Page 1
PERCOBAAN I
KARAKTERISTIK DIODA
1.1 Tujuan Percobaan
1. Memeriksa kondisi dioda.
2. Mempelajari karakteristik I = f (V), reverse bias dan forward bias.
1.2 Tinjauan Pustaka
1.2.1 Pengertian Dioda
Dioda adalah semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-
N. Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan
menghambat arus pada tegangan balik. Walaupun diode kristal (semikonduktor)
dipopulerkan sebelum diode termionik, diode termionik dan diode kristal
dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari
diode termionik ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873 Sedangkan
prinsip kerja diode kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl
Ferdinand Braun Pada waktu penemuan, peranti seperti ini dikenal sebagai
penyearah (rectifier). Pada tahun 1919, William Henry Eccles memperkenalkan
istilah diode yang berasal dari di berarti dua, dan ode berarti “jalur”
Dalam percobaan ini akan dipelajari karakteristik I = f (V) dari diode.
Diode akan diberi bias forward dan bias reverse dengan tegangan bias dinaikan
secara bertahap. Pada waktu tegangan bias dinaikkan, arus dan tegangan diode
dicatat. Pada kedua semikonduktor tersebut terdapat resistansi, r P (resistansi
tipe P) dan rN (resistansi tipe N), jumlah kedua resistansi tersebut disebut
resistansi Bulk.
Resistansi bulk=∆Vd∆ Id
.......................................(1.1)
1.2.2 Karakteristik Dioda
Karakteristik dioda dapat diketahui dengan cara memasang dioda seri
dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Dengan menggunakan
rangkaian tersebut maka akan dapat diketahui tegangan dioda dengan variasi
sumber tegangan yang diberikan. Seperti yang telah kita ketahui bahwa dioda
adalah komponen aktif dari dua elektroda (katoda dan anoda) yang sifatnya
semikonduktor, jadi dengan sifatnya tersebut dioda tidak hanya memperbolehkan
Page 2
arus listrik mengalir ke satu arah, tetapi juga menghambat arus dari arah
sebaliknya. Dioda dapat dibuat dari Germanium (Ge) dan Silikon atau Silsilum
(Si). Komponen aktif ini mempunyai fungsi sebagai; pengaman, penyearah,
voltage regulator, modulator, pengendali frekuensi, indikator, dan switch.
Gambar 1.1 Simbol Karakteristik Dioda
(Sumber: Handoko, 2015)
Berdasarkan fungsinya, dioda terbagi atas; Dioda Kontak Titik, Dioda
Hubungan, LED, Dioda Foto, Dioda kapasiansi Variabel, Dioda Bridge dan Dioda
Zener. Dioda Kontak Titik atau Point Contact Diode biasanya digunakan untuk
mengubah frekuensi dari tinggi ke rendah. Contohnya, OA70, OA90, dan 1N60.
Dioda hubungan, adalah salah satu karakteristik dioda yang mengalirkan
tegangan yang besar namun hanya searah. Sedangkan LED atau Light Emiting
Diode adalah jenis komponen yang dapat mengeluarkan cahaya bila diberikan
forward bias. Berbeda dengan LED, Dioda foto atau bisa disebut dengan Foto
Dioda akan menghasilkan arus listrik apabila terkena cahaya. Besarnya arus
listrik tergantung dari seberapa besar cahaya yang masuk.
Dioda Kapasiansi Variabel, atau bisa disebut juga dengan dioda varicap
atau varactor yang bila dipasang terbalik akan berperan sebagai kondensator ini
banyak digunakan pada modulator FM dan juga pada VCO suatu PLL ( Phale
Lock Loop). Dioda yang berfungsi sebagai power supply adalah Dioda Bridge.
Komponen ini adalah silikon yang dirangkai menjadi bridge menjadi satu
komponen utuh .Berbagai macam bentuk dioda ini banyak dijual dipasaran
dengan berbagai macam besar kapasitasnya. Yang terakhir adalah Dioda Zener.
Page 3
Komponen aktif ini biasanya digunakan pada pembatas tegangan dan berfungsi
sebagai voltage stabilizer atau voltage regulator. Karakteristik dioda ini adalah
mempunyai sifat tegangan terbaliknya stabil.
