LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA PERCOBAAN 02
KARAKTERISTIK DIODA
Disusun oleh : Kelompok
:1
Nama
: Achmad Mushoffa
Kelas
3.31.11.0.01
Agus Bekti Rohmadi
3.31.11.0.02
Alex Samona
3.31.11.0.03
Angger Eka Samekta
3.31.11.0.04
: LT2A
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2012
1.
Tujuan Instruksional Khusus
Setelah selesai melalukan percobaan ini mahasiswa dapat : 1. menggambarkan karakteristik dioda bias maju dan bias mundur 2. menentukan tegangan lutut 3. menggambarkan garis beban dioda
2.
Teori dasar
Dioda semikonduktor adalah komponen elektronika yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda Kontruksi dan simbol dioda seperti pada gambar berikut :
Gb. 2.1 Konstruksi dan Simbol Dioda
Dioda akan mengalirkan arus ( konduksi ) jika diberi bias maju ( forward ) yaitu anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif. Sebaliknya jika diberi bias mundur ( reverse ) yaitu anoda mendapat tegangan negatif dan katoda mendapat tegangan positif , maka dioda akan mempunyai resistansi tinggi, sehingga dioda tidak konduksi.
2
Dioda dapat dipergunakan sebagai saklar elektronik, karena pada saat dioda diberi bias maju akan terjadi aliran arus ( saklar menutup ) dan apabila diberi bias mundur arus tidak akan mengalir ( seperti saklar yang terbuka ). Keadaan ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, pada kenyataannya dioda akan konduksi jika diberi tegangan maju 0.7 V untuk silikon dan 0,2 untuk germanium. Tegangan ini disebut Tegangan tegangan Dadal ( Breakdown ) .Setelah mencapai tegangan ini setiap kenaikan tegangan akan mengakibatkan kenaikan arus yang cukup besar.
Gb. 2.2 Rangkaian Untuk mengukur Karakteristik Dioda
Gb. 2.3 . Kurva Karakteristi Dioda
Bila harga Vs diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai Karakteristik statik dioda dan kita tahu harga Vs dan RL , maka harga arus ID dan VD dapat ditentukan sebagai berikut :
Vs = Vab + ( I.R L ) atau I = - ( Vab/R L) + ( VD/R L )
3
Bila hubungan di atas digambarkan pada karakteristik statik dioda , maka akan didapat garis lurus dengan kemiringan ( I/R L ). Garis ini disebut garis beban ( Load Line ) , seperti ditunjukkan pada gambar berikut :
Gb. 2.4. Kurva Karakteristik Dioda dan Garis Beban Pada Gambar di atas garis beban memotong sumbu V dioda pada harga Vs yaitu bila arus I = 0 , dan memotong sumbu I pada harga Vs/R L. Titik potong antara karakteristik statik dengan garis beban memberikan harga tegangan dioda VD(q) dan arus dioda ID(q). Dengan mengubah harga Vs kita akan mendapatkan garis – garis beban sejajar seperti pada gambar di atas.
3.
Peralatan dan bahan
1.
1 buah sumber tegangan DC
2.
2 buah multimeter
3.
1 buah resistor 220 ohm , 100 ohm
4.
1 Buah dioda IN 4001 , IN4002
4
4.
Diagram Rangkaian
Gb. 2.5 Dioda bias maju
5.
Gb. 2.6 Dioda bias Mundur
Langkah Percobaan
1.
Rangkailah dioda seperti pada gambar 2.5
2.
Pastikan Posisi range alat ukur sudah benar sesuai dengan fungsinya dan catu daya pada kondisi minimum.
3.
Hidupkan Catu daya, naikkan tegangan Catu Daya ( Vs ) dari 0 Volt sampai dengan 5 Volt dengan penambahan 0.2 Volt . Ukur Arus dan Tegangan dioda serta tegangan Beban , catat hasil pengukuran pada tabel 2.1 untuk setiap harga Vs.
4.
Kembalikan pengatur tegangan pada posisi minimum.
5.
Ubah rangkaian dioda seperti pada gambar 2.6
6. Naikkan tegangan catu daya, sehingga tegangan dioda
V AB sesuai
dengan tabel 2.2 7.
