Karakteristik Dioda pada rangkaian penyearah
LAPORAN PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKTRONIKA
KARAKTERISTIK DIODA
Percobaan ke- 1
Hari/Tanggal : Rabu / 12 Maret 2014
Oleh:
Nama
: Abdurrochman
Nim
: (131331001)
Kelas
: 1 Tc A1
Kelompok
:1
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014
Kelompok 1 :
Abdurrochman
(131331001) : Mengolah/mencatat data dan mengukur rangkaian
Adinda Aulia Larasati (131331003) : Merangkai rangkaian dan mengukur rangkaian
Alifia Claudia Zahra
(131331004) : Menyiapkan peralatan dan mengukur rangkaian
I.
Tujuan
1. Mampu mengukur tegangan dan arus dioda silikon, dioda germanium, dan dioda zener
dalam keadaan foward bias dan reverse bias beserta mampu menggambarkan kurvanya
II.
masing-masing.
2. Mampu mengetahui karakter masing-masing ketiga dioda tersebut.
Alat dan Bahan
Alat
:
o Multimeter digital
o Multimeter analog
o Power Supply DC
Bahan
o
o
o
o
:
Papan Percobaan
Jumper dan kabel konektor
Resistor 100Ω dan 1kΩ
Dioda : ~Silikon 1N4001
~Germanium AA118
~Zener ZPD 9V1B
---1 buah
---1 buah
---1 buah
---1 buah
III. Landasan Teori
Dioda merupakan bahan semikonduktor yang sering digunakan sebagai komponen dalam
dunia elektro sebagai penyearah dari arus AC. Dioda terdiri dari sambungan semikonduktor
yang bersifat positif dan negatif (biasa disebut junction PN). Pada junction PN terdapat
daerah deplesi yang memiliki energi sebesar 0,7 volt untuk dioda berbahan silikon dan 0,3
volt untuk dioda berbahan germanium). Daerah deplesi (depletion layer) merupakan daerah
dengan kesetimbangan hole dan elektron. Dalam penerapannya dua pengkodisian yang sering
di gambarkan dalam kurva karakteristik dioda.
Gambar .1
Simbol dioda secara umum
Gambar .2
Kurva karakteristik dioda
A. Forward Bias
Arus listrik pada dioda hanya mengalir jika dioda diberi tegangan positif pada lapisan
positifnya dan diberi tegangan negatif pada lapisan negatifnya (biasa disebut forward
bias).
Berikut adalah gambar forward bias :
Gambar .3
Gambaran forward bias
Pada gambar tersebut terlihat bahwa lapisan positif dioda diberi tegangan positif dan
lapisan negatifnya diberi tegangan negatif. Pada kondisi forward bias, depletion layer
semakin menyempit sehingga arus dapat mengalir pada dioda. Pada kondisi ini dioda
berfungsi sebagai penghantar.
B. Reverse Bias
Reverse bias adalah kondisi dimana lapisan negatif dioda diberi tegangan positif dan
lapisan positifnya diberi tegangan negatif.
Berikut adalah gambar reverse bias :
Gambar .4
Gambaran reverse bias
Pada kondisi reverse bias, depletion layer melebar sehingga idealnya arus listrik tidak dapat
melewati dioda.
IV. Rangkaian Percobaan
Gambar .5
Rangkaian forward bias
Gambar .6
Rangkaian reverse bias
V.
Langkah-langkah Percobaan
1. Persiapkan alat dan komponen serta cek kondisinya terlebih dahulu.
2. Rakitlah rangkaian forward bias seperti gambar 5 dengan menggunakan dioda silikon
1N4001
3. Atur tegangan catu daya DC (Vs) sampai didapatkan tegangan dioda (Vd) sesuai yang
ada dalam tabel pengamatan.
4. Ukur arus forward (If) pada rangkaian dan tegangan dioda (Vd).
5. Masukkan hasil pengukuran pada tabel pengamatan.
6. Kemudian, rakitlah rangkaian reverse bias seperti pada gambar 6 dengan tetap
menggunakan dioda 1N4001.
7. Atur tegangan catu daya DC (Vs) sampai didapatkan tegangan dioda (Vd) sesuai yang
ada dalam tabel pengamatan.
