LAPORAN PRAKTIKUM 3 DAN 4 ELEKTRONIKA KA
LAPORAN PRAKTIKUM III DAN IV
KARAKTERISTIK DIODA DAN TRANSFORMATOR
Disusun untuk Memenuhi Matakuliah Elektronika
Dibimbing oleh Bapak I Made Wirawan, S.T., S.S.T, M.T.
Asisten Praktikum:
Muhammad Arif Syarifudin
Muhammad Bagus Arifin
Oleh :
Dwitha Fajri Ramadhani
160533611410
S1 PTI OFF B
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PRODI S1 PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA
September 2016
1.1 Tujuan
1. Mahasiswa dapat mengetahui komponen elektronika dioda semikonduktor
2. Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik dioda semikonduktor
3. Mahasiswa dapat menganalisis rangkaian forward bias dan reverse bias pada dioda
semikonduktor
1.2 Pendahuluan
Dalam elektronika biasanya diperlukan alat yang dapat mengalirkan arus satu arah saja
dan tidak mengalirkan arus pada arah yang berlawanan. Dikarenakan banyaknya alat alat
elektronika yang memerlukan jenis arus satu arah bukannya dua arah. Maka untuk memenuhi
kebutuhan ini dibuatlah sebuah komponen elktronika yang dapat melakukan tugas tersebut,
yaitu dioda. Dimana dioda ini terbuat dari bahan semikonduktor biasanya berupa silikon.
Dioda berbahan dasar semikonduktor ini biasanya digunakan pada tegangan yang tidak
terlalu tinggi sedangkan untuk tegangan tinggi biasanya digunakan dioda vakum (Arifin,
2015). Dioda merupakan komponen elektronika yang memiliki beragam fungsi selain sebagai
penyearah arus, dimana sebagai penyerah ars dioda dapat digunakan di dalam catu daya arus
DC, mendeteksi gelombang radio dan TV (Arifin, 2015) pengaman rangkaian listrik. Selain
itu, dioda dapat juga digunakan sebagai penstabil tegangan, pelipat tegangan, penghasil cahaya,
dan digunakan dalam solar sel, dll.
Dikarenakan banyaknya fungsi dioda ini maka perlulah diketahui berupa karakteristik
dasar dioda sehingga dapat berfungsi sebagai hal hal yang telah dipaparkan, dioda berguna
sebagai pelipat tegangan apabila dirangkan sebagai salah satu rangkaian listrik. Maka
selanjutnya perlu diketahui cara merangkai rangkaian dioda tersebut. Untuk lebih memahami
mengenai karakteristik dioda maka dilakukan praktikum ini.
1.3 Dasar Teori
1.3.1 Dioda (Diode)
Dioda adalah komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor.
Dioda berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik
dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam
Rangkaian Elektronika.
2
Dioda memiliki dua kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Dioda terbuat dari
bahan semi konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan.
Gambar 1. Simbol Dioda, Struktur Dioda, Karakteristik Dioda
Gambar 2. Anoda, Katoda, dan Deplesi Dioda
Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan semi konduktor tipe N berfungsi
sebagai Katoda. Pada daerah sambungan 2 jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan
muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus
dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu
tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita
hubungkan pada tegangan (+) dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan (–).
1.3.2 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
3
anoda) yang sifatnya semikonduktor, jadi dengan sifatnya tersebut dioda tidak hanya
memperbolehkan 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.
1.3.3 Zero Bias
Gambar 3. Zero Bias
Merupakan keadaan dimana dioda tidak dihubungkan dengan sumber tegangan
sehingga tidak terjadi perpindahan elektron juga tidak ada pelebaran P-N Junction.
1.3.4 Forward Bias
Gambar 4. Forward Bias
Ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan kaki anoda
disambungkan dengan kutub positif, maka dikatakan bahwa dioda sedang dibias dengan
tegangan maju. Dioda dengan bias tegangan maju dalam bias maju, kutub negatif batere akan
menolak elekton-elektron bebas yang ada dalam semikonduktor tipe N, jika energi listrik yang
digunakan adalah melebihi tegangan barier, maka elektron yang tertolak tersebut akan
4
melintasi daerah deplesi dan bergabung dengan hole yang ada pada tipe P, hal ini terjadi terus
menerus selama rangkaian di gambar tersebut adalah rangkaian tertutup.
Karakteristik Forward Bias
Dioda yang dibias maju akan dapat
menghantarkan
arus
sepenuhnya
setelah
melewati tegangan potensial barier atau knee
voltage.
Gambar 5. Karakter Forward Bias
1.3.5 Reverse Bias
Gambar 6. Reverse Bias
Adalah kondisi ketika sebuah dioda disambungkan pada polaritas terbalik dimana
kaki katoda disambungkan ke kutub positif dan kaki anoda disambungkan ke kutub negatif
(rangkaian terbuka) maka dioda mengalami bias mundur/reverse bias. Sebuah dioda tidak
akan menghantarkan arus listrik jika diberi bias mundur.
Karakteristik Reverse Bias
Dioda tidak menghantarkan arus listrik,
setelah melewati tegangan breakdown arus
akan dihantarkan.
Gambar 7. Karakteristik Reverse Bias
5
1.3.6 Jenis-Jenis Dioda Semikonduktor
Dioda adalah alat elektronika dua-terminal, yang hanya mengalirkan arus listrik dalam satu
arah apabila nilai resistansinya rendah. Bahan semikonduktor yang digunakan umumnya
adalah silikon atau germanium. Jika dioda dalam keadaan konduksi, maka terdapat tegangan
drop kecil pada dioda tersebut. Drop tegangan silikon 0,7 V; Germanium 0.4V.
Aplikasi Dioda
Sesuai dengan aplikasinya dioda, sering dibedakan menjadi dioda
sinyal dan dioda penyearah. (a) Penyearah setengah gelombang dan
(b). Penyearah Gelombang Penuh
a.
Dioda Zener
Dioda zener adalah diode silikon, yang mana didesain khusus untuk
menghasilkan karakteristik “breakdown” mundur,. Dioda zener
sering digunakan sebagai referensi tegangan.
b.
Dioda Schottky .
Dioda schottky mempunyai karakteristik “fast recovery”, (waktu
mengembalikan yang cepat, antara konduksi ke non konduksi). Oleh
karena karakteristiknya ini, maka banyak diaplikasikan pada
rangkaian daya modus “saklar”. Dioda ini dapat membangkitkan
drop
tegangan
maju
kira-kira
setengahnya
diode
silikon
konvensional, dan waktu kembali balik sangat cepat.
c.
Optoelektronika
Optoelektronika
adalah
alat
yang
mempunyai
teknologi
penggabungan antara optika dan elektronika. Contoh alat
optoelektronika antara lain : LED (Light Emitting Dioda), foto dioda,
foto optokopler, dan sebagainya.
6
d.
