laporan LAB ELKA
LAPORAN LABORATORIUM
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
PERCOBAAN 01
PENDEKATAN KARATERISTIK DIODA
NAMA PRAKTIKAN
NAMA REKAN KERJA
: RAMADHAN CHAIRIL Y.
: 1. ANDHIKA KURNIAWAN
2. SARAH HAFIDZAH
KELAS / KELOMPOK
TANGGAL PELAKSANAAN PRAKTIKUM
TANGGAL PENYERAHAN LAPORAN
: TT 3-A / KELOMPOK 1
: 28 Agustus 2015
: 03 September 2015
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
1. TUJUAN
Menunjukkan keadaan dimana karateristik dioda sesungguhnya dapat didekati olhe
garis lurus
Mengetahui tegangan knee pada dioda silikon dan dioda germanium
2. DASAR TEORI
2.1 Pengertian
Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan
(junction) P-N.Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan
menghambat arus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda
yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja
(forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus. Secara
sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan
terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup
akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.
2.2 Rangkaian Pengujian Karakteristik Dioda
Untuk mengetahui karakteristik dioda dapat dilakukan dengan cara memasang
dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Dari rangkaian percobaan
dioda tersebut dapat di ukur tegangan dioda dengan variasi sumber tegangan yang
diberikan. Rangkaian dasar untuk mengetahui karakteristik sebuah dioda dapat
menggunakan rangkaian dibawah. Dari rangkaian pengujian tersebut dapat dibuat kurva
karakteristik dioda yang merupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda,
terhadap tegangan VD, beda tegangan antara titik a dan b.
Karakteristik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (VAB) dan
arus yang melalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara, yaitu mengubah V D. Bila
arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda VAB, kita peroleh karakteristik dioda.
Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (V D positif) dioda dikatakan
mendapat bias forward. Bila VD negatif disebut bias reserve atau bias mundur. Pada diatas
VC disebut cut-in-voltage, IS arus saturasi dan VPIV adalah peak-inverse voltage. Bila
harga VD diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai
karakteristik dioda dan kita tahu harga VD dan RL, maka harga arus ID dan VS dapat kita
tentukan sebagai berikut :
ID = (VS – VD) / RL
V S = ID . R + V D
2.3 Prinsip Kerja Dioda
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.
2.3 Jenis – Jenis Dioda
Dioda germanium (dibuat dari bahan germanium )
Dioda Silicon (dibuat dari bahan silicon )
Dioda Selenium (dibuat dari bahan selenium )
Dioda Zener / DZ (dibuat dari bahan silikon )
Dioda cahaya / LED (dibuat dari bahan galium, Arsenikum, Pospor )
2.4 Kegunaan Dioda
1.
Dioda germanium digunakan pada rangkaian detektor radio penerima.
2.
Dioda silikon digunakan sebagai penyearah.
3.
Dioda Zener digunakan untuk penstabil tegangan pada pesawat catu daya,
walaupun arus dan tegangan yang masuk kerangkaian berubah-ubah. juga
sering digunakan pada alat ukur potensial yang bersisi ( Volt Meter ) dengan
ukuran yang tepat dan akurat.
2.5 Sifat – sifat dioda
Dioda germanium :
1.
Bentuk fisiknya kecil
2.
Digunakan untuk rangkaian yg power outputnya besar
3. Tahan terhadap tegangan tinggi max 500 volt
4. Tahan terhadap arus besar max 10 ampere
5.
Dioda bekerja ketika tegangan 0,3 – 0,5 Volt
Dioda silikon :
1.
Bentuk fisiknya kecil
2.
Sering di pakai dalam rangkaian adaptor sebagai perata arus, dapat juga
digunakan sebagai saklar elektronik
3. Tahan terhadap arus besar max sekitar 150 ampere
4. Tahan terhadap tegangan tinggi max 1000 volt
5.