1.2.3 Prinsip Kerja Dioda
Prinsip Kerja Dioda pada umumnya adalah sebagai alat yang terbentuk
dari beberapa bahan semikonduktor dengan muatan Anode (P) dan muatan
Katode (N) yang biasanya terdiri dari geranium atau silikon yang digabungkan,
dan muatan yang bertipe N merupakan bahan dengan kelebihan elektron, dan
sebaliknya muatan bertipe P merupakan bahan dengan kekurangan satu
elektron yang dipisahkan oleh depletion layer yang terjadi akibat keseimbangan
kedua muatan tersebut, oleh karena itu dioda tersebut menghasilkan suatu hole
yang berfungsi sebagai pembawa tegangan atau muatan sehingga terjadi
perpindahan sekaligus pengaliran arus yang terjadi di hole tersebut yang
menghasilkan tegangan arus searah atau biasa disebut dengan DC.
Prinsip Kerja Dioda berbeda dengan prinsip atau teori elektron yang
menyebutkan bahwa arus listrik yang terjadi dikarenakan oleh pergerakan
elektron dari kutub positif menuju ke kutub negatif, tetapi dioda ini hanya
mengalirkan arus satu arah saja, yaitu DC. Oleh karena jika dioda dialiri oleh
tegangan P yang lebih besar dari muatan N, maka elektron yang terdapat pada
muatan N akan mengalir ke muatan P yang disebut sebagai Forward Bias, bila
terjadi sebaliknya, yaitu jika dioda tersebut dialiri dengan tegangan N yang lebih
besar daripada tegangan P, maka elektron yang ada di dalamnya tidak akan
bergerak, sehingga dioda tidak mengaliri muatan apapun, pada kondisi seperti ini
sering disebut sebagai reverse bias.
Gambar 1.2 Skema Prinsip Kerja Dioda
(Sumber: Handoko, 2015)
Page 4
Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa Prinsip Kerja
Dioda merupakan salah satu alat yang sangat unik karena mampu memanipulasi
muatan hingga menjadi muatan yang searah atau DC. Sambungan antara
muatan anoda (P) dengan muatan katoda (N) dinamakan sebagai depletion layer
(lapisan deplesi) dimana terjadi keseimbangan muatan elektron dan hole.
Biasanya pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima muatan
elektron, sedangkan pada sisi N banyak elektron yang siap untuk membebaskan
diri, dengan kata lain jika sisi P diberi muatan potensial yang lebih, maka elektron
dari sisi N akan langsung mengisi setiap hole-hole yang ada di sisi P.
1.2.4 Jenis-jenis Dioda
1.2.4.1 Light Emiting Diode (Dioda Emisi Cahaya)
Dioda yang sering disingkat LED ini merupakan salah satu piranti
elektronik yang menggabungkan dua unsur yaitu optik dan elektronik yang
disebut juga sebagai Opteolotronic.dengan masing-masing elektrodanya berupa
anoda (+) dan katroda (-), dioda jenis ini dikategorikan berdasarkan arah bias
dan diameter cahaya yang dihasilkan, dan warna nya.
Gambar 1.3 Dioda Emisi Cahaya
(Sumber: Anonim )
1.2.4.2 Diode Photo (Dioda Cahaya)
Dioda jenis ini merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, yang
bekerja pada pada daerah-daerah reverse tertentu sehingga arus cahaya
tertentu saja yang dapat melewatinya, dioda ini biasa dibuat dengan
menggunakan bahan dasar silikon dan geranium. Dioda cahaya saat ini banyak
digunakan untuk alarm, pita data berlubang yang berguna sebagai sensor, dan
alat pengukur cahaya (Lux Meter).
Page 5
Gambar 1.4 Dioda Photo
(Sumber: Anonim )
1.2.4.3 Diode Varactor (Dioda Kapasitas)
Dioda jenis ini merupakan dioda yang unik, karena dioda ini memiliki
kapasitas yang dapat berubah-ubah sesuai dengan besar kecilnya tegangan
yang diberikan kepada dioda ini, contohnya jika tegangan yang diberikan besar,
maka kapasitasnya akan menurun,berbanding terbalik jika diberikan tegangan
yang rendah akan semakin besar kapasitasnya, pembiasan dioda ini secara
reverse. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai pengaturan suara pada
televisi, dan pesawat penerima radio.