LED
LED adalah sejenis dioda, yang akan memancarkan cahaya apabila
mendapat arus maju sekitar 5 30 mA. Pada umumnya LED terbuat
dari bahan gallium pospat dan arsenit pospit. Didalam aplikasinya, LED sering digunakan
sebagai alat indikasi status/kondisi tertentu, tampilan “Seven-segment, dan sebagainya.
e.
Fotodioda
Foto dioda adalah jenis foto detektor, yaitu suatu alat optoelektronika
yang dapat mengubah cahaya yang datang menjadi besaran listrik.
Prinsip
kerjanya
apabila
sejumlah
cahaya
mengena
pada
persambungan, maka dapat mengendalikan arus balik di dalam dioda.
Di dalam aplikasinya, foto diode sering digunakan untuk elemen
sensor/detektor cahaya.
f.
Fototransistor
Fototransistor adalah komponen semikonduktor optoelektronika yang
sejenis dengan fotodioda. Perbedaannya adalah terletak pada
penguatan arus dc. Jadi, pada fototransistor akan menghasilkan arus
dc kali lebih besar dari pada fotodioda.
g.
Optokopler
Optokopler disebut juga optoisolator adalah alat optoelektronika yang
mempunyai teknologi penggabungan dua komponen semikonduktor
di dalam satu kemasan, misalnya : LED – fotodioda, LED –
fototransistor dan sebagainya. Prinsip kerja optokopler adalah apabila
cahaya dari LED mengena foto dioda atau foto transistor, maka akan
menyebabkan timbulnya arus balik pada sisi fotodioda atau foto
transistor tersebut. Arus balik inilah yang menentukan besarnya tegangan keluaran. Jadi apabila
tegangan masukan berubah, maka cahaya LED berubah, dan tegangan keluaran juga berubah.
Didalam aplikasinya, optokopler sering digunakan sebagai alat penyekat diantara duarangkaian untuk keperluan pemakaian tegangan tinggi.
7
h.
LDR
LDR (Light Dependent Resistor) adalah komponenelektronik
seringdigunakansebagai transduser/elemen sensor cahaya. Prinsip
kerja LDR apabila cahaya yang datang mengena jendela LDR
berubah, maka nilai resistansinya akan berubah pula. LDR disebut
juga sel fotokonduktip.
i.
SCR
SCR (Silicon Controlled Rectifier) disebut juga “thyristor”,adalah
komponen elektronika tigaterminalyang keluarannya dapatdikontrol
berdasarkan
waktupenyulutnya.
Di
dalamaplikasinya,
SCR
seringdigunakan sebagai alat“Switching” dan pengontrol daya AC.
j.
TRIAC
Triac adalah pengembangan dari SCR, yang mana mempunyai
karakteristik dua arah (bidirectional). Triac dapat disulut oleh kedua
tegangan positip dan negatip. Aplikasinya, triac sering diguna- kan
sebagai pengontrol gelombang penuh.
k.
DIAC
Diac adalah saklar semikonduktor dua-terminal yang sering digunakan
berpasangan dengan TRIAC sebagai alat penyulut (trigger).
l.
Dioda biasa
Beroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih
langka dari germanium. Sebelum pengembangan dioda penyearah silikon modern, digunakan
kuprous oksida dan selenium, ini memberikan efisiensi yang rendah dan penurunan tegangan
maju yang lebih tinggi (biasanya 1.4–1.7 V tiap pertemuan, dengan banyak pertemuan
8
ditumpuk untuk mempertinggi ketahanan tegangan terbalik), dan memerlukan benaman
bahang yang besar (kadang-kadang perpanjangan dari substrat logam dari dioda), jauh lebih
besar dari dioda silikon untuk rating arus yang sama.
m. Dioda Bandangan
Dioda yang menghantar pada arah terbalik ketika panjar mundur
melebihi tegangan dadal. Secara listrik mirip dengan dioda Zener, dan
kadang-kadang salah disebut sebagai dioda Zener, padahal dioda ini
menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu efek bandangan.
Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi
pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi, menyebabkan arus
besar mengalir, mengingatkan pada terjadinya bandangan. Dioda bandangan didesain untuk
dadal pada tegangan terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara dioda bandangan
(yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V) dan dioda Zener adalah panjang kanal
yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan
yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyai koefisien suhu yang berbeda, dioda
bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif.
n. Dioda Arus Tetap
Ini sebenarnya adalah sebuah JFET dengan gerbangnya disambungkan ke sumber, dan
berfungsi seperti pembatas arus dua saluran (analog dengan Zener yang membatasi tegangan).
Peranti ini mengizinkan arus untuk mengalir hingga harga tertentu, dan lalu menahan arus
untuk tidak bertambah lebih lanjut.
o. Diode Gunn
Dioda ini mirip dengan dioda terowongan karena dibuat dari bahan
seperti GaAs atau InP yang mempunyai daerah resistansi negatif.
Dengan penjar yang semestinya, domain dipol terbentuk dan bergerak
melalui dioda.
9
1.4 Data dan Analisis (Foto)
1.4.1 Tugas Pendahuluan
1. Jelaskan istilah-istilah : Tegangan Breakdown, Tegangan Knee, Forward Bias, Reverse Bias
Tegangan Breakdown
Suatu keadaan dimana dioda tidak dapat menahan aliran electron dilapisan deplesi yang
disebabkan karena reverse bias pada dioda yang tidak dapat mengalirkan arus pada tegangan
puluhan sampai ratusan volt.
Tegangan Knee
a. Tegangan pada saat arus mulai membesar dengan cepat dikarenakan forward bias pada
dioda yang dapat mengalirkan arus dengan mudah.
b. Apabila tegangan dioda lebih besar dari tegangan knee maka dioda akan menghantar
dengan mudah dan sebaliknya bila tegangan dioda lebih kecil maka dioda tidak
menghantar dengan baik.
c. Tegangan dioda pada bahan silicon diatas 0,7 volt dan pada bahan germanium diatas 0,3
volt.
Forward Bias (Bias Maju)
Suatu
keadaan
dimana
dioda
dapat
mengalirkan arus listrik dari sisi P (kaki
anoda) ke sisi N (kaki katoda) tanpa adanya
suatu hambatan. Pada keadaan ini dioda bisa
dianggap sebagai saklar tertutup.
Gambar 11. Forward Bias
Reverse Bias (Bias Balik)
Suatu keadaan dimana tidak akan terjadi
perpindahan elektron atau aliran hole dari P
ke N maupun sebaliknya, dikarenakan baik
hole dan elektron masing-masing tertarik
kearah
kutub
berlawanan
sehingga
Gambar 12. Reverse Bias
menyebabkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi
terjadinya arus. Pada keadaan ini dioda bisa dianggap sebagai saklar terbuka.
