LAPORAN PRAKTIKUM
Nama/ NPM
: Johannes Ivan Dennis Silitonga/1206314623
Fak/Prog.Studi
: Teknik/ Teknik Kimia
Group & kawan kerja
: 6 1. Galih Mery Damaiati 2. Citra Siti Purnama 3. Adani Shabrina 4. Yan Aulia Ardiansyah 5. Devano Farisazaka Bimata 6. Zainal Abidin Al Jufri 7. Dielita Anggitria Malau 8. Adani Shabrina
No & percobaan
: 4 / LR03 / LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor
Minggu Percobaan
: 4
Tanggal Percobaan
: Jumat, 19 Oktober 2012
Nama Asisten
:
Laporan Fisika Dasar UPP IPD Unversitas Indonesia
1
LR03 – Karakteristik V-I Semikonduktor
I.
TUJUAN PRAKTIKUM Mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu semikonduktor.
II.
PERALATAN
1. Bahan Semikonduktor 2. Amperemeter 3. Voltmeter 4. Variable Power Supply 5. Camcorder 6. Unit PC 7. DAQ dan Perangkat Pengendali Otomatis
III.
LANDASAN TEORI 2
Sebuah bahan material bila dilewati oleh arus listrik akan menimbulkan disipasi panas. Besarnya disipasi panas adalah I R. Panas yang dihasilkan oleh material ini akan mengakibatkan perubahan hambatan material tersebut. Jika pada material semi konduktor , pertambahan kalor / panas akan mengurangi nilai hambatan material tersebut. Peristiwa dispasi panas dan perubahan resistansi bahan semi konduktor ini saling berkaitan.
Gambar 1. Rangkaian tertutup semikoduktor
IV.
PROSEDUR PERCOBAAN Memasuki http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory kemudian masuk ke jadwal user , meng-klik LR03 – Karakteristik VI Semikonduktor. 1. Memperhatikan halaman web percobaan karakteristik VI semikonduktor. 2. Memberikan beda potensial dengan memberi tegangan V1. 3. Aktifkan power supply/baterai dengan meng-klik radio button di sebelahnya. 4. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan. 5. Mengulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8.
Catatan : Data yang diperoleh adalah 5 buah data terakhir jika rangkaian diberi beda potensial tertentu ( misalkan V1) dengan interval 1 detik antara data ke satu dengan data berikutnya .
2
V. DATA PENGAMATAN
Data yang diperoleh pada Tegangan Supply Rangkaian
1. Tegangan Supply Rangkaian V1
V (volt)
I (mA)
0,43 0,43 0,43 0,43 0,43
3,58 3,58 3,58 3,58 3,58
2. Tegangan Supply Rangkaian V2
V (volt)
I (mA)
0,92 0,93 0,93 0,92 0,93
8,47 8,15 8,15 8,15 8,15
3. Tegangan Supply Rangkaian V3
V (volt)
I (mA)
1,23 1,23 1,23 1,23 1,23
10,75 10,75 10,75 10,75 10,75
4. Tegangan Supply Rangkaian V4
V (volt)
I (mA)
1,85
16,62
1,85
16,62
1,85
16,62
1,85
16,94
1,84
16,94
3
5. Tegangan Supply Rangkaian V5
V (volt)
I (mA)
2,24
20,85
2,24
20,85
2,24
21,18
2,24
21,18
2,24
21,18
6. Tegangan Supply Rangkaian V6
V (volt)
I (mA)
3,11
32,26
3,1
32,58
3,1
32,58
3,09
32,91
3,09
33,24
7. Tegangan Supply Rangkaian V7
V (volt)
I (mA)
2,82
27,7
2,81
28,02
2,81
28,02
2,81
28,02
2,8
28,67
8. Tegangan Supply Rangkaian V8
V(volt)
I(mA)
3,56
38,45
3,55
39,1
3,54
39,75
3,53
40,08
3,52
40,73
4
VI.
PENGOLAHAN DATA
A. Menghitung Nilai V
rata-rata
dan I rata-rata dari setiap Tegangan Supply Rangkaian
1. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V1 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 2.15 Volt = 17.9 mA
2. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V2 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 4.65 Volt = 41.07 mA
3. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V3 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 6.15 Volt = 53.75 mA
4. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V4 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 9.24 Volt = 83.74 mA
5. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V5 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 11.2 Volt = 105.24 mA
6. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V6 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 14.05 Volt = 140.43 mA
7. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V7 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 15.49 Volt = 163.57 mA
8. Untuk Tegangan Supply Rangkaian V8 a. V rata-rata b. I rata-rata
= 17.7 Volt = 198.11 mA
Data yang diperoleh secara tabulasi : No
V (rata-rata)
I (rata-rata)
1
2,15
17,9
2
4,63
41,07
3
6,15
53,75
4
9,24
83,74
5
11,2
105,24
6
14,05
140,43
7
15,49
163,57
8
17,7
198,11
5
B. MENGHITUNG NILAI HAMBATAN (R)
Perhitungan nilai hambatan (R) pada pengujian adalah : V=IR
Dimana,
= 10.07625 V = 100.476 Ma Arus (I) rata-rata = Beda Potensial (V) rata-rata
=
Dengan memasukkan nilai V rata-rata dan Irata-rata maka didapat besar hambatannya adalah sebagai berikut:
C. Menentukan Persamaan Grafik Dengan Metode Least Square Pada Data Hasil Tabulasi Percobaan
2
2
No 1
X 2,15
Y 17,9
X 4,623
Y 320,41
XY 38,485
2 3 4 5
4,63 6,15 9,24 11,2
41,07 53,75 83,74 105,24
21,44 37,82 85,38 125,4
1686,7 2889,1 7012,4 11075
190,154 330,563 773,758 1178,69
6 7
14,05 15,49
140,43 163,57
197,4 239,9
19721 26755
1973,04 2533,7
8
17,7
198,11
313,3
39248
3506,55
Jumlah
80,61
803,81
1025,3321
108707,3645
10524,935
Maka diperoleh harga : a dan b, dimana Penetuan Harga b :
b=
b=m
n XY - X Y 2
2
n X - ( X )
b=
b = 11.382
6
Penetuan Harga a : 2
a=
a=
X Y
a=b
- X XY
2
n X - ( X )
2
a = -14.221
maka persamaan yang diperoleh adalah : Y = Mx + b Y = 11.382 X – 14.221 Lihat lampiran 1.