Gambar 1.5 Dioda Kapasitas
(Sumber: Anonim )
1.2.4.4 Diode Rectifier (Dioda Penyearah)
Dioda jenis ini merupakan dioda penyearah arus atau tegangan yang
diberikan, contohnya seperti arus berlawanan (AC) disearahkan sehingga
menghasilkan arus searah (DC). Dioda jenis ini memiliki karakteristik yang
berbeda-beda sesuai dengan kapasitas tegangan yang dimiliki.
Page 6
Gambar 1.6 Dioda Penyearah
(Sumber: Anonim )
1.2.4.5 Diode Zener
Dioda jenis ini merupakan dioda yang memiliki kegunaan sebagai
penyelaras tegangan baik yang diterima maupun yang dikeluarkan, sesuai
dengan kapasitas dari dioda tersebut, contohnya jika dioda tersebut memiliki
kapasitas 5,1 V, maka jika tegangan yang diterima lebih besar dari kapasitasnya,
maka tegangan yang dihasilkan akan tetap 5,1 tetapi jika tegangan yang diterima
lebih kecil dari kapasitasnya yaitu 5,1, dioda ini tetap mengeluarkan tegangan
sesuai dengan inputnya.
Gambar 1.7 Dioda Zener
(Sumber: Bagas, 2013)
1.3 Daftar Komponen dan Alat 1. Modul elektronika dasar
2. 1 buah Multimeter Analog
3. Pulpen / pensil
4. Amperemeter DC
5. Voltmeter DC 2 buah
6. Adj power supply ± 15 V
Page 7
1.4 Cara Kerja
1.4.1 Memeriksa Keadaan Dioda
Gunakan alat ukur multimeter untuk memeriksa dioda – dioda yang ada.
Pada saat pengukuran R maju, gunakan range yang paling kecil (Ω) dan range
yang besar untuk R mundur (10 KΩ), untuk multimeter analog. Pada multimeter
digital, gunakan range untuk mengukur. Catat hasil pengukuran anda pada tabel
1.1.
Tabel 1.1 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda
N
o
Jenis dan tipe
dioda
Multimete
r
Resistansi DiodaKeadaan
DiodaKet
Forwar
d
Revers
eBaik
Buru
k
1
Dioda
penyeara
h
IN
4002Analog
Ge
IN34Analog
2
Dioda
zener 1
W
5,1 V Analog
9 V Analog
3 LEDRed Analog
Green Analog
4Dioda
varaktor
MV
2209Analog
1.4.2 Karakteristik V – I (Dengan Multimeter)
1. Buatlah rangkaian seperti gambar 1.14, untuk pengukuran Vd gunakan
multimeter digital dan Id dengan multimeter analog.
2. Atur Vs agar diperoleh harga Id seperti pada tabel 1.2 (untuk forward
bias). Dan harga Vd sesuai dengan tabel 1.2 (untuk reverse bias). Untuk
bias reverse posisi dioda dibalik.
3. Lakukan untuk dioda Si, Ge, dan zener.
Page 8
Gambar 1.8 Rangkaian Dioda pada Karakteristik V – I diukur dengan Multimeter
(Sumber : Modul Praktikum Elektronika, 2015)
Tabel 1.2 Pengukuran Dioda Pada Karakteristik V-I Dengan Multimeter
V0 (V) I0 (mA)
Bias Forward Vd
Dioda Penyearah LED Dioda Zener
IN 4002 GE IN34 Red Green 5,1 V 9 V
0,0
0,1
0,2
0,5
1,0
1,5
2,0
Page 9
Tabel 1.3 Pengukuran Dioda Pada Karakteristik V-I Dengan Multimeter
V0 (V) I0 (mA)
Bias Reverse Vd
Dioda Penyearah LED Dioda Zener
IN 4002 GE IN34 Red Green 5,1 V 9 V
0,0
0,1
0,2
0,5
1,0
1,5
2,0
Page 10
1.5 Data Hasil Percobaan
Tabel 1.4 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda
N
o
Jenis dan Tipe
Dioda
Multimete
r
Resistansi DiodaKeadaan
DiodaKet
Forwar
d
Revers
eBaik
Buru
k
1
Dioda
Penyeara
h
IN
4002Analog 4,5 Ω ∞ Ω √ -
Bai
k
Ge
IN34Analog 4,5 Ω ∞ Ω √ -
Bai
k
2
Dioda
Zener 1
W
5,1 V Analog 7,5 Ω ∞ Ω √ -Bai
k
9 V Analog 6,5 Ω ∞ Ω √ -Bai
k
3 LED
Red Analog 35 Ω ∞ Ω √ -Bai
k
Gree
nAnalog 63 Ω ∞ Ω √ -
Bai
k
4Dioda
Varaktor
MV
2209Analog 5 Ω ∞ Ω √ -
Bai
k
Page 11
Tabel 1.5 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias Forward
Vs
(V)
Bias Forward Vd
Dioda Penyearah LED Dioda Zener
IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1
0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2
0,5 0,9 0,5 0,56 0,5 0 0,5 0 0,5 0,01 0,5 0 0,9
1,0 23,5 0,8 28,63 0,7 0 1,0 0 1,0 5,68 0,9 22,52 0,8
1,5 65,7 0,8 65,7 0,7 0,01 1,5 0,01 1,5 53,1 0,9 65,1 0,8
2,0 111,1 0,7 110,2 0,7 2,91 1,8 7,18 1,9 90,6 1,0 102,6 0,8