10
2. Apakah Dioda dapat bekerja seperti Saklar? Jelaskan!
Dioda akan menghantarkan arus bila diberi tegangan sumber lebih besar dari tegangan
idealnya. Dan dioda tidak akan menghantarkan arus apabila tegangan yang melaluinya lebih
kecil dari tegangan idealnya. Tetapi mungkin akan ada tegangan yang akan dialirkan oleh dioda
itu, dan besarnya hanya sebesar tegangan ideal dan besarnya tegangan ideal yang akan dialirkan
tergantung dari jenis dioda yang digunakan. Oleh karena itu dioda juga dapat digunakan
sebagai saklar pada rangkaian elektronika selain digunakan sebagai mana fungsinya yaitu
sebagai penyearah tegangan.
1.4.2 Dioda
1.4.2.1 Mengukur Dioda dengan Ohmmeter
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 2 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Lakukan Kalibrasi
2. Putar Range Selector Switch ke Posisi Ohm ( Ω ) x100
3. Tempelkan Probe Merah pada bagian kaki Anoda dan Probe Hitam pada bagian kaki Katoda
4. Tempelkan Probe Merah pada bagian kaki Katoda dan Probe Hitam pada bagian kaki Anoda
c. Hasil Praktikum :
Resistansi (Ohm)
Dioda
IN5592
Probe (+) di Anoda, Probe (-) di Katoda
Nilai resistansi = ∞ (mendekati tak
hingga)
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN5592 dengan probe + di Anoda
dengan probe – di Katoda tersebut
bernilai mendekati tak hingga.
11
IN4002
Nilai resistansi = ∞ (mendekati tak
hingga)
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN4002 dengan probe + di Anoda
dengan probe – di Katoda tersebut
bernilai mendekati tak hingga.
Dioda
IN5592
Resistansi (Ohm)
Probe (+) di Katoda, Probe (-) di Anoda
Nilai resistansi = 180Ω
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN5592 dengan probe + di
Katoda dan probe – di Anoda yaitu
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi Ohm ( Ω ) x100
jadi nilai dari skala tersebut dikalikan
100, memperoleh hasil : 1,8x10 = 180Ω
IN4002
Nilai resistansi = 180Ω
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN4002 dengan probe + di
Katoda dan probe – di Anoda yaitu
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi Ohm ( Ω ) x100
jadi nilai dari skala tersebut dikalikan
100, memperoleh hasil : 1,8x10 = 180Ω
12
1.4.2.2 Dioda dengan Forward Bias
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 2 Buah
3. Catu Daya
: 1 Buah
4. Kawat Penghubung : Beberapa utas
5. Resistor
: 1 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Mengatur Catu daya sebesar 0, 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9, 1, 2, 4, 6, 8, 10 V
2. Lakukan Kalibrasi
3. Pasang kawat penghubung diujung kaki dioda dan diujung kaki resistor
4. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCV
5. Mengukur Tegangan Dioda
6. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCA
13
7. Kemudian menghitung Arus Dioda, dengan memutus rangkaian (Open Circuit) dan
kemudian menghubungkan terminal alat ukur pada titik yang telah terputus tersebut
c. Hasil Praktikum :
Tabel Dioda ke – 1 ( IN4001 )
Vsumber (Volt)
0
0.1
0.3
0.5
0.7
0.9
1
2
4
6
8
10
VD (Volt)
0V
0,3 V
0,35 V
0,37 V
0,4 V
0,4 V
0,4 V
0,45 V
0,48 V
0,5 V
0,5 V
0,52 V
ID (Ampere)
0A
4 µA
16 µA
31 µA
43 µA
0,05 mA
0,06 mA
0,15 mA
0,35 mA
0,55 mA
0,75 mA
0,95 mA
Praktikum Pengukuran Dioda Ke – 1 ( IN4001 )
Vsumber
(Volt)
0
VD IN4001 (Volt)
ID IN4001 (Ampere)
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
0V
0.
14
0.1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
30, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 30/100 = 0,3 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 50µA
dan yang dilihat adalah skala 0-50
maka nilai arus 4 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 35/100 = 0,35 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
16, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 16 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
37, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 37/100 = 0,37 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
31, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 31 µA
0.3
0.5
15
0.7
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
43, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 43 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 5/100 = 0,05 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 6/100 = 0,06 mA
0.9
1
16
2
Jarum pada skala menunjukkan nilai
45, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 45/100 = 0,45 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
15, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 15/100 = 0,15 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
48, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 48/100 = 0,48 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 35/100 = 0,35 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
50, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 50/100 = 0,5 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 55/100 = 0,55 mA
4
6
17
8
Jarum pada skala menunjukkan nilai
50, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 50/100 = 0,5 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
75, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 75/100 = 0,75 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
52, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 52/100 = 0,52 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
95, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 95/100 = 0,95 mA
10
Tabel Dioda ke – 2 ( IN4002 )
Vsumber (Volt)
0
0.1
0.3
0.5
0.7
0.9
1
2
4
6
8
10
VD (Volt)
0,2 V
0,3 V
0,35 V
0,38 V
0,4 V
0,4 V
0,42 V
0,45 V
0,5 V
0,52 V
0,55 V
0,55 V
ID (Ampere)
0A
3 µA
16 µA
31 µA
43 µA
0,05 mA
0,06 mA
0,16 mA
0,35 mA
0,55 mA
0,75 mA
0,95 mA
18
Praktikum Pengukuran Dioda Ke – 2 ( IN4002 )
Vsumber
(Volt)
0
VD IN4002 (Volt)
ID IN4002 (Ampere)
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
20, karena yang dipakai adalah Range 0.
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 20/100 = 0,2 V
0.1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
30, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 30/100 = 0,3 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 50µA
dan yang dilihat adalah skala 0-50
maka nilai arus 4 µA
0.3
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah Range 16, karena yang dipakai adalah
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan Range Selector Switch Posisi DCA
19
yang dilihat adalah skala 0-250 maka 50µA dan yang dilihat adalah skala
nilai 35/100 = 0,35 V
0-50 maka nilai arus 16 µA
0.5
Jarum pada skala menunjukkan nilai
38, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 38/100 = 0,38 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
31, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 31 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
43, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 43 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 5/100 = 0,05 mA
0.7
0.9
20
1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
42, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 42/100 = 0,42 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 6/100 = 0,06 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
45, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 45/100 = 0,45 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
15, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 15/100 = 0,15 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
50, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 50/100 = 0,5 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 35/100 = 0,35 mA
2
4
21
6
Jarum pada skala menunjukkan nilai
52, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 52/100 = 0,52 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 55/100 = 0,55 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 55/100 = 0,55 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
75, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 75/100 = 0,75 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 55/100 = 0,55 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
95, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 95/100 = 0,95 mA
8
10
22
1.4.2.3 Dioda dengan Reverse Bias
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 2 Buah
3. Catu Daya
: 1 Buah
4. Kawat Penghubung : Beberapa utas
5. Resistor
: 1 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Mengatur Catu daya sebesar 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 V
2. Lakukan Kalibrasi
3. Pasang kawat penghubung diujung kaki dioda dan diujung kaki resistor
4. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCV
5. Mengukur Tegangan Dioda
6. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCA
23
7. Kemudian menghitung Arus Dioda, dengan memutus rangkaian (Open Circuit) dan
kemudian menghubungkan terminal alat ukur pada titik yang telah terputus tersebut
c. Hasil Praktikum :
Dioda Kecil
Dioda Besar
Vsumber
VD
ID
Vsumber
VD
ID
(Volt)
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
(Volt)
(Ampere)
0
0V
0A
0
0V
0A
1
1V
0A
1
1V
0A
2
1,8 V
0A
2
1,8 V
0A
3
2,8 V
0A
3
2,8 V
0A
4
3,8 V
0A
4
3,8 V
0A
5
4,7 V
0A
5
4,8 V
0A
6
5,8 V
0A
6
5,8 V
0A
7
6,9 V
0A
7
6,6 V
0A
8
7,8 V
0A
8
7,6 V
0A
9
8,8 V
0A
9
8,6 V
0A
10
9,8 V
0A
10
9,8 V
0A
Praktikum Pengukuran Dioda Reverse Bias
Vsumber
(Volt)
0
VD Kecil (Volt)
VD Besar (Volt)
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
0.