8. Ukur arus reverse (Ir) pada rangkaian dan tegangan dioda (Vd).
9. Masukkan hasil pengukuran pada tabel pengamatan.
10. Dan ulangi langkah 2-9 untuk dioda germanium AA 118 dan dioda zener 6 – 2 Y
11. Buatlah jurnal praktikum
VI. Hasil Pengamatan
1. Dioda Silikon 1N4001
2.
Kurva Karakteristik
160
140
120
100
Arus (mA)
Forward Bias
Vd
If
Vs (V)
(V)
(mA)
0
0
0
0,11
0,1
0
0,21
0,2
0
0,31
0,3
0
0,42
0,4
0,02
0,61
0,5
0,21
0,67
0,55
0,52
0,87
0,6
1,95
1,41
0,65
7
2,15
0,7
14,2
6,71
0,75
60
14,61
0,8
140
20
0
0,1
If (mA)
0
0
0
0,0012
0,0014
0,0016
0,0018
0,0019
0,2
0,3
0,4
0,5
0,55
0,6
Kurva Karakteristik
0
Vd (V)
0
4
8
12
14
16
18
19,18
60
40
Reverse Bias
Vs (V)
0
4,05
8,05
12,10
14,02
16,06
18,05
19,26
80
0 -19
0
0
0
0
0
0
0
0
0
-18
-16
-14
-12
-8
-4
0
0,65
0,7
3. Dioda Germanium AA118
Forward Bias
Reverse Bias
Kurva Karakteristik
0
-20
-18
-16
-14
-12
-8
-4
0
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
-0.05
-0.06
Vs
Vd
If
(V)
0
0,15
0,48
1
1,78
2,63
3,55
4,6
(V)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,7
(mA)
0
0,03
0,26
0,68
1,36
2,1
2,9
3,8
Vs
Vd
5,02
(V)
0
4,04
7,96
11,85
14,01
16,06
18,07
20,02
(V)
0
4
8
12
14
16
18
20
5,66
4. Dioda Zener ZPD 9V1B
6,16
6,71
7,96
5
0,8
0,8
5
0,9
1
4,28
4,8
5,25
5,74
6,8
Forward Bias
Vs
Vd
If
(V)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,63
0,65
0,67
0,7
0,75
0,8
(mA)
0
0
0
0
0
0,02
0,11
0,16
0,21
0,33
0,58
1,97
8,85
10
9
8
7
Arus (mA)
(V)
0
0,11
0,21
0,31
0,4
0,53
0,63
0,65
0,68
0,72
0,77
0,97
1,78
Kurva Karakteristik
6
5
4
3
2
1
0
0,1
Reverse Bias
Vs
Vd
If (mA)
(V)
(V)
0
0
0
4,02
4
0,007
5,03
5
0,008
7,02
7
0,012
8,03
8
0,013
8,2
8,2
0,014
8,51
8,5
0,015
8,82
8,8
0,016
13,67
9
4,63
15
9
6,13
18
9
8,97
18,9
9
9,73
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,63
0,65
0,67
Kurva Karakteristik
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
VII. Analisis
o Pada Forward Bias
Dioda silikon 1N4001 hasilnya mendekati dengan teori yaitu dengan nilai kritis
0,6 – 0,7 V.
Dioda Germanium AA118 hasilnya juga mendekati teori yaitu dengan nilai kritis
0,7
0,75
0,2 – 0,3 V.
Dioda zener ZPD 9V1B pada keadaan ini mirip dengan sifat dioda silikon 1N4001
yaitu dengan nilai kritis 0,6 – 0,7V.
o Pada Reverse Bias
Dioda silikon 1N4001 mempunyai arus bocor tetapi sangat kecil jika dibandingkan
dioda germanium AA118.
Dioda germanium AA118 mempunyai arus bocor yang nilainya melebihi arus bocor
pada dioda silikon 1N4001.
Dioda zener ZPD 9V1B mempunyai ‘breakdown region’ sampai dengan 9V. Dioda
akan meregulasi tegangan hanya sampai batas 9V. Kemudian pada percobaan
terbukti bahwa tegangan maksimal pada dioda pada kisaran 9V.
VIII. Simpulan
Dari percobaan ini dapat dianalisis tiga jenis dioda yang semuanya dalam kondisi rangkaian
forward bias dan reverse bias mempunyai karakteristik sendiri-sendiri yang tergambar
dalam kurva karakteristik. Dari semua itu dapat disimpulkan bahwa setiap jenis dioda
mempunyai karakteristik yang berbeda-beda guna disesuaikan dengan kebutuhan.