Tabel 1.6 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias Reverse
Vs
(V)
Bias Reverse Vd
Dioda Penyearah LED Dioda Zener
IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1
0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2
0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5
1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0
1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5
2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0
Page 12
1.6 Analisa Data Hasil Percobaan
1.6.1 Analisa Percobaan Pemerikasaan Keadaan Dioda
Pada percobaan pemeriksaan keadaan dioda, diperoleh data hasil
percobaan sebgai berikut :
A. Dioda Penyearah
Tabel 1.7 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda Penyearah
Tipe
DiodaMutimeter
Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda
Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk
IN 4002 Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 4,5 Ω
-
Ge IN 54 Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 4,5 Ω -
Dari data tabel 1.7 diatas dapat diketahui bahwa dioda penyearah IN 4002
dan Ge IN 54 yang diukur dalam keadaan baik karena resistansi pada forward
bias tidak melewati range resistansi forward bias dioda penyearah.
B. Dioda Zener
Tabel 1.8 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda Zener
Tipe
DiodaMutimeter
Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda
Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk
5,1 V Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 7,5 Ω -
9 V Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 6,5 Ω -
Dari data tabel 1.8 diatas dapat diketahui bahwa dioda zener 5,1 V dan 9
V yang diukur dalam keadaan baik karena resistansi pada forward bias tidak
melewati range resistansi forward bias dioda zener secara teori.
C. LED
Tabel 1.9 Pemeriksaan Baik Buruknya LED
Tipe
DiodaMutimeter
Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda
Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk
RED Analog ∞ 35-45 Ω ∞ 35 Ω -
Green Analog ∞ 50-70 Ω ∞ 63 Ω -
Page 13
Dari data tabel 1.9 diatas dapat diketahui bahwa LED merah dan LED
hijau yang diukur dalam keadaan baik karena resistansi pada forward bias tidak
melewati range resistansi forward bias LED secara teori, dan pada LED tipe
dioda RED pada reverse bias didapatkan hasil pengukuran resistansinya sebesar
65 Ω.
D. Dioda Varaktor
Tabel 1.10 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda Varaktor
Tipe
DiodaMutimeter
Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda
Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk
MV
2209Analog ∞ 5-10 Ω ∞ 5 Ω -
Dari data tabel 1.10 diatas dapat diketahui bahwa dioda Varaktor MV 2209
yang diukur dalam keadaan baik karena resistasi pada forward bias tidak
melewati range resistansi forward bias dioda penyearah.
1.6.2 Analisa Karakteristik V – I (Dengan Multimeter)
Rangkaian yang digunakan pada percobaan karakteristik dioda dapat
dilihat pada gambar 1.8. Pada rangkaian tersebut dapat diketahui bahwa pada
saat tegangan VS ≤ 0, maka nilai arus yang mengalir pada rangkaian adalah 0.
Karena sifat dari dioda, bila pada keadaan itu maka dioda mengalami reverse
bias, sehingga pada dioda akan berlaku hubungan terbuka. Untuk lebih telitinya,
maka dapat dilihat sebagai berikut:
1. Pada saat reverse bias ( VS ≤ 0):
=
Untuk nilai Vs ≤ 0 berarti tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian
(I=0) sehingga :
−V s+V R+VD=0
−V s+0+V D=0
V s=V D
Page 14
Persamaan ini berlaku untuk semua jenis dioda baik itu jenis Si maupun
Ge. Selama perhitungan, walaupun tegangan diubah-ubah, selama VS lebih kecil
dari 0 maka Vd = Vs.