0.
24
1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 10 dan
yang dilihat adalah skala 0-10 maka
nilai 1 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 10 dan
yang dilihat adalah skala 0-10 maka
nilai 1 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 1,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 1,8 V
2
3
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
2,8, karena yang dipakai adalah 2,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV Range Selector Switch Posisi DCV
25
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10 10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 2,8 V
maka nilai 2,8 V
4
Jarum pada skala menunjukkan nilai
3,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 3,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
3,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 3,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4,7, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 4,7 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 4,8 V
5
6
26
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 5,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 5,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6,9, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 6,9 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6,6, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 6,6 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
7,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 7,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
7,6, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 7,6 V
7
8
27
9
Jarum pada skala menunjukkan nilai
8,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 8,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
8,6, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 8,6 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
9,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 9,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
9,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 9,8 V
10
Arus Dioda Reverse Bias
Semua Arus Dioda Reverse Bias bernilai 0 karena
tegangan dengan hubungan arah balik menyebabkan
timbul medan listrik yang arahnya menolak elektron,
sehingga dioda tidak menghantarkan arus listrik atau
arus nya terlampau kecil sehingga tidak dapat dilihat
di multimeter analog oleh jangkauan mata.
28
1.4.2.4 Light Emitting Diode (LED)
LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya
pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). Untuk menguji LED
berfungsi atau tidak, kita beri hambatan 10Ω kemudian probe merah
ditempelkan pada kaki positif LED sedangkan probe hitam ditempelkan pada
kaki negatif LED, LED akan menyala.
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 1 Buah
3. LED
: 1 Buah
4. Catu Daya
: 1 Buah
5. Kawat Penghubung : Beberapa utas
6. Resistor
: 1 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Susun rangkaian seri antara dioda, led, dan resistor
2. Beri tegangan sumber sebesar 5 Volt, ukur arus yang mengalir pada rangkaian
3. Lampu LED menyala
29
4. Mengubah arus catu daya menjadi 0,24, Lampu LED menyala.
5. Catu daya matikan, lalu ubah posisi kaki diode D1 (dibalik)
6. Beri tegangan sumber sebesar 5 Volt, ukur arus yang mengalir pada rangkaian.
Maka Arus bernilai 0 dan lampu LED mati.
1.5 Laporan Akhir
1.5.1 Gambar bentuk kurva dari tabel hasil pengukuran di atas dan Buktikan kurva
karakteristik dioda tersebut
Forward Bias IN4001
1
ID (mA)
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
30
Reverse Bias IN4001
1
ID (mA)
0
0
2
4
6
8
10
12
0,5
0,6
Forward Bias IN4001
1
ID (mA)
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Reverse Bias IN4002
1
ID (mA)
0
0
2
4
6
8
10
31
1.5.2 Lakukan analisis dan berikan kesimpulan dari hasil percobaan yang telah
dilakukan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan terlihat bahwa dioda berguna
menyearahkan arus pada satu arah karena pada sifat dioda yaitu mengalirkan arus hanya dalam
satu arah. Untuk arah yang searah tegangan (Forward bias), sedangkan pada arah balik
(Reverse Bias) arus yang di lewatkan sangat kecil, sehingga dapat diabaikan atau dianggap 0.
Praktikum ini mempelajari hubungan perubahan tegangan dan arus listrik sehingga semakin
besar tegangan dioda maka semakin besar pula arus diodanya, namun dari grafik terlihat
hubungan antara tegangan dioda dan arus dioda tidak linear, hal ini disebabkan karena adanya
potensial penghalang (Potensial Barier). Ketika tegangan dioda lebih kecil dari tegangan
penghambat tersebut maka arus dioda akan kecil, ketika tegangan dioda melebihi potensial
penghalang maka arus dioda akan naik.
1.6 Kesimpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan membuktikan bahwa :
-
Bila tegangan anoda nol terhadap katoda, maka anoda tidak menghisap elektron dari
katoda. Sebenarnya ada beberapa elektron dengan kecepatan tinggi dapat mencapai
anoda, dan eloran elektron ini menghasilkan arus listrik yang sangat kecil sekali, tidak
terlihat pada ampere meter, sehingga dapat diabaikan.
-
Bila tegangan anoda negatif terhadap katoda (tegangan dengan hubungan arah balik),
maka akan timbul medan listrik yang arahnya menolak elektron, sehingga dioda tidak
menghantarkan arus listrik.
-
Bila tegangan anoda positif terhadap katoda (tegangan yang diberikan adalah arah
maju), maka timbul medan listrik yang arahnya menghisap elektron, sehingga dioda
menghantarkan arus listrik.
-
Semakin besar tegangan dioda maka semakin besar pula arus dioda
-
Ketika tegangan dioda lebih kecil dari tegangan penghambat maka arus dioda akan
kecil
-
Ketika tegangan dioda melebihi potensial penghalang maka arus dioda akan naik
-
LED (Light Emitting Dioda) yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat
arus bias maju (forward bias)
32
1.7 Daftar Pustaka
Kho, Dickson, 2014 Fungsi Dioda dan Cara Mengukurnya,
http://teknikelektronika.com/fungsi-dioda-cara-mengukur-dioda/, diakses pada tanggal 14
Oktober 2016, pukul 18:45
_______, 2013 Karakteristik Dioda, http://komponenelektronika.biz/karakteristik-dioda.html,
diakses pada tanggal 14 Oktober 2016, pukul 19:08
_______, 2012 Dioda, http://penunjangbelajar.blogspot.co.id/2012/07/dioda.html, diakses
pada tanggal 15 Oktober 2016, pukul 06:52
Saputra, Devan, Dioda, https://www.academia.edu/5189398/Dioda, diakses pada tanggal 15
Oktober 2016, pukul 07:08
________, 2013 Dioda, https://www.coursehero.com/file/p5fac2h/, diakses pada tanggal 15
Oktober 2016, pukul 07:11
Kesuma,
Herman,
2012
Macam-macam
Dioda
Semikonduktor
,https://hermawanpujakesuma.wordpress.com/2012/09/16/macam-macam-diodasemikonduktor/, diakses pada tanggal 19 Oktober 2016, pukul 23:06
33
KARAKTERISTIK DIODA DAN TRANSFORMATOR
Disusun untuk Memenuhi Matakuliah Elektronika
Dibimbing oleh Bapak I Made Wirawan, S.T., S.S.T, M.T.