Dioda bekerja ketika tegangan 0,5 – 0,7 Volt
3. ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Sumber daya searah (1-15) V : 1 buah
2. Multimeter analog
: 2 buah
3. Dioda silikon
: 1 buah
4. Dioda germanium
: 1 buah
5. Resistor
: 1 buah
6. Kabel – kabel penghubung
: 470 ohm; 1K ohm; 4,7K ohm
4. LANGKAH – LANGKAH PERCOBAAN
A. Percobaan Dengan Dioda Silikon
1. Buatlah rangkaian seperti gambar 1, dengan menggunakan dioda silikon dan R =
470 ohm.
Gambar 1. Rangkaian dioda dibias maju
2. Aturlah tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0,35 V.
3. Ukurlah arus maju (forward) pada dioda dan catatlah pada tabel 1.
4. Ulangi langkah (2) dan (3) untuk harga Vf yang berlainan.
B. Percobaan Dengan Dioda Germanium
5. Ganti dioda silikon dengan dioda germanium serta ubah menjadi 1K ohm.
6. Aturlah tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0,1 V. Ukurlah arus
maju If pada dioda dan catatlah pada tabel 2.
7. Ulangi langkah (6) untuk harga Vf yang berlainan.
C. Percobaan Tegangan Jatuh Dioda
8. Percobaan rangkaian seperti gambar 2 dengan menggunakan dioda silikon R =
4,7K ohm dan tegangan power supply = 14 V.
Gambar 2. Pengukuran tegangan jatuh diode dan tegangan beban
9. Ukurlah Vf dan Vo.
10. Selanjutnya turunkan tegangan power supply menjadi 3V. Ulangi langkah (9).
11. Gantilah tahanan R menjadi 470 ohm dan jagalah tegangan power supply tetap =
3V. Ulangi langkah (9).
5. HASIL PERCOBAAN
6. ANALISA DAN PEMBAHASAN
1. Grafik tertera pada scannan (di Lampiran)
2. Grafik tertera pada scannan (di Lampiran)
3. a. Vo = I.R
= 2,8 x 10^-3 x 4,7 x 10^3
= 13,16 V
b. Vo = I.R
= 0,48 x 10^-3 x 4,7 x 10^3
= 2,25 V
c. Vo = I.R
= 4,8 x 10^-3 x 470
= 2.25 V
Perbandingan antara perhitungan dan pengukuran Vf dan Vo pada tabel 3 adalah
Vo
Vf
Pengukuran : Perhitungan
Pengukuran : Perhitungan
13,2 : 13,16
0,62 : 0,7
2,45 : 2,25
0,52 : 0,7
2,35 : 2,25
0,64 :0,7
Pebandingan antara pengukuran dan perhitungan tidak terlalu jauh dan masih
dalam batas toleransi, kesalahan tersebut bisa saja disebabkan karena alat ukurnya
yang sudah tidak presisi lagi atau kesalahan dalam membaca alat ukur.
4. Tegangan dioda silikon tidak bisa mencapai 0,85 V karena salah satu sifat dioda
silikon yaitu dioda silikon bekerja ketika tegangannya antara 0,5 – 0,7 V. Dan
tegangan dioda germanium tidak bisa mencapai 0,55 karena salah satu sifatnya yaitu
dioda germanium yaitu bekerja ketika tegangannya antara 0,3 – 0,5 V.
ANALISA TAMBAHAN..
Tabel 1. Percobaan dengan dioda silikon
Dari percobaan yang dilakukan didapatkan ketika Vf 0,35 – 0,50 dengan nilai If
sangat kecil atau bisa dianggap dioda tersebut belum bekerja tetapi ketika Vf 0,55 If-nya
0,36mA atau sudah mulai bekerja. Kemudian untuk data tegangan dioda maksimum
yang dapat diukur adalah 0,75 Volt dengan If = 44 mA seharusnya pada dioda silikon
tegangan dioda maksimum yang dapat dibaca adalah 0,7 Volt. Ini dikarenakan dioda
yang dipakai pada percobaan yang dilakukan sudah bocor atau melebihi ambang batas
kapasitas, hal ini juga disebabkan karena di sebuah dioda memiliki nilai tegangan
saturasi ( Vsaturasi ), yaitu titik dimana tegangan dioda sudah mencapai batas
maksimalnya / tidak dapat bertambah lagi.
