tegangan atau voltage multipler adalah dua atau lebih penyearah

puncak yang menghasilkan tegangan dc yang sama dengan perkalian oleh

tegangan dc input (2, 3, 4 Vp dan seterusnya). Pencatu daya ini digunakan di

dalam aplikasi tegangan tinggi atau arus rendah seperti pencatuan tabung sinar

katoda (tabung gambar pesawat penerima TV, osiloskop dan display komputer).

Voltage doubler adalah hubungan dari dua penyearah puncak. Pada puncak dari

setengah siklus negatif, D1 terbias maju dan D2 terbias mundur. Ini akan mengisi

C1 atau kapasitor pertama sampai tegangan puncak Vp (Gunawan, 1992).

II.10 Garis Beban

Dapat ditunjukkan bahwa penggunaan lukisan garis beban memungkinkan

analisis dari rangkaian yang melibatkan alat-alat yang lebih rumit daripada dioda

pn, rangkaian luar pada keluaran dari hampir semua alat-alat terdiri dari suatu

sumber tegangan tetap V dalam seri dengan tahanan beban RL. Oleh karena

penerapan hukum tegangan Kirchoff pada rangkaian keluaran menghasilkan

(Barmawi, 1997):

v = V – iRL (2.3)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III. 1 Waktu dan Tempat

Praktikum dilakukan pada hari Kamis, 26 November 2015. Dimulai pada

pukul 13.00-15.30 WITA. Dilakukan di ruang Laboratorium Elektronika Dasar

Universitas Hasanuddin, Makassar.

III. 2 Alat dan Bahan

III. 2. 1 Alat Beserta Fungsinya

Adapun alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

1. Papan Rangkaian

Gambar III.1 Papan Rangkaian

Berfungsi sebagai tempat merangkai rangkaian elektronika yang bersifat

sementara.

2. Signal Generator

Gambar III.2 Sinyal Generator

Berfungsi sebagai pembangkit sinyal pada rangkaian elektronika.

3. Osiloskop

Gambar III.3 Osiloskop

Berfungsi untuk menampilkan gelombang listrik pada suatu rangkaian

dalam bentuk sinusoidal, kotak, dan segitiga.

4. Kabel Jumper

Gambar III.4 Kabel Jumper

Berfungsi untuk menghubungkan komponen-komponen listrik.

5. Multimeter Digital

Gambar III.5 Multimeter

Multimeter berfungsi untuk mengukur arus, tegangan dan hambatan

6. Catu Daya

Gambar III.6 Catu Daya

Berfungsi sebagai sumber tegangan.

III.2.2 Bahan Beserta Fungsinya

Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai

berikut:

1. Kapasitor Mika

Gambar III.7 Kapasitor Mika

Berfungsi sebagai komponen yang menyimpan muatan listrik dalam

medan listrik statis serta sebagai filter atau penapis.

2. Resistor

Gambar III.8 Resistor

Berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

3. Dioda

Gambar III.9 Dioda

Berfungsi untuk melewatkan arus ke satu arah dan menghambat arus

tersebut kearah sebaliknya.

4. Dioda Zener

Gambar III.10 Dioda Zener

Berfungsi untuk pengaturan tegangan, agar sumber tegangan searah tak

berubah tegangan keluarnya jika diambil arusnya (dibebani) dalam batas-batas

tertentu.

III.3 PROSEDUR KERJA

III.3.1 Karakteristik Dioda

1. Menyiapkan alat dan bahan.

2. Mengalibrasi multimeter.

3. Menghitung tegangan catu daya yang digunakan.

4. Membuat rangkaian yang terdiri dari dioda dan resistor 1 KΩ seperti pada

gambar berikut:

Gambar III.11 Rangkaian Pengukuran Karakteristik Statik Dioda

5. Menghitung besarnya tegangan dioda dan tegangan resistor yang digunakan

dengan menggunakan multimeter.

6. Mengganti resistor tersebut dengan resistor yang besar resistansinya yaitu 10

KΩ dan 100 KΩ.

7. Mencatat data yang diperoleh pada tabel pengamatan.

8. Mengganti rangkaian yang terdiri dari dioda zener dan resistor 560 KΩ

seperti pada gambar berikut

Gambar III.12 Rangkaian Pengukuran Karakteristik Statik Dioda Zener

9. Menghitung besarnya tegangan dioda zener dan tegangan resistor yang

digunakan dengan menggunakan multimeter.