2. Pada saat forward bias ( VS > 0):
=
Pada saat Vs > 0 maka :
Secara matematis perhitungannya menggunakan persamaan berikut
ini: ID=IR=I
V S=V R+V D=IR+V D
I=V s−V DR
Berikut data hasil percobaan pengukuran dioda pada karakteristik V-I
pada kondisi forward bias dan reverse bias dengan multimeter analog :
Tabel 1.11 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias
Forward
Vs
(V)
Bias Forward Vd
Dioda Penyearah LED Dioda Zener
IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1
0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2
0,5 0,9 0,5 0,56 0,5 0 0,5 0 0,5 0,01 0,5 0 0,9
1,0 23,5 0,8 28,63 0,7 0 1,0 0 1,0 5,68 0,9 22,52 0,8
1,5 65,7 0,8 65,7 0,7 0,01 1,5 0,01 1,5 53,1 0,9 65,1 0,8
2,0 111,1 0,7 110,2 0,7 2,91 1,8 7,18 1,9 90,6 1,0 102,6 0,8
Page 15
Tabel 1.12 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias
Reverse
Vs
(V)
Bias Reverse Vd
Dioda Penyearah LED Dioda Zener
IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
ID
mA
VD
V
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1
0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2
0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5
1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0
1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5
2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0
Dari data tabel 1.12 diatas, dapat dibuat gambar grafik karakteristik dioda
forward bias dan reverse bias sebagai berikut :
A. Dioda Penyearah IN 4002
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 10
20406080
100120
IN 4002
REVERSE FORWARD
Vd (V)
Id (m
A)
Gambar 1.9 Grafik Karakteristik Dioda Penyearah IN 4002 Forward dan Reverse
Page 16
Pada gambar 1.9 di atas terlihat bahwa dioda akan mengalirkan arus listrik
pada saat diberikan tegangan 0,5 Volt atau lebih saat forward bias. Pada reverse
bias arus tidak akan mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian sama
dengan 0 V.
Page 17
B. Dioda Penyearah GE IN 34
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 10
20
40
60
80
100
120
GE IN 34
REVERSE FORWARD
Vd (V)
Id (m
A)
Gambar 1.10 Grafik Karakteristik Dioda Penyearah GE IN 34 Forward dan Reverse
Pada gambar 1.10 di atas terlihat bahwa dioda akan mengalirkan arus
listrik pada saat diberikan tegangan 0,5 V atau lebih saat forward bias. Pada
reverse bias arus tidak akan mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian
sama dengan 0 V.
C. LED Red
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.50
0.51
1.52
2.53
3.5
RED
REVERSE FORWARD
Vd (V)
Id (m
A)
Gambar 1.11 Grafik Karakteristik LED Red Forward dan Reverse
Pada gambar 1.11 di atas terlihat bahwa LED merah akan mengalirkan
arus listrik atau akan memancarkan cahaya pada saat diberikan tegangan 1,5
Volt atau lebih saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan mengalir
sehingga arus yang mengalir ke LED sama dengan 0 V atau LED tidak
memancarkan cahaya.
Page 18
D. LED Green
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.50
2
4
6
8
GREEN
REVERSE FORWARD
Vd (V)
Id (m
A)
Gambar 1.12 Grafik Karakteristik LED Green Forward dan Reverse
Pada gambar 1.12 di atas terlihat bahwa LED merah akan mengalirkan
arus listrik atau akan memancarkan cahaya pada saat diberikan tegangan 1,5
Volt atau lebih saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan mengalir
sehingga arus yang mengalir ke LED sama dengan 0 V atau LED tidak
memancarkan cahaya.
E. Dioda Zener 5.1 V
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.50
20406080
100
5.1 V
RESEVES FORWARD
Vd (V)
Id (m
A)
Gambar 1.13 Grafik Karakteristik Dioda Zener 5.1V Forward dan Reverse
Pada gambar 1.13 di atas terlihat bahwa dioda zener akan mengalirkan
arus listrik pada saat diberikan tegangan 0,5 V atau lebih sampai tegangan
maksimal yaitu 5,1 V saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan
mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian sama dengan 0 V.