Jadi dari kurva karakteristik dioda silikon bahwa arus mulai terbaca saat Vf
sebesar 0.50 Volt atau disebut Vcut off dengan Vsaturasi adalah 0,75 Volt.
Tabel 2.Percobaan dengan dioda germanium
Dari percobaan yang dilakukan ketika Vf 0,01 – 0,15 didapat nilai If sangat kecil
atau bisa dianggap dioda tersebut belum bekerja tetapi ketika Vf 0,25 If-nya 0,26mA
atau sudah mulai bekerja. Kemudian untuk data tegangan dioda maksimum yang dapat
diukur pada 0,55 Volt dengan If = 1,29mA, seharusnya pada dioda germanium
tegangan dioda maksimum yang dapat dibaca adalah 0,3 - 0,5 Volt dan untuk
memunculkan arus dioda If, hal itu dikarenakan dioda yang dipakai pada percobaan
yang dilakukan sudah bocor atau melebihi ambang batas kapasitas, hal ini juga
disebabkan karena di sebuah dioda memiliki nilai tegangan saturasi ( Vsaturasi ), yaitu
titik dimana tegangan dioda sudah mencapai batas maksimalnya / tidak dapat bertambah
lagi. Dan dari percobaan yang dilakukan didapat Vf maksimum atau lebih tepatnya
Vsaturasi adalah 0,55 volt dengan If = 3,9 mA.
Jadi dari kurva karakteristik dioda germanium bahwa arus mulai terbaca saat Vf
sebesar 0.20 Volt atau disebut Vcut off karena dari 0.10 dengan Vsaturasi adalah 0,55
Volt.
Tabel 3.Percobaan tegangan jatuh dioda
Pada percobaan ini Vo atau Voutput dihasilkan dari Vs – Vf atau I.R , dari hasil
percobaan didapatkan hasil yang tidak terlalu signifikan atau masih dalam batas
toleransi, dalam hal ini Vf / tegangan dioda adalah 0,7 karena dioda yang dipakai
adalah dioda silikon, arus dioda dipengaruhi oleh resistansi dan didapat dari Vo / R.
7. KESIMPULAN
1. Dioda Silikon bekerja ketika tegangannya 0,5 – 0,7 V
2. Dioda Germanium bekerja ketika tegangannya 0,3-0,5 V
3. Dioda Silikon V cut off pada tegangan 0,5 V
4. Dioda Germanium V cut off pada tegangan 0,20 V
5. Mode bias maju ketika anoda lebih positif daripada katoda
6. Mode bias mundur anoda lebih negatif daripada katoda
TUGAS
1. Apa perbedaan dioda silikon dengan dioda germanium?
2. Apa yang dimaksud dengan dioda ideal?
3. Carilah karakteristik dioda yang dipakai di data sheet dan jelaskan!
Jawab :
1.
Dioda Germanium
1. Teg. Operasi hingga 200 V
hingga1000V
2. Arus forward dalam mA
3. Aplikasi sinyal kecil
besar
4. Respon cepat
5. Reverse resistansi yang kecil
6. Arus bocor yang besar
7. dependent terhadap temperatur
hingga 1500C
Dioda Silkon
1.Teg.Operasitersedia
2. Arus forward hingga 1000 A
3. Aplikasi sinyal kecil dan
4. Respon sedikit lambat
5. reverse resistansi yg besar
6. Arus bocor yang kecil
7.Independent terhadap temp.
2. Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi
bias forward dan terbuka jika di beri bias reverse. Artinya secara ideal, dioda berlaku
seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika bias forward dan seperti isolator
sempurna (arus nol ) saat dibias reverse.