Asisten Praktikum:
Muhammad Arif Syarifudin
Muhammad Bagus Arifin
Oleh :
Dwitha Fajri Ramadhani
160533611410
S1 PTI OFF B
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PRODI S1 PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA
September 2016
1.1 Tujuan
1. Mahasiswa dapat mengetahui komponen elektronika dioda semikonduktor
2. Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik dioda semikonduktor
3. Mahasiswa dapat menganalisis rangkaian forward bias dan reverse bias pada dioda
semikonduktor
1.2 Pendahuluan
Dalam elektronika biasanya diperlukan alat yang dapat mengalirkan arus satu arah saja
dan tidak mengalirkan arus pada arah yang berlawanan. Dikarenakan banyaknya alat alat
elektronika yang memerlukan jenis arus satu arah bukannya dua arah. Maka untuk memenuhi
kebutuhan ini dibuatlah sebuah komponen elktronika yang dapat melakukan tugas tersebut,
yaitu dioda. Dimana dioda ini terbuat dari bahan semikonduktor biasanya berupa silikon.
Dioda berbahan dasar semikonduktor ini biasanya digunakan pada tegangan yang tidak
terlalu tinggi sedangkan untuk tegangan tinggi biasanya digunakan dioda vakum (Arifin,
2015). Dioda merupakan komponen elektronika yang memiliki beragam fungsi selain sebagai
penyearah arus, dimana sebagai penyerah ars dioda dapat digunakan di dalam catu daya arus
DC, mendeteksi gelombang radio dan TV (Arifin, 2015) pengaman rangkaian listrik. Selain
itu, dioda dapat juga digunakan sebagai penstabil tegangan, pelipat tegangan, penghasil cahaya,
dan digunakan dalam solar sel, dll.
Dikarenakan banyaknya fungsi dioda ini maka perlulah diketahui berupa karakteristik
dasar dioda sehingga dapat berfungsi sebagai hal hal yang telah dipaparkan, dioda berguna
sebagai pelipat tegangan apabila dirangkan sebagai salah satu rangkaian listrik. Maka
selanjutnya perlu diketahui cara merangkai rangkaian dioda tersebut. Untuk lebih memahami
mengenai karakteristik dioda maka dilakukan praktikum ini.
1.3 Dasar Teori
1.3.1 Dioda (Diode)
Dioda adalah komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor.
Dioda berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik
dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam
Rangkaian Elektronika.
2
Dioda memiliki dua kaki/kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Dioda terbuat dari
bahan semi konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di sambungkan.
Gambar 1. Simbol Dioda, Struktur Dioda, Karakteristik Dioda
Gambar 2. Anoda, Katoda, dan Deplesi Dioda
Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan semi konduktor tipe N berfungsi
sebagai Katoda. Pada daerah sambungan 2 jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan
muncul daerah deplesi yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus
dengan tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage, yaitu
tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai konduktor/penghantar arus listrik.
Dioda bersifat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah saja, yaitu jika kutub anoda kita
hubungkan pada tegangan (+) dan kutub katoda kita hubungkan dengan tegangan (–).
1.3.2 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
3
anoda) yang sifatnya semikonduktor, jadi dengan sifatnya tersebut dioda tidak hanya
memperbolehkan 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.
1.3.3 Zero Bias
Gambar 3. Zero Bias
Merupakan keadaan dimana dioda tidak dihubungkan dengan sumber tegangan
sehingga tidak terjadi perpindahan elektron juga tidak ada pelebaran P-N Junction.
1.3.4 Forward Bias
Gambar 4. Forward Bias
Ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan kaki anoda
disambungkan dengan kutub positif, maka dikatakan bahwa dioda sedang dibias dengan
tegangan maju. Dioda dengan bias tegangan maju dalam bias maju, kutub negatif batere akan
menolak elekton-elektron bebas yang ada dalam semikonduktor tipe N, jika energi listrik yang
digunakan adalah melebihi tegangan barier, maka elektron yang tertolak tersebut akan
4
melintasi daerah deplesi dan bergabung dengan hole yang ada pada tipe P, hal ini terjadi terus
menerus selama rangkaian di gambar tersebut adalah rangkaian tertutup.
Karakteristik Forward Bias
Dioda yang dibias maju akan dapat
menghantarkan
arus
sepenuhnya
setelah
melewati tegangan potensial barier atau knee
voltage.
Gambar 5. Karakter Forward Bias
1.3.5 Reverse Bias
Gambar 6. Reverse Bias
Adalah kondisi ketika sebuah dioda disambungkan pada polaritas terbalik dimana
kaki katoda disambungkan ke kutub positif dan kaki anoda disambungkan ke kutub negatif
(rangkaian terbuka) maka dioda mengalami bias mundur/reverse bias. Sebuah dioda tidak
akan menghantarkan arus listrik jika diberi bias mundur.
Karakteristik Reverse Bias
Dioda tidak menghantarkan arus listrik,
setelah melewati tegangan breakdown arus
akan dihantarkan.
Gambar 7. Karakteristik Reverse Bias
5
1.3.6 Jenis-Jenis Dioda Semikonduktor
Dioda adalah alat elektronika dua-terminal, yang hanya mengalirkan arus listrik dalam satu
arah apabila nilai resistansinya rendah. Bahan semikonduktor yang digunakan umumnya
adalah silikon atau germanium. Jika dioda dalam keadaan konduksi, maka terdapat tegangan
drop kecil pada dioda tersebut. Drop tegangan silikon 0,7 V; Germanium 0.4V.
Aplikasi Dioda
Sesuai dengan aplikasinya dioda, sering dibedakan menjadi dioda
sinyal dan dioda penyearah. (a) Penyearah setengah gelombang dan
(b). Penyearah Gelombang Penuh
a.
Dioda Zener
Dioda zener adalah diode silikon, yang mana didesain khusus untuk
menghasilkan karakteristik “breakdown” mundur,. Dioda zener
sering digunakan sebagai referensi tegangan.
b.
Dioda Schottky .
Dioda schottky mempunyai karakteristik “fast recovery”, (waktu
mengembalikan yang cepat, antara konduksi ke non konduksi). Oleh
karena karakteristiknya ini, maka banyak diaplikasikan pada
rangkaian daya modus “saklar”. Dioda ini dapat membangkitkan
drop
tegangan
maju
kira-kira
setengahnya
diode
silikon
konvensional, dan waktu kembali balik sangat cepat.
c.