10. Mengganti resistor tersebut dengan resistor yang besar resistansinya yaitu 1

M Ω dan 1,5 M Ω.

III.3.1 Memproses Bentuk Gelombang

III.3.1.1 Rangkaian Clipper (Penggunting)


2. Mengalibrasi signal generator.

3. Membuat rangkaian seri yang terdiri atas dioda dan resistor 1000 Ω seperti

pada gambar berikut:

Gambar III.13 Rangkaian Penggunting

4. Menghubungkan rangkaian pada signal generator sekaligus sebagai input

rangkaian.

5. Menghubungkan rangkaian pada osiloskop sebagai isyarat masukan (channel

1) dan isyarat keluaran (channel 2).

6. Mengatur signal generator agar dapat memproyeksikan bentuk gelombang

pada osiloskop untuk mengetahui sifat dan karakteristik dari bentuk isyarat

masukan dan isyarat keluaran.

III.3.1.2 Rangkaian Clipper Dioda Sejajar


2. Membuat rangkaian yang terdiri atas resistor 1000 Ω dan dioda seperti pada

gambar berikut:

Gambar III.14 Rangkaian Clipper Dioda Sejajar

3. Menghubungkan rangkaian pada sgnal generator sekaligus sebagai input

rangkaian.






III.3.1.3 Rangkaian Clipper Dioda Zener


2. Membuat rangkaian yang terdiri atas resistor 100 Ω dan dua buah dioda zener

seperti pada gambar berikut:

Gambar III.15 Rangkaian Clipper Dioda Zener


rangkaian.






III.3.1.4 Rangkaian Clamp Dioda


2. Membuat rangkaian yang terdiri atas kapasitor 0,47 μFdan diodaseperti pada

gambar berikut:

Gambar III.16 Rangkaian Clamp Dioda


rangkaian.






BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 HASIL IV.1.1 Tabel DataIV.1.1.1 Karakteristik Statik DiodaTabel 4.1 Karakteristik Statik Dioda

No R (Ω) VR (V) VD (V)

1 1000 9,53 0,68

2 10000 9,65 0,56

3 100000 9,76 0,46

VDD = 10,23 V

IV.1.1.2 Karakteristik Statik Dioda Zener

Tabel 4.2 Karakteristik Statik Dioda Zener

No R (Ω) VR (V) VD (V)

1 560000 -0,01 -0,13

2 1000000 -0,01 -0,09

3 1500000 9,65 0,52

VDD = -8,99 V

IV.1.2 Pengolahan Data

IV.1.2.1 Karakteristik Statik Dioda

I=V DD−V D

RL

I=10,23−0,681000

=0,00955 A=9,55 mA

I=10,23−0,5610000

=0,000967 A=0,97 mA

I=10,23−0,46100000

=0,0000977 A=0,098 mA

IV.1.2.2 Karakteristik Statik Dioda Zener

I=V DD−V D

RL

I=−8,99− (−0,13 )560000

=−0,000016 A=−0,016 mA

I=−8,99− (−0,09 )1000000

=−0,0000089 A=−0,0089 mA

I=−8,99−0,521500000

=−0,0000063 A=−0,0063 mA

IV.1.3.3 Rangkaian Clipper (Penggunting)

1. Grafik

Gambar IV.3 Foto Rangkaian Clipper (Penggunting)

2. Bentuk isyarat masukan dan keluaran

(a) (b)

Gambar IV.4 (a) Isyarat Masukan dan (b) Isyarat Keluaran Rangkaian Clipper

(Penggunting)

IV.1.3.4 Rangkaian Clipper Dioda Sejajar

1. Gambar

Gambar IV.5 Foto Rangkaian Clipper Dioda Sejajar

2. Isyarat masukan dan keluaran

(a) (b)

Gambar IV.6 (a) Isyarat Masukan dan (b) Isyarat Keluaran pada Rangkaian

Clipper Dioda Sejajar

IV.1.3.5 Rangkaian Clipper Dioda Zener

1. Gambar

Gambar IV.7 Foto Rangkaian Clipper Dioda Zener


(a) (b)