3. Karakteristik Dioda :
IF (mA) Ge
Si
Bias Maju
(Forward Bias)
VBR
VR
VF
Bias Mundur
(Reverse Bias)
IR (nA)
Dari grafik terlihat bahwa :
VAK
Ge = 0.3 V
Si = 0.7 V
Pada keadaan bias maju, arus forward If yang mengalir sangat kecil sekali
secara eksponensial sampai tegangan Vf sebesar 0,3 V untuk germanium dan
0,7 V untuk Silikon. Setelah melewati tegangan tsb. arus I f naik sangat besar
sekali hampir linier.
Pada keadaan bias mundur, arus mundur IR mengalir sangat kecil sekali
dan akan tetap konstan meskipun teg. V R di naikan sampai teg. VR mencapai
teg. VBR, dan setelah melewati teg. tsb ( V BR ) arus akan mengalir sangat besar
sekali. Hal ini tidak di perbolehkan dalam pemakaian diode.
Bentuk kurva karakteristik diode ( bukan linier ) didapat dari persamaan
diode yaitu :
If = Is (
e
qv / kT
-1)
Dimana
If = arus maju dioda
Is = arus saturasi dioda ( arus bocor )
q = muatan ( 1,6 x 10-19 coulomb )
V = tegangan dioda
K = konstanta Boltzman ( 1,38 x 10-23 J / 0K )
T = ambient Temperature ( 0 K )
Dari persamaan dioda diatas dpt di terangkan mengenai arus forward dioda
yaitu :
a. Makin besar arus forward yang mengalir di dapat dengan makin besar
tegangan yang di berikan. Ini terlihat pada kurva karakteristik diatas.
b. Bila dioda memanas ( menghangat ) baik disebabkan oleh aliran arus
maupun pengaruh luar, arus If akan mengecil. Untuk Vf yang konstan, If
naik jika tempt-nya naik. Dan jika If konstan, maka Vf akan naik jika
temp-nya turun.
LAMPIRAN
Analisa nomor 1 dan nomor 2
DAFTAR PUSTAKA
1. Nixon, Benny. LABORATORIUM DIGITAL I (RANGKAIAN KOMBINATORIAL).
Jakarta: Politeknik Negeri Jakarta, 2008.
2. https://giengeblog.wordpress.com/tag/dioda-elektronika-digital/
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
PERCOBAAN 01
PENDEKATAN KARATERISTIK DIODA
NAMA PRAKTIKAN
NAMA REKAN KERJA
: RAMADHAN CHAIRIL Y.
: 1. ANDHIKA KURNIAWAN
2. SARAH HAFIDZAH
KELAS / KELOMPOK
TANGGAL PELAKSANAAN PRAKTIKUM
TANGGAL PENYERAHAN LAPORAN
: TT 3-A / KELOMPOK 1
: 28 Agustus 2015
: 03 September 2015
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
1. TUJUAN
Menunjukkan keadaan dimana karateristik dioda sesungguhnya dapat didekati olhe
garis lurus
Mengetahui tegangan knee pada dioda silikon dan dioda germanium
2. DASAR TEORI
2.1 Pengertian
Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan
(junction) P-N.Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan
menghambat arus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda
yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja
(forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus. Secara
sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan
terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup
akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup.
2.2 Rangkaian Pengujian Karakteristik Dioda
Untuk mengetahui karakteristik dioda dapat dilakukan dengan cara memasang
dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Dari rangkaian percobaan
dioda tersebut dapat di ukur tegangan dioda dengan variasi sumber tegangan yang
diberikan. Rangkaian dasar untuk mengetahui karakteristik sebuah dioda dapat
menggunakan rangkaian dibawah. Dari rangkaian pengujian tersebut dapat dibuat kurva
karakteristik dioda yang merupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda,
terhadap tegangan VD, beda tegangan antara titik a dan b.
Karakteristik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (VAB) dan
arus yang melalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara, yaitu mengubah V D. Bila
arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda VAB, kita peroleh karakteristik dioda.
Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (V D positif) dioda dikatakan
mendapat bias forward. Bila VD negatif disebut bias reserve atau bias mundur. Pada diatas
VC disebut cut-in-voltage, IS arus saturasi dan VPIV adalah peak-inverse voltage. Bila
harga VD diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai
karakteristik dioda dan kita tahu harga VD dan RL, maka harga arus ID dan VS dapat kita
tentukan sebagai berikut :
ID = (VS – VD) / RL
V S = ID . R + V D
2.3 Prinsip Kerja Dioda
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.