Page 19
F. Dioda Zener 9 V
-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 10
20406080
100120
9 V
REVERSE FORWARD
Vd (V)
Id (m
A)
Gambar 1.14 Grafik Karakteristik Dioda Zener 9 V Forward dan Reverse
Pada gambar 1.14 di atas terlihat bahwa dioda zener akan mengalirkan
arus listrik pada saat diberikan tegangan 0,5 V atau lebih sampai tegangan
maksimal yaitu 9 V saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan
mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian sama dengan 0 V.
Page 20
1.6.3 Analisa Arus (I) pada Dioda
1.6.3.1Arus Dioda Secara Teori
Untuk menghitung arus pada pengukuran dioda, dapat menggunakan
persamaan sebagai berikut :
I = V S−V DR
………………………………………………(1.2)
A. Tegangan Kerja 0,5 Volt
Untuk tegangan kerja 0,.5 Volt, maka dioda akan mengalirkan arus atau
terbuka pada tegangan 0,5 Volt ke atas, maka dapat dihitung arus dioda dari VS
sebesar 0,5 Volt sampai 2 Volt sebagai berikut :
1. Pada Vs = 0,5 V
I = 0,5– 0,510
= 0 mA
2. Pada VS = 1 V
I = 1– 0,510
= 50 mA
3. Pada VS = 1,5 V
I = 1,5– 0,510
= 100 mA
4. Pada VS = 2 V
I = 2– 0,510
= 150 mA
B. Tegangan Kerja 0,7 Volt
Untuk tegangan kerja 0,7 Volt, maka dioda akan mengalirkan arus atau
terbuka pada tegangan 0,7 Volt ke atas, maka dapat dihitung arus dioda dari VS
sebesar 0,5 sampai 2 V sebagai berikut.
1. Pada VS = 1 V
I = 1– 0,710
= 30 mA
Page 21
2. Pada VS = 1,5 V
I = 1,5– 0,710
= 80 mA
3. Pada VS = 2 V
I = 2– 0,710
= 130 mA
C. Pada LED
Untuk LED tegangan kerja normalnya adalah 1,5 Volt, maka dioda akan
mengalirkan arus atau menyala pada tegangan 1,5 Volt ke atas, maka dapat
dihitung arus dioda dari VS sebesar 1,5 sampai 2 V sebagai berikut.
1. Pada VS = 1,5 V
I = 1,5– 1,510
= 0 mA
2. Pada VS = 2 V
I = 2−1,510
= 50 mA
Page 22
1.6.3.2 Perbandingan Arus Dioda Teori dan Praktikum
Untuk menghitung persentase kesalahan arus pada pengukuran dioda,
dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :
Kesalahan relatif % = | I pengukuran−IteoriIteori | x 100%…………..…………………(1.3)
Dengan menggunakan persamaan 1.3, dapat dihitung kesalahan relatif
pengukuran arus pada setiap dioda sebagai berikut.
1. Dioda IN 4002 VS = 0,5 V
Kesalahan relatif % =|0 .9−00 |x100% = 0 %
2. Dioda IN 4002 VS = 1 V
Kesalahan relatif % = |23.5−5050 |x100% = 53 %
Dengan menggunakan perhitungan yang sama, maka dapat dibuat tabel
persentase kesalahan setiap pengukuran arus forward bias pada dioda-dioda
yang digunakan sebagai berikut :
A. Dioda Penyearah
Tabel 1.13 Persentase Kesalahan Pengukuran Arus Dioda Penyearah
VS
(V)
Dioda IN 4002 Dioda Ge IN 34
ITeori
(mA)
IPengukuran
(mA)
Kesalahan
Relatif
ITeori
(mA)
IPengukuran
(mA)
Kesalahan
Relatif
0,5 0 0,9 ∞ 0 0,56 ∞
1,0 50 23,5 43,36 % 50 28,63 42,74 %
1,5 100 65,7 34,3 % 100 65,7 34,3 %
2,0 150 111,1 25,93 % 150 110,2 26,53 %
Page 23
0.5 1 1.5 20
20406080
100120140160
0
50
100
150
0.923.5
65.7
111.1
0.5628.63
65.7
110.2
Arus Teori Arus IN 4002 Arus Ge IN 34
Vd (V)
Id (
mA)
Gambar 1.15 Grafik Perbandingan Arus pada Dioda Penyearah
Dari gambar 1.15 diatas dapat dilihat terjadi perbedaan antara arus dioda
penyearah secara teori dengan arus dioda hasil praktikum. Hal tersebut dapat
dilihat dari penyimpangan garis pada gambar 1.15.