Optoelektronika
Optoelektronika
adalah
alat
yang
mempunyai
teknologi
penggabungan antara optika dan elektronika. Contoh alat
optoelektronika antara lain : LED (Light Emitting Dioda), foto dioda,
foto optokopler, dan sebagainya.
6
d.
LED
LED adalah sejenis dioda, yang akan memancarkan cahaya apabila
mendapat arus maju sekitar 5 30 mA. Pada umumnya LED terbuat
dari bahan gallium pospat dan arsenit pospit. Didalam aplikasinya, LED sering digunakan
sebagai alat indikasi status/kondisi tertentu, tampilan “Seven-segment, dan sebagainya.
e.
Fotodioda
Foto dioda adalah jenis foto detektor, yaitu suatu alat optoelektronika
yang dapat mengubah cahaya yang datang menjadi besaran listrik.
Prinsip
kerjanya
apabila
sejumlah
cahaya
mengena
pada
persambungan, maka dapat mengendalikan arus balik di dalam dioda.
Di dalam aplikasinya, foto diode sering digunakan untuk elemen
sensor/detektor cahaya.
f.
Fototransistor
Fototransistor adalah komponen semikonduktor optoelektronika yang
sejenis dengan fotodioda. Perbedaannya adalah terletak pada
penguatan arus dc. Jadi, pada fototransistor akan menghasilkan arus
dc kali lebih besar dari pada fotodioda.
g.
Optokopler
Optokopler disebut juga optoisolator adalah alat optoelektronika yang
mempunyai teknologi penggabungan dua komponen semikonduktor
di dalam satu kemasan, misalnya : LED – fotodioda, LED –
fototransistor dan sebagainya. Prinsip kerja optokopler adalah apabila
cahaya dari LED mengena foto dioda atau foto transistor, maka akan
menyebabkan timbulnya arus balik pada sisi fotodioda atau foto
transistor tersebut. Arus balik inilah yang menentukan besarnya tegangan keluaran. Jadi apabila
tegangan masukan berubah, maka cahaya LED berubah, dan tegangan keluaran juga berubah.
Didalam aplikasinya, optokopler sering digunakan sebagai alat penyekat diantara duarangkaian untuk keperluan pemakaian tegangan tinggi.
7
h.
LDR
LDR (Light Dependent Resistor) adalah komponenelektronik
seringdigunakansebagai transduser/elemen sensor cahaya. Prinsip
kerja LDR apabila cahaya yang datang mengena jendela LDR
berubah, maka nilai resistansinya akan berubah pula. LDR disebut
juga sel fotokonduktip.
i.
SCR
SCR (Silicon Controlled Rectifier) disebut juga “thyristor”,adalah
komponen elektronika tigaterminalyang keluarannya dapatdikontrol
berdasarkan
waktupenyulutnya.
Di
dalamaplikasinya,
SCR
seringdigunakan sebagai alat“Switching” dan pengontrol daya AC.
j.
TRIAC
Triac adalah pengembangan dari SCR, yang mana mempunyai
karakteristik dua arah (bidirectional). Triac dapat disulut oleh kedua
tegangan positip dan negatip. Aplikasinya, triac sering diguna- kan
sebagai pengontrol gelombang penuh.
k.
DIAC
Diac adalah saklar semikonduktor dua-terminal yang sering digunakan
berpasangan dengan TRIAC sebagai alat penyulut (trigger).
l.
Dioda biasa
Beroperasi seperti penjelasan di atas. Biasanya dibuat dari silikon terkotori atau yang lebih
langka dari germanium. Sebelum pengembangan dioda penyearah silikon modern, digunakan
kuprous oksida dan selenium, ini memberikan efisiensi yang rendah dan penurunan tegangan
maju yang lebih tinggi (biasanya 1.4–1.7 V tiap pertemuan, dengan banyak pertemuan
8
ditumpuk untuk mempertinggi ketahanan tegangan terbalik), dan memerlukan benaman
bahang yang besar (kadang-kadang perpanjangan dari substrat logam dari dioda), jauh lebih
besar dari dioda silikon untuk rating arus yang sama.
m. Dioda Bandangan
Dioda yang menghantar pada arah terbalik ketika panjar mundur
melebihi tegangan dadal. Secara listrik mirip dengan dioda Zener, dan
kadang-kadang salah disebut sebagai dioda Zener, padahal dioda ini
menghantar dengan mekanisme yang berbeda yaitu efek bandangan.
Efek ini terjadi ketika medan listrik terbalik yang membentangi
pertemuan p-n menyebabkan gelombang ionisasi, menyebabkan arus
besar mengalir, mengingatkan pada terjadinya bandangan. Dioda bandangan didesain untuk
dadal pada tegangan terbalik tertentu tanpa menjadi rusak. Perbedaan antara dioda bandangan
(yang mempunyai tegangan dadal terbalik diatas 6.2 V) dan dioda Zener adalah panjang kanal
yang melebihi rerata jalur bebas dari elektron, jadi ada tumbukan antara mereka. Perbedaan
yang mudah dilihat adalah keduanya mempunyai koefisien suhu yang berbeda, dioda
bandangan berkoefisien positif, sedangkan Zener berkoefisien negatif.
n. Dioda Arus Tetap
Ini sebenarnya adalah sebuah JFET dengan gerbangnya disambungkan ke sumber, dan
berfungsi seperti pembatas arus dua saluran (analog dengan Zener yang membatasi tegangan).
Peranti ini mengizinkan arus untuk mengalir hingga harga tertentu, dan lalu menahan arus
untuk tidak bertambah lebih lanjut.
o. Diode Gunn
Dioda ini mirip dengan dioda terowongan karena dibuat dari bahan
seperti GaAs atau InP yang mempunyai daerah resistansi negatif.
Dengan penjar yang semestinya, domain dipol terbentuk dan bergerak
melalui dioda.
9
1.4 Data dan Analisis (Foto)
1.4.1 Tugas Pendahuluan
1. Jelaskan istilah-istilah : Tegangan Breakdown, Tegangan Knee, Forward Bias, Reverse Bias
Tegangan Breakdown
Suatu keadaan dimana dioda tidak dapat menahan aliran electron dilapisan deplesi yang
disebabkan karena reverse bias pada dioda yang tidak dapat mengalirkan arus pada tegangan
puluhan sampai ratusan volt.
Tegangan Knee
a. Tegangan pada saat arus mulai membesar dengan cepat dikarenakan forward bias pada
dioda yang dapat mengalirkan arus dengan mudah.
b. Apabila tegangan dioda lebih besar dari tegangan knee maka dioda akan menghantar
dengan mudah dan sebaliknya bila tegangan dioda lebih kecil maka dioda tidak
menghantar dengan baik.
c. Tegangan dioda pada bahan silicon diatas 0,7 volt dan pada bahan germanium diatas 0,3
volt.