2.3 Jenis – Jenis Dioda
Dioda germanium (dibuat dari bahan germanium )
Dioda Silicon (dibuat dari bahan silicon )
Dioda Selenium (dibuat dari bahan selenium )
Dioda Zener / DZ (dibuat dari bahan silikon )
Dioda cahaya / LED (dibuat dari bahan galium, Arsenikum, Pospor )
2.4 Kegunaan Dioda
1.
Dioda germanium digunakan pada rangkaian detektor radio penerima.
2.
Dioda silikon digunakan sebagai penyearah.
3.
Dioda Zener digunakan untuk penstabil tegangan pada pesawat catu daya,
walaupun arus dan tegangan yang masuk kerangkaian berubah-ubah. juga
sering digunakan pada alat ukur potensial yang bersisi ( Volt Meter ) dengan
ukuran yang tepat dan akurat.
2.5 Sifat – sifat dioda
Dioda germanium :
1.
Bentuk fisiknya kecil
2.
Digunakan untuk rangkaian yg power outputnya besar
3. Tahan terhadap tegangan tinggi max 500 volt
4. Tahan terhadap arus besar max 10 ampere
5.
Dioda bekerja ketika tegangan 0,3 – 0,5 Volt
Dioda silikon :
1.
Bentuk fisiknya kecil
2.
Sering di pakai dalam rangkaian adaptor sebagai perata arus, dapat juga
digunakan sebagai saklar elektronik
3. Tahan terhadap arus besar max sekitar 150 ampere
4. Tahan terhadap tegangan tinggi max 1000 volt
5.
Dioda bekerja ketika tegangan 0,5 – 0,7 Volt
3. ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Sumber daya searah (1-15) V : 1 buah
2. Multimeter analog
: 2 buah
3. Dioda silikon
: 1 buah
4. Dioda germanium
: 1 buah
5. Resistor
: 1 buah
6. Kabel – kabel penghubung
: 470 ohm; 1K ohm; 4,7K ohm
4. LANGKAH – LANGKAH PERCOBAAN
A. Percobaan Dengan Dioda Silikon
1. Buatlah rangkaian seperti gambar 1, dengan menggunakan dioda silikon dan R =
470 ohm.
Gambar 1. Rangkaian dioda dibias maju
2. Aturlah tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0,35 V.
3. Ukurlah arus maju (forward) pada dioda dan catatlah pada tabel 1.
4. Ulangi langkah (2) dan (3) untuk harga Vf yang berlainan.
B. Percobaan Dengan Dioda Germanium
5. Ganti dioda silikon dengan dioda germanium serta ubah menjadi 1K ohm.
6. Aturlah tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0,1 V. Ukurlah arus
maju If pada dioda dan catatlah pada tabel 2.
7. Ulangi langkah (6) untuk harga Vf yang berlainan.
C. Percobaan Tegangan Jatuh Dioda
8. Percobaan rangkaian seperti gambar 2 dengan menggunakan dioda silikon R =
4,7K ohm dan tegangan power supply = 14 V.
Gambar 2. Pengukuran tegangan jatuh diode dan tegangan beban
9. Ukurlah Vf dan Vo.
10. Selanjutnya turunkan tegangan power supply menjadi 3V. Ulangi langkah (9).
11. Gantilah tahanan R menjadi 470 ohm dan jagalah tegangan power supply tetap =
3V. Ulangi langkah (9).