IX. Lampiran
RANGKAIAN ELEKTRONIKA
KARAKTERISTIK DIODA
Percobaan ke- 1
Hari/Tanggal : Rabu / 12 Maret 2014
Oleh:
Nama
: Abdurrochman
Nim
: (131331001)
Kelas
: 1 Tc A1
Kelompok
:1
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2014
Kelompok 1 :
Abdurrochman
(131331001) : Mengolah/mencatat data dan mengukur rangkaian
Adinda Aulia Larasati (131331003) : Merangkai rangkaian dan mengukur rangkaian
Alifia Claudia Zahra
(131331004) : Menyiapkan peralatan dan mengukur rangkaian
I.
Tujuan
1. Mampu mengukur tegangan dan arus dioda silikon, dioda germanium, dan dioda zener
dalam keadaan foward bias dan reverse bias beserta mampu menggambarkan kurvanya
II.
masing-masing.
2. Mampu mengetahui karakter masing-masing ketiga dioda tersebut.
Alat dan Bahan
Alat
:
o Multimeter digital
o Multimeter analog
o Power Supply DC
Bahan
o
o
o
o
:
Papan Percobaan
Jumper dan kabel konektor
Resistor 100Ω dan 1kΩ
Dioda : ~Silikon 1N4001
~Germanium AA118
~Zener ZPD 9V1B
---1 buah
---1 buah
---1 buah
---1 buah
III. Landasan Teori
Dioda merupakan bahan semikonduktor yang sering digunakan sebagai komponen dalam
dunia elektro sebagai penyearah dari arus AC. Dioda terdiri dari sambungan semikonduktor
yang bersifat positif dan negatif (biasa disebut junction PN). Pada junction PN terdapat
daerah deplesi yang memiliki energi sebesar 0,7 volt untuk dioda berbahan silikon dan 0,3
volt untuk dioda berbahan germanium). Daerah deplesi (depletion layer) merupakan daerah
dengan kesetimbangan hole dan elektron. Dalam penerapannya dua pengkodisian yang sering
di gambarkan dalam kurva karakteristik dioda.
Gambar .1
Simbol dioda secara umum
Gambar .2
Kurva karakteristik dioda
A. Forward Bias
Arus listrik pada dioda hanya mengalir jika dioda diberi tegangan positif pada lapisan
positifnya dan diberi tegangan negatif pada lapisan negatifnya (biasa disebut forward
bias).
Berikut adalah gambar forward bias :
Gambar .3
Gambaran forward bias
Pada gambar tersebut terlihat bahwa lapisan positif dioda diberi tegangan positif dan
lapisan negatifnya diberi tegangan negatif. Pada kondisi forward bias, depletion layer
semakin menyempit sehingga arus dapat mengalir pada dioda. Pada kondisi ini dioda
berfungsi sebagai penghantar.
B. Reverse Bias
Reverse bias adalah kondisi dimana lapisan negatif dioda diberi tegangan positif dan
lapisan positifnya diberi tegangan negatif.
Berikut adalah gambar reverse bias :
Gambar .4
Gambaran reverse bias
Pada kondisi reverse bias, depletion layer melebar sehingga idealnya arus listrik tidak dapat
melewati dioda.
IV. Rangkaian Percobaan
Gambar .5
Rangkaian forward bias
Gambar .6
Rangkaian reverse bias
V.
Langkah-langkah Percobaan
1. Persiapkan alat dan komponen serta cek kondisinya terlebih dahulu.
2. Rakitlah rangkaian forward bias seperti gambar 5 dengan menggunakan dioda silikon
1N4001
3. Atur tegangan catu daya DC (Vs) sampai didapatkan tegangan dioda (Vd) sesuai yang
ada dalam tabel pengamatan.
4. Ukur arus forward (If) pada rangkaian dan tegangan dioda (Vd).
5. Masukkan hasil pengukuran pada tabel pengamatan.
6. Kemudian, rakitlah rangkaian reverse bias seperti pada gambar 6 dengan tetap
menggunakan dioda 1N4001.
7. Atur tegangan catu daya DC (Vs) sampai didapatkan tegangan dioda (Vd) sesuai yang
ada dalam tabel pengamatan.
8. Ukur arus reverse (Ir) pada rangkaian dan tegangan dioda (Vd).
9. Masukkan hasil pengukuran pada tabel pengamatan.
10. Dan ulangi langkah 2-9 untuk dioda germanium AA 118 dan dioda zener 6 – 2 Y
11. Buatlah jurnal praktikum
VI. Hasil Pengamatan
1. Dioda Silikon 1N4001
2.