Clipper Dioda Zener

IV.1.3.6 Rangkaian Clamp Dioda

1. Gambar

Gambar IV.9 Foto Rangkaian Clamp Dioda


(a) (b)


Clamp Dioda

IV.2 Pembahasan

Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui bahwa tegangan pada diode

saat diberi tagangan masuk (VDD = 10,23 V), untuk resistansi 1 KΩ, 10 KΩ,

dan 100 KΩ, masing-masing adalah 0,68 V; 0,56 V dan 0,46 V , dan diperoleh Isat

pada diode 9,55 mA, 0,97 mA, dan 0,098 mA. Sehingga diketahui bahwa

semakin besar resistansi yang digunakan maka semakin kecil arus saturasi yang

diperoleh. Arus saturasi sendiri merupakan kadaan yang menunjukan daerah jenuh

pada diode. Dari percobaan yang telah diakukan diketahui bahwa hasil yang

diperoleh sesuai dengan teori.

Percobaan terhadap rangkaian diode zener didapatkan VDD = -8,99 V, dan

untuk tegangan diode V D (V) adalah: -0,13, -0,09 dan -0,52. Sedangkan jumlah

arus yang mengalir pada diode diperoleh 9,55 mA, 0,97 mA, dam 0,098

mA.Karakteristik dioda zener juga sama seperti dioda biasa, namun pada dioda

zener adanya daerah breakdown dimana pada saat bias mundur mencapai

tegangan breakdown maka arus dioda naik dengan cepat. Pada percobaan ini

diketahui grafik karakteristik diode zener menggambarkan keadaan reverse bias

(bias mundur).

Pada percobaan rangkaian Clipper digunting menggunakan diode biasa

dan didapatkan bentuk isyarat keluaran untuk clipper diode seri yaitu bersifat

positif. Sedangkan pada rangkaian clipper sejajar bersifat negative. Untuk

rangkaian clipper diode zener didapatkan bentuk isyarat keluaran yang memiliki

puncak sedikit lebih kecil dan datar dari gelombang isyarat masukannya. Untuk

rangkaian clamping diode diberi isyarat masukan persegi dan didapatkan bentuk

isyarat keluaran yang lebih kecil dari bentuk gelombang isyarat masukannya.

BAB V

PENUTUP

V. 1 Kesimpulan

1. Kesimpulan pada praktikum Komponen dan arus listrik sebagai berikut:

2. Mampu membuat karakteristik statik dioda dan dioda zener serta dapat

menggunakannya.

3. Mampu menggunakan dioda untuk clipping, slicing, clamping, dan voltage

doubler dan dapat mengaplikasikannya dalam berbagai rangkaian

elektronika.

V. 2 Saran

V. 2. 1 Saran untuk Praktikum

Dilakukan perbaikan pada alat-alat praktikum agar memudahkan

melakukan percobaan.

V. 2. 2 Saran untuk Asisten

Pendampingan dan pengarahan pada praktikan tetap dipertahankan.

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, Jayadin. 2007. Ilmu elektronika ELDAS. Jayadin: Jakarta.

Arifin. 2015. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar I. Jurusan Fisika Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Hasanuddin:

Makassar.

Barmawi, M. 1997. Rangkaian dan sistem analog dan digital. PT Gelora Aksara:

Jakarta

Gunawan, Hanapi. 1992. Prinsip-Prinsip ELEKTRONIK Edisi Kedua. PT Gelora

Aksara: Jakarta.

Halliday. 1986. Fisika Modern. Erlangga: Jakarta.

Haque, Imtaiyazul, Haque Mobassir 2012, ‘Unique Behaviour Documentation on

IN4007 Diode’, Departement of Electronics Engineering m.h.s.s

institution of engg.and technology vol 2, 861.

Kasap, Safa 2001, ‘pn Junction Devices and Light Emitting Diodes’, Electrical

Engineering Departement University of Saskatchewan Canada vol 7,4.

Shadrivov, Ilya V, Vassili A Fedotov dkk 2011, ‘Electromagnetic Wave Analogue

of an Electronic Diode’, IOP Publishing Ltd and Deutsche Physikalische

Gesellschaft,1.

Zaki M. 2005. Cara Mudah Belajar Merangkai Elektronika Dasar. Absolut:

Yogyakarta.

LAPORAN Dioda

Documents