B. LED
Tabel 1.14 Persentase Kesalahan Pengukuran Arus LED
VS
(V)
LED RED LED Green
ITeori
(mA)
IPengukuran
(mA)Kesalahan
ITeori
(mA)
IPengukuran
(mA)Kesalahan
1,5 0 0,01 ∞ 0 0,01 ∞
2,0 50 2,91 94,18 % 50 7,18 85,64 %
1.5 20
50
0 2.9107.18
Arus Teori LED RED LED GREEN
Vd (V)
id (m
A)
Gambar 1.16 Grafik Perbandingan Arus pada LED Merah dan Hijau
Page 24
Dari gambar 1.16 diatas dapat dilihat terjadi perbedaan yang besar antara
arus LED secara teori dengan arus LED merah dan hijau hasil praktikum. Hal
tersebut dapat dilihat dari penyimpangan garis pada gambar 1.16.
C. Dioda Zener
Tabel 1.15 Persentase Kesalahan Pengukuran Arus Dioda Zener
VS
(V)
Dioda Zener 5.1 V Dioda Zener 9 V
ITeori
(mA)
IPengukuran
(mA)
Kesalahan
Relatif
ITeori
(mA)
IPengukuran
(mA)
Kesalahan
Relatif
1,0 30 5,68 81,06 % 30 22,52 24,9 %
1,5 80 53,1 33,62 % 80 65,1 18,62 %
2,0 130 90,6 30.30 % 180 102,6 43 %
1 1 . 5 20
20
40
60
80
100
120
140
30
80
130
5.68
53.1
90.6
22.52
65.1
102.6
Arus Teori Zener 5,1 V Zener 9 V
Vd (V)
Id (m
A)
Gambar 1.17 Grafik Perbandingan Arus pada Dioda Zener
Dari gambar 1.17 diatas dapat dilihat terjadi perbedaan antara arus dioda
zener 5,1 Volt dan 9 Volt secara teori dengan arus dioda zener 5,1 V dan 9 V
hasil praktikum. Hal tersebut dapat dilihat dari penyimpangan garis pada gambar
1.17.
Page 25
1.8 Kesimpulan
Dari percobaan karakteristik dioda, maka dapat ditarik kesimpulan
sebagai berikut :
1. Dioda merupakan suatu komponen elektronika yang memiliki fungsi
sebagai penyearah dan penstabil tegangan.
2. Dari percobaan yang telah dilakukan pada saat praktikum maka dapat
disimpulkan sebagai berikut :
Apabila terdapat atau terbaca suatu nilai pada salah satu resistansi dioda
yaitu pada saat bias maju saja atau pada saat bias mundur saja maka dapat
dipastikan bahwa dioda tersebut dalam keadaan baik sehingga dapat digunakan.
Namun apabila terdapat nilai saat bias maju dan saat bias mundur atau tidak
terdapat nilai sama sekali pada saat kedua resistansi (reverse dan forward) maka
dioda akan berkondisi buruk dan tidak dapat di gunakan lagi.
Pada percobaan yang memakai 2 dioda yang dipasang pada polaritas
positif dan negatif terjadi kesalahan pengukuran yang diakibatkan karena
polaritas positif dan negatif pada rangkaian sama-sama diberi dioda ,saat diukur
seakan-akan rangkaian short/dihubung singkat sehingga hasil pengukuran
tegangan menjadi 0. Ini mengakibatkan resistor menjadi panas.
Pada saat mengukur Vd tidak ada tegangan negatif, karena Vd merupakan
tegangan AC, tegangan AC tidak memiliki nilai minus/negatif.
Page 26
1.9 Daftar Referensi Buku
Boylestad Robert, Nashelsky Louis, Electronic Device and Circuit Theory.
Malvino,A.P. 1987. Prinsip-Prinsip Elektronika. Erlangga.
http://www.scribd.com/doc/33212293/Diode-Dan-Rangkaian-Diode
http://elka.ub.ac.id/praktikum/de/de.php?page=1
http://id.wikipedia.org/wiki/Dioda
http://ilmu-elektronika.co.cc/index.php/komponen-elektronika/dioda.ht