Kurva Karakteristik
160
140
120
100
Arus (mA)
Forward Bias
Vd
If
Vs (V)
(V)
(mA)
0
0
0
0,11
0,1
0
0,21
0,2
0
0,31
0,3
0
0,42
0,4
0,02
0,61
0,5
0,21
0,67
0,55
0,52
0,87
0,6
1,95
1,41
0,65
7
2,15
0,7
14,2
6,71
0,75
60
14,61
0,8
140
20
0
0,1
If (mA)
0
0
0
0,0012
0,0014
0,0016
0,0018
0,0019
0,2
0,3
0,4
0,5
0,55
0,6
Kurva Karakteristik
0
Vd (V)
0
4
8
12
14
16
18
19,18
60
40
Reverse Bias
Vs (V)
0
4,05
8,05
12,10
14,02
16,06
18,05
19,26
80
0 -19
0
0
0
0
0
0
0
0
0
-18
-16
-14
-12
-8
-4
0
0,65
0,7
3. Dioda Germanium AA118
Forward Bias
Reverse Bias
Kurva Karakteristik
0
-20
-18
-16
-14
-12
-8
-4
0
-0.01
-0.02
-0.03
-0.04
-0.05
-0.06
Vs
Vd
If
(V)
0
0,15
0,48
1
1,78
2,63
3,55
4,6
(V)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,7
(mA)
0
0,03
0,26
0,68
1,36
2,1
2,9
3,8
Vs
Vd
5,02
(V)
0
4,04
7,96
11,85
14,01
16,06
18,07
20,02
(V)
0
4
8
12
14
16
18
20
5,66
4. Dioda Zener ZPD 9V1B
6,16
6,71
7,96
5
0,8
0,8
5
0,9
1
4,28
4,8
5,25
5,74
6,8
Forward Bias
Vs
Vd
If
(V)
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,63
0,65
0,67
0,7
0,75
0,8
(mA)
0
0
0
0
0
0,02
0,11
0,16
0,21
0,33
0,58
1,97
8,85
10
9
8
7
Arus (mA)
(V)
0
0,11
0,21
0,31
0,4
0,53
0,63
0,65
0,68
0,72
0,77
0,97
1,78
Kurva Karakteristik
6
5
4
3
2
1
0
0,1
Reverse Bias
Vs
Vd
If (mA)
(V)
(V)
0
0
0
4,02
4
0,007
5,03
5
0,008
7,02
7
0,012
8,03
8
0,013
8,2
8,2
0,014
8,51
8,5
0,015
8,82
8,8
0,016
13,67
9
4,63
15
9
6,13
18
9
8,97
18,9
9
9,73
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,63
0,65
0,67
Kurva Karakteristik
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
VII. Analisis
o Pada Forward Bias
Dioda silikon 1N4001 hasilnya mendekati dengan teori yaitu dengan nilai kritis
0,6 – 0,7 V.
Dioda Germanium AA118 hasilnya juga mendekati teori yaitu dengan nilai kritis
0,7
0,75
0,2 – 0,3 V.
Dioda zener ZPD 9V1B pada keadaan ini mirip dengan sifat dioda silikon 1N4001
yaitu dengan nilai kritis 0,6 – 0,7V.
o Pada Reverse Bias
Dioda silikon 1N4001 mempunyai arus bocor tetapi sangat kecil jika dibandingkan
dioda germanium AA118.
Dioda germanium AA118 mempunyai arus bocor yang nilainya melebihi arus bocor
pada dioda silikon 1N4001.
Dioda zener ZPD 9V1B mempunyai ‘breakdown region’ sampai dengan 9V. Dioda
akan meregulasi tegangan hanya sampai batas 9V. Kemudian pada percobaan
terbukti bahwa tegangan maksimal pada dioda pada kisaran 9V.
VIII. Simpulan
Dari percobaan ini dapat dianalisis tiga jenis dioda yang semuanya dalam kondisi rangkaian
forward bias dan reverse bias mempunyai karakteristik sendiri-sendiri yang tergambar
dalam kurva karakteristik. Dari semua itu dapat disimpulkan bahwa setiap jenis dioda
mempunyai karakteristik yang berbeda-beda guna disesuaikan dengan kebutuhan.
IX. Lampiran