D. Menetukan Persen Korelasi Dan Persen Erorr Dari Data Yang Diperoleh; 1. Penentuan Persen Korelasi ( TK)
TK =
,
dimana Δb = Δy
√ . Maka ;
[ ] [ ] Δy = Δy =
Δy = 7.457398
Sehingga,
Δb = Δy
Δb = 7.457398
√
√
Δb = 0.5186
Maka diperoleh
TK
TK
= =
= 95.51 %
2. Menentukan Persen Error
Persen Eror
= 100% - Persen Korelasi = 100% - 95.51 % = 4.49 %
7
VII.
ANALISIS PRAKTIKUM
1. Analisis Percobaan
Percobaan yang dilakukan di rlab tidak memberikan informasi yang cukup untuk menggambarkan proses percobaan. Praktikan tidak dapat melihat alat uji dan proses percobaan secara langsung. Video yang disediakan pada halaman rlab juga tidak bisa dijalankan, sehingga praktikan tidak bisa memberikan penjelasan lengkap mengenai jalannya percobaan. 2. Analisis Hasil
Data yang didapatkan berupa nilai arus dari 8 tegangan yang berbeda. Dari tiap tegangan didapat 5 data sehingga total data percobaan berjumlah 40 data tegangan dan 40 data arus. Setiap 5 nilai tegangan dan arus yang didapat dari tegangan yang berbeda, dicari nilai rata – rata sehingga data yang diolah menyusut menjadi hanya 8 data. Kemudian menentukan nilai hambatan dan disipasi panas dari nilai rerata tersebut. Hasil dari praktikum ini berupa grafik hubungan antara tegangan (V) dan arus (I) serta pengaruhnya dengan hambatan (Ω) dan disipasi panas (watt). Diketahui saat nilai V meningkat, nilai I juga bergerak naik, sementara nilai hambatan semakin kecil dan nilai disipasi panas naik jauh lebih cepat lagi.
3. Analisis Grafik
Grafik di atas menunjukkan grafik yang linear yang membuktikan bahwa terjadi hubungan yang berbanding lurus. Hubungan ini menyebabkan apabila beda potensial yang diberikan pada semikonduktor semakin besar maka arus listrik yang dihasilkan akan semakin besar juga. Apabila ditulis dalam sebuah rumus akan berbentuk V = x I. Hal ini dapat terjadi karena suhu pada percobaan ini tidak berubah sehingga dapat dituliskan seperti persamaan pada hukum ohm. Apabila suhu pada percobaan ini berubah maka persamaan hukum ohm tidak dapat digunakan dan pada transistor ataupun dioda persamaan hukum ohm juga tidak dapat digunakan. Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan sampai pada tegangan ke delapan. Oleh karena itu, dalam praktikum ini, terdapat delapan macam variasi data. Persamaan garis dari grafik V-I adalah persamaan garis linear. Dapatkah kita menggunakan hukum ohm untuk menjelaskan percobaan ini? Berdasarkan tabel di bawah ini: No
V (volt) Rata - Rata
I (mA) Rata - Rata
1
2,15
17,9
0,120
2
4,63
41,07
0,113
3
6,15
53,75
0,114
4
9,24
83,74
0,110
5
11,2
105,24
0,106
6
14,05
140,43
0,100
7
15,49
163,57
0,095
8
17,7
198,11
0,089
Jumlah
10.07625
100.476
0.100
R = V/I
Kita tidak bisa menggunakan hukum ohm karena suhu semikonduktor pada saat percobaan cenderung naik (dapat dilihat dari kenaikan disipasi panasnya) sehingga mempengaruhi nilai hambatannya sesuai teori dimana pertambahan kalor akan mengurangi nilai hambatan pada semikonduktor tersebut. Pada grafik di atas dan seluruh grafik yang sudah ada, antara beda potensial dengan arus listrik merupakan perbandingan lurus dan berbentuk linear. Hal ini menjelaskan bahwa semakin besar beda potensial yang diberikan maka arus listrik yang diukur juga akan semakin membesar. Grafik tidak benar – benar menunjukkan hasil yang linear sehingga praktikan menggunakan metode leastsquare (kuadrat terkecil) agar dapat menemukan garis tengah grafik. Diketahui kesalahan relatif dari grafik adalah 4,49 %.
8
VIII.
KESIMPULAN
1. Untuk mencari besar hambatan pada semikonduktor dapat digunakan hukum ohm yaitu ; R = V/ I
2. Hubungan antara beda potensial (V) dan arus (I) adalah berbanding lurus. Semakin besar beda potensial maka arus yang dihasilkan juga semakin besar.
3. Hasil pengukuran tidak dapat diperiksa kevalidannya karena alat praktikum tidak dapat dilihat secara langsung oleh praktikan.
9
Lampiran: 1. Grafik hubungan V rata-rata VS I rata-rata pada percobaan
Hubungan Tegangan (V) Vs Arus (I) 220 200 180 160 ) V140 ( n120 a g n100 a g e 80 T
y = 11.383x - 14.221 R² = 0.9881
60 40 20 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Arus (I) V vs I
Linear (V vs I)
10