Catat penunjukkan ammeter untuk setiap kenaikan tegangan dan catat pada tabel 2.2.
8.
Kembalikan Pengatur tegangan pada posisi minimum dan matikan semua peralatan.
9.
Ulangi langkah 1 – 8 untuk dioda germanium.
5
6.
Lembar Kerja
Tabel. 2.1. Pengukuran 1 Dioda dioda Silikon Bias Maj u Vs[V]
0.2
Id[mA]
0.4
0.6
1
1.2
1.4
0,0246 0,0032 0,0195 0,7
1,4
2,1
2,8
Vd[ V ]
0,097
VR L [ V ] ID=VRL/RL[µA]
0,4
0.8
0,5
0,62
0,7
0,72
0,65
0,0016 0,002
0,005
0,25
0,4
0,55
0,7
7,272
22,7
1136,3 1818,1 2500
9,09
3181,1
Tabel 22. Pengukuran 2. Dioda silikon bias mundur VAB [V]
1
2
5
10
15
20
25
30
ID [ µ A ]
0,65
1,35
3
6,5
10
14
17
21
153,84
148,48
1666,67
1538,47
1500
1428,58
1470,58
1428,58
R D=VAB/ID [ kΩ ]
7. Tugas dan Pertanyaan.
1. Hitung arus dioda ID = VRL/R L ? Jawab : Perhitungan ID telah tercantum lama tabel hasil pengukuran 2. Dari hasil pengukuran gambarkan karakteristik dioda pada kertas grafik, Buatlah garis beban untuk Vs = 1.5 V ? Jawab : berdasarkan karakteristik yang muncul pada tabel 2.1, maka data pada Vs=1,5 dapat dihitung sebagai berikut :
= 2,8 + (2,8 − 2,1) = 3,5 = 0,65 − (0,72 − 0,65) = 0,58
6
= 0,7 + (0,7 − 0,55) = 0,85 =
0,85 = 3863 µ 220
3. Dari kurva karakteristik hitunglah resistansi dinamisnya ? Jawab : Vs[V]
0.2
0.4
0.6
0.8
ID [µA]
7,272
9,09
22,7
1136,3 1818,1 2500
0,027
0,044
0,026
0,0007 0,0005 0,0004 0,0004
R D=VAB/ID [ kΩ ]
1
1.2
1.4 3181,1
4. Berapa tegangan lutut dioda Si dan Ge ? Jawab : Untuk dioda silikon tegangan lutut mendekati 0,7 V. Sedangkan sebuah dioda germanium, mempunyai tegangan lutut sekitar 0.3 V.
7
8. Analisa Percobaan
Berdasarkan tabel hasil percobaan 2.1 dapat dilihat bahwa ketika dioda mendapat tegangan 0,2 hingga 0,6 pada bias maju, dioda mengalirkan arus yang sangat kecil yaitu dari 0-22 µA. Ketika tegangan dinaikkan menjadi 0,8 V arus yang mengalir naik secara signifikan menjadi 1136 µA dan terus naik ketika tegangan dinaikkan. Hal ini menunjukkan bahwa dioda silikon memiliki tegangan lutut pada kisaran 0,7 V yaitu tegangan dimana arus mulai bertambah cepat. Berdasarkan perhitungan pada soal no 3, dioda pada bias maju memiliki nilai hambatan yang sangat kecil. Pada tabel 2.2 menunjukkan karakteristik dioda pada bias mundur. Ketika dioda mendapat tegangan yang terbalik, maka dioda tersebut akan bersifat menghambat sehingga arus yang mengalir akan sangat kecil. Berdasarkan perhitungan, nilai resistansi dioda pada bias mundur sangat besar. Dalam praktikum ini nilai hambatan dioda pada bias mundur mencapai 1,6 MΩ. 9. Kesimpulan
Berdasarkan praktikum ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1.
Dioda silikon memiliki tegangan lutut mendekati 0,7 V. Sedangkan sebuah dioda germanium, mempunyai tegangan lutut sekitar 0.3 V.
2.
Pada bias maju, dioda memiliki nilai hambatan yang sangat kecil, sedangkan pada bias mundur dioda memiliki nilai tahanan yang sangat besar.
8