Forward Bias (Bias Maju)
Suatu
keadaan
dimana
dioda
dapat
mengalirkan arus listrik dari sisi P (kaki
anoda) ke sisi N (kaki katoda) tanpa adanya
suatu hambatan. Pada keadaan ini dioda bisa
dianggap sebagai saklar tertutup.
Gambar 11. Forward Bias
Reverse Bias (Bias Balik)
Suatu keadaan dimana tidak akan terjadi
perpindahan elektron atau aliran hole dari P
ke N maupun sebaliknya, dikarenakan baik
hole dan elektron masing-masing tertarik
kearah
kutub
berlawanan
sehingga
Gambar 12. Reverse Bias
menyebabkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi
terjadinya arus. Pada keadaan ini dioda bisa dianggap sebagai saklar terbuka.
10
2. Apakah Dioda dapat bekerja seperti Saklar? Jelaskan!
Dioda akan menghantarkan arus bila diberi tegangan sumber lebih besar dari tegangan
idealnya. Dan dioda tidak akan menghantarkan arus apabila tegangan yang melaluinya lebih
kecil dari tegangan idealnya. Tetapi mungkin akan ada tegangan yang akan dialirkan oleh dioda
itu, dan besarnya hanya sebesar tegangan ideal dan besarnya tegangan ideal yang akan dialirkan
tergantung dari jenis dioda yang digunakan. Oleh karena itu dioda juga dapat digunakan
sebagai saklar pada rangkaian elektronika selain digunakan sebagai mana fungsinya yaitu
sebagai penyearah tegangan.
1.4.2 Dioda
1.4.2.1 Mengukur Dioda dengan Ohmmeter
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 2 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Lakukan Kalibrasi
2. Putar Range Selector Switch ke Posisi Ohm ( Ω ) x100
3. Tempelkan Probe Merah pada bagian kaki Anoda dan Probe Hitam pada bagian kaki Katoda
4. Tempelkan Probe Merah pada bagian kaki Katoda dan Probe Hitam pada bagian kaki Anoda
c. Hasil Praktikum :
Resistansi (Ohm)
Dioda
IN5592
Probe (+) di Anoda, Probe (-) di Katoda
Nilai resistansi = ∞ (mendekati tak
hingga)
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN5592 dengan probe + di Anoda
dengan probe – di Katoda tersebut
bernilai mendekati tak hingga.
11
IN4002
Nilai resistansi = ∞ (mendekati tak
hingga)
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN4002 dengan probe + di Anoda
dengan probe – di Katoda tersebut
bernilai mendekati tak hingga.
Dioda
IN5592
Resistansi (Ohm)
Probe (+) di Katoda, Probe (-) di Anoda
Nilai resistansi = 180Ω
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN5592 dengan probe + di
Katoda dan probe – di Anoda yaitu
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi Ohm ( Ω ) x100
jadi nilai dari skala tersebut dikalikan
100, memperoleh hasil : 1,8x10 = 180Ω
IN4002
Nilai resistansi = 180Ω
Hasil pengukuran resistanti ohm pada
dioda IN4002 dengan probe + di
Katoda dan probe – di Anoda yaitu
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi Ohm ( Ω ) x100
jadi nilai dari skala tersebut dikalikan
100, memperoleh hasil : 1,8x10 = 180Ω
12
1.4.2.2 Dioda dengan Forward Bias
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 2 Buah
3. Catu Daya
: 1 Buah
4. Kawat Penghubung : Beberapa utas
5. Resistor
: 1 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Mengatur Catu daya sebesar 0, 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9, 1, 2, 4, 6, 8, 10 V
2. Lakukan Kalibrasi
3. Pasang kawat penghubung diujung kaki dioda dan diujung kaki resistor
4. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCV
5. Mengukur Tegangan Dioda
6. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCA
13
7. Kemudian menghitung Arus Dioda, dengan memutus rangkaian (Open Circuit) dan
kemudian menghubungkan terminal alat ukur pada titik yang telah terputus tersebut
c. Hasil Praktikum :
Tabel Dioda ke – 1 ( IN4001 )
Vsumber (Volt)
0
0.1
0.3
0.5
0.7
0.9
1
2
4
6
8
10
VD (Volt)
0V
0,3 V
0,35 V
0,37 V
0,4 V
0,4 V
0,4 V
0,45 V
0,48 V
0,5 V
0,5 V
0,52 V
ID (Ampere)
0A
4 µA
16 µA
31 µA
43 µA
0,05 mA
0,06 mA
0,15 mA
0,35 mA
0,55 mA
0,75 mA
0,95 mA
Praktikum Pengukuran Dioda Ke – 1 ( IN4001 )
Vsumber
(Volt)
0
VD IN4001 (Volt)
ID IN4001 (Ampere)
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
0V
0.
14
0.1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
30, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 30/100 = 0,3 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 50µA
dan yang dilihat adalah skala 0-50
maka nilai arus 4 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 35/100 = 0,35 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
16, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 16 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
37, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 37/100 = 0,37 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
31, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 31 µA
0.3
0.5
15
0.7
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
43, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 43 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 5/100 = 0,05 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 6/100 = 0,06 mA
0.9
1
16
2
Jarum pada skala menunjukkan nilai
45, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 45/100 = 0,45 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
15, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 15/100 = 0,15 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
48, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 48/100 = 0,48 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 35/100 = 0,35 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
50, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 50/100 = 0,5 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 55/100 = 0,55 mA
4
6
17
8
Jarum pada skala menunjukkan nilai
50, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 50/100 = 0,5 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
75, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 75/100 = 0,75 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
52, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 52/100 = 0,52 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
95, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 95/100 = 0,95 mA
10
Tabel Dioda ke – 2 ( IN4002 )
Vsumber (Volt)
0
0.1
0.3
0.5
0.7
0.9
1
2
4
6
8
10
VD (Volt)
0,2 V
0,3 V
0,35 V
0,38 V
0,4 V
0,4 V
0,42 V
0,45 V
0,5 V
0,52 V
0,55 V
0,55 V
ID (Ampere)
0A
3 µA
16 µA
31 µA
43 µA
0,05 mA
0,06 mA
0,16 mA
0,35 mA
0,55 mA
0,75 mA
0,95 mA
18
Praktikum Pengukuran Dioda Ke – 2 ( IN4002 )
Vsumber
(Volt)
0
VD IN4002 (Volt)
ID IN4002 (Ampere)
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
20, karena yang dipakai adalah Range 0.