5. HASIL PERCOBAAN
6. ANALISA DAN PEMBAHASAN
1. Grafik tertera pada scannan (di Lampiran)
2. Grafik tertera pada scannan (di Lampiran)
3. a. Vo = I.R
= 2,8 x 10^-3 x 4,7 x 10^3
= 13,16 V
b. Vo = I.R
= 0,48 x 10^-3 x 4,7 x 10^3
= 2,25 V
c. Vo = I.R
= 4,8 x 10^-3 x 470
= 2.25 V
Perbandingan antara perhitungan dan pengukuran Vf dan Vo pada tabel 3 adalah
Vo
Vf
Pengukuran : Perhitungan
Pengukuran : Perhitungan
13,2 : 13,16
0,62 : 0,7
2,45 : 2,25
0,52 : 0,7
2,35 : 2,25
0,64 :0,7
Pebandingan antara pengukuran dan perhitungan tidak terlalu jauh dan masih
dalam batas toleransi, kesalahan tersebut bisa saja disebabkan karena alat ukurnya
yang sudah tidak presisi lagi atau kesalahan dalam membaca alat ukur.
4. Tegangan dioda silikon tidak bisa mencapai 0,85 V karena salah satu sifat dioda
silikon yaitu dioda silikon bekerja ketika tegangannya antara 0,5 – 0,7 V. Dan
tegangan dioda germanium tidak bisa mencapai 0,55 karena salah satu sifatnya yaitu
dioda germanium yaitu bekerja ketika tegangannya antara 0,3 – 0,5 V.
ANALISA TAMBAHAN..
Tabel 1. Percobaan dengan dioda silikon
Dari percobaan yang dilakukan didapatkan ketika Vf 0,35 – 0,50 dengan nilai If
sangat kecil atau bisa dianggap dioda tersebut belum bekerja tetapi ketika Vf 0,55 If-nya
0,36mA atau sudah mulai bekerja. Kemudian untuk data tegangan dioda maksimum
yang dapat diukur adalah 0,75 Volt dengan If = 44 mA seharusnya pada dioda silikon
tegangan dioda maksimum yang dapat dibaca adalah 0,7 Volt. Ini dikarenakan dioda
yang dipakai pada percobaan yang dilakukan sudah bocor atau melebihi ambang batas
kapasitas, hal ini juga disebabkan karena di sebuah dioda memiliki nilai tegangan
saturasi ( Vsaturasi ), yaitu titik dimana tegangan dioda sudah mencapai batas
maksimalnya / tidak dapat bertambah lagi.
Jadi dari kurva karakteristik dioda silikon bahwa arus mulai terbaca saat Vf
sebesar 0.50 Volt atau disebut Vcut off dengan Vsaturasi adalah 0,75 Volt.
Tabel 2.Percobaan dengan dioda germanium
Dari percobaan yang dilakukan ketika Vf 0,01 – 0,15 didapat nilai If sangat kecil
atau bisa dianggap dioda tersebut belum bekerja tetapi ketika Vf 0,25 If-nya 0,26mA
atau sudah mulai bekerja. Kemudian untuk data tegangan dioda maksimum yang dapat
diukur pada 0,55 Volt dengan If = 1,29mA, seharusnya pada dioda germanium
tegangan dioda maksimum yang dapat dibaca adalah 0,3 - 0,5 Volt dan untuk
memunculkan arus dioda If, hal itu dikarenakan dioda yang dipakai pada percobaan
yang dilakukan sudah bocor atau melebihi ambang batas kapasitas, hal ini juga
disebabkan karena di sebuah dioda memiliki nilai tegangan saturasi ( Vsaturasi ), yaitu
titik dimana tegangan dioda sudah mencapai batas maksimalnya / tidak dapat bertambah
lagi. Dan dari percobaan yang dilakukan didapat Vf maksimum atau lebih tepatnya
Vsaturasi adalah 0,55 volt dengan If = 3,9 mA.
Jadi dari kurva karakteristik dioda germanium bahwa arus mulai terbaca saat Vf
sebesar 0.20 Volt atau disebut Vcut off karena dari 0.10 dengan Vsaturasi adalah 0,55
Volt.
Tabel 3.Percobaan tegangan jatuh dioda
Pada percobaan ini Vo atau Voutput dihasilkan dari Vs – Vf atau I.R , dari hasil
percobaan didapatkan hasil yang tidak terlalu signifikan atau masih dalam batas
toleransi, dalam hal ini Vf / tegangan dioda adalah 0,7 karena dioda yang dipakai
adalah dioda silikon, arus dioda dipengaruhi oleh resistansi dan didapat dari Vo / R.
7. KESIMPULAN
1. Dioda Silikon bekerja ketika tegangannya 0,5 – 0,7 V
2. Dioda Germanium bekerja ketika tegangannya 0,3-0,5 V
3. Dioda Silikon V cut off pada tegangan 0,5 V
4. Dioda Germanium V cut off pada tegangan 0,20 V
5. Mode bias maju ketika anoda lebih positif daripada katoda
6. Mode bias mundur anoda lebih negatif daripada katoda
TUGAS
1. Apa perbedaan dioda silikon dengan dioda germanium?
2. Apa yang dimaksud dengan dioda ideal?
3. Carilah karakteristik dioda yang dipakai di data sheet dan jelaskan!
Jawab :
1.
Dioda Germanium
1. Teg. Operasi hingga 200 V
hingga1000V
2. Arus forward dalam mA
3. Aplikasi sinyal kecil
besar
4. Respon cepat
5. Reverse resistansi yang kecil
6. Arus bocor yang besar
7. dependent terhadap temperatur
hingga 1500C
Dioda Silkon
1.Teg.Operasitersedia
2. Arus forward hingga 1000 A
3. Aplikasi sinyal kecil dan
4. Respon sedikit lambat
5. reverse resistansi yg besar
6. Arus bocor yang kecil
7.Independent terhadap temp.
2. Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi
bias forward dan terbuka jika di beri bias reverse. Artinya secara ideal, dioda berlaku
seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika bias forward dan seperti isolator
sempurna (arus nol ) saat dibias reverse.
3. Karakteristik Dioda :
IF (mA) Ge
Si
Bias Maju
(Forward Bias)
VBR
VR
VF
Bias Mundur
(Reverse Bias)
IR (nA)
Dari grafik terlihat bahwa :
VAK
Ge = 0.3 V
Si = 0.7 V
Pada keadaan bias maju, arus forward If yang mengalir sangat kecil sekali
secara eksponensial sampai tegangan Vf sebesar 0,3 V untuk germanium dan
0,7 V untuk Silikon. Setelah melewati tegangan tsb. arus I f naik sangat besar
sekali hampir linier.
Pada keadaan bias mundur, arus mundur IR mengalir sangat kecil sekali
dan akan tetap konstan meskipun teg. V R di naikan sampai teg. VR mencapai
teg. VBR, dan setelah melewati teg. tsb ( V BR ) arus akan mengalir sangat besar
sekali. Hal ini tidak di perbolehkan dalam pemakaian diode.
Bentuk kurva karakteristik diode ( bukan linier ) didapat dari persamaan
diode yaitu :
If = Is (
e
qv / kT
-1)
Dimana
If = arus maju dioda
Is = arus saturasi dioda ( arus bocor )
q = muatan ( 1,6 x 10-19 coulomb )
V = tegangan dioda
K = konstanta Boltzman ( 1,38 x 10-23 J / 0K )
T = ambient Temperature ( 0 K )
Dari persamaan dioda diatas dpt di terangkan mengenai arus forward dioda
yaitu :
a. Makin besar arus forward yang mengalir di dapat dengan makin besar
tegangan yang di berikan. Ini terlihat pada kurva karakteristik diatas.
b. Bila dioda memanas ( menghangat ) baik disebabkan oleh aliran arus
maupun pengaruh luar, arus If akan mengecil. Untuk Vf yang konstan, If
naik jika tempt-nya naik. Dan jika If konstan, maka Vf akan naik jika
temp-nya turun.
LAMPIRAN
Analisa nomor 1 dan nomor 2
DAFTAR PUSTAKA
1. Nixon, Benny. LABORATORIUM DIGITAL I (RANGKAIAN KOMBINATORIAL).
Jakarta: Politeknik Negeri Jakarta, 2008.
2. https://giengeblog.wordpress.com/tag/dioda-elektronika-digital/