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 20/100 = 0,2 V
0.1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
30, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 30/100 = 0,3 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 50µA
dan yang dilihat adalah skala 0-50
maka nilai arus 4 µA
0.3
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah Range 16, karena yang dipakai adalah
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan Range Selector Switch Posisi DCA
19
yang dilihat adalah skala 0-250 maka 50µA dan yang dilihat adalah skala
nilai 35/100 = 0,35 V
0-50 maka nilai arus 16 µA
0.5
Jarum pada skala menunjukkan nilai
38, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 38/100 = 0,38 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
31, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 31 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
43, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
50µA dan yang dilihat adalah skala
0-50 maka nilai arus 43 µA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
40, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 40/100 = 0,4 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 5/100 = 0,05 mA
0.7
0.9
20
1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
42, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 42/100 = 0,42 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCA 2,5mA
dan yang dilihat adalah skala 0-250
maka nilai 6/100 = 0,06 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
45, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 45/100 = 0,45 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
15, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 15/100 = 0,15 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
50, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 50/100 = 0,5 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
35, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 35/100 = 0,35 mA
2
4
21
6
Jarum pada skala menunjukkan nilai
52, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 52/100 = 0,52 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 55/100 = 0,55 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 55/100 = 0,55 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
75, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 75/100 = 0,75 mA
Jarum pada skala menunjukkan nilai
55, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 2,5 dan
yang dilihat adalah skala 0-250 maka
nilai 55/100 = 0,55 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
95, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCA
2,5mA dan yang dilihat adalah skala
0-250 maka nilai 95/100 = 0,95 mA
8
10
22
1.4.2.3 Dioda dengan Reverse Bias
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 2 Buah
3. Catu Daya
: 1 Buah
4. Kawat Penghubung : Beberapa utas
5. Resistor
: 1 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Mengatur Catu daya sebesar 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 V
2. Lakukan Kalibrasi
3. Pasang kawat penghubung diujung kaki dioda dan diujung kaki resistor
4. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCV
5. Mengukur Tegangan Dioda
6. Putar Range Selector Switch ke Posisi DCA
23
7. Kemudian menghitung Arus Dioda, dengan memutus rangkaian (Open Circuit) dan
kemudian menghubungkan terminal alat ukur pada titik yang telah terputus tersebut
c. Hasil Praktikum :
Dioda Kecil
Dioda Besar
Vsumber
VD
ID
Vsumber
VD
ID
(Volt)
(Volt)
(Ampere)
(Volt)
(Volt)
(Ampere)
0
0V
0A
0
0V
0A
1
1V
0A
1
1V
0A
2
1,8 V
0A
2
1,8 V
0A
3
2,8 V
0A
3
2,8 V
0A
4
3,8 V
0A
4
3,8 V
0A
5
4,7 V
0A
5
4,8 V
0A
6
5,8 V
0A
6
5,8 V
0A
7
6,9 V
0A
7
6,6 V
0A
8
7,8 V
0A
8
7,6 V
0A
9
8,8 V
0A
9
8,6 V
0A
10
9,8 V
0A
10
9,8 V
0A
Praktikum Pengukuran Dioda Reverse Bias
Vsumber
(Volt)
0
VD Kecil (Volt)
VD Besar (Volt)
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
0.
0.
24
1
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 10 dan
yang dilihat adalah skala 0-10 maka
nilai 1 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1, karena yang dipakai adalah Range
Selector Switch Posisi DCV 10 dan
yang dilihat adalah skala 0-10 maka
nilai 1 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 1,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
1,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 1,8 V
2
3
Jarum pada skala menunjukkan nilai Jarum pada skala menunjukkan nilai
2,8, karena yang dipakai adalah 2,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV Range Selector Switch Posisi DCV
25
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10 10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 2,8 V
maka nilai 2,8 V
4
Jarum pada skala menunjukkan nilai
3,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 3,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
3,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 3,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4,7, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 4,7 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
4,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 4,8 V
5
6
26
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 5,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
5,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 5,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6,9, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 6,9 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
6,6, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 6,6 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
7,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 7,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
7,6, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 7,6 V
7
8
27
9
Jarum pada skala menunjukkan nilai
8,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 8,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
8,6, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 8,6 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
9,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 9,8 V
Jarum pada skala menunjukkan nilai
9,8, karena yang dipakai adalah
Range Selector Switch Posisi DCV
10 dan yang dilihat adalah skala 0-10
maka nilai 9,8 V
10
Arus Dioda Reverse Bias
Semua Arus Dioda Reverse Bias bernilai 0 karena
tegangan dengan hubungan arah balik menyebabkan
timbul medan listrik yang arahnya menolak elektron,
sehingga dioda tidak menghantarkan arus listrik atau
arus nya terlampau kecil sehingga tidak dapat dilihat
di multimeter analog oleh jangkauan mata.
28
1.4.2.4 Light Emitting Diode (LED)
LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya
pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). Untuk menguji LED
berfungsi atau tidak, kita beri hambatan 10Ω kemudian probe merah
ditempelkan pada kaki positif LED sedangkan probe hitam ditempelkan pada
kaki negatif LED, LED akan menyala.
a. Alat dan Komponen yang digunakan :
1. Multimeter Analog : 1 Buah
2. Dioda
: 1 Buah
3. LED
: 1 Buah
4. Catu Daya
: 1 Buah
5. Kawat Penghubung : Beberapa utas
6. Resistor
: 1 Buah
b. Langkah Percobaan Praktikum :
1. Susun rangkaian seri antara dioda, led, dan resistor
2. Beri tegangan sumber sebesar 5 Volt, ukur arus yang mengalir pada rangkaian
3. Lampu LED menyala
29
4. Mengubah arus catu daya menjadi 0,24, Lampu LED menyala.
5. Catu daya matikan, lalu ubah posisi kaki diode D1 (dibalik)
6. Beri tegangan sumber sebesar 5 Volt, ukur arus yang mengalir pada rangkaian.
Maka Arus bernilai 0 dan lampu LED mati.
1.5 Laporan Akhir
1.5.1 Gambar bentuk kurva dari tabel hasil pengukuran di atas dan Buktikan kurva
karakteristik dioda tersebut
Forward Bias IN4001
1
ID (mA)
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
30
Reverse Bias IN4001
1
ID (mA)
0
0
2
4
6
8
10
12
0,5
0,6
Forward Bias IN4001
1
ID (mA)
0
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Reverse Bias IN4002
1
ID (mA)
0
0
2
4
6
8
10
31
1.5.2 Lakukan analisis dan berikan kesimpulan dari hasil percobaan yang telah
dilakukan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan terlihat bahwa dioda berguna
menyearahkan arus pada satu arah karena pada sifat dioda yaitu mengalirkan arus hanya dalam
satu arah. Untuk arah yang searah tegangan (Forward bias), sedangkan pada arah balik
(Reverse Bias) arus yang di lewatkan sangat kecil, sehingga dapat diabaikan atau dianggap 0.
Praktikum ini mempelajari hubungan perubahan tegangan dan arus listrik sehingga semakin
besar tegangan dioda maka semakin besar pula arus diodanya, namun dari grafik terlihat
hubungan antara tegangan dioda dan arus dioda tidak linear, hal ini disebabkan karena adanya
potensial penghalang (Potensial Barier). Ketika tegangan dioda lebih kecil dari tegangan
penghambat tersebut maka arus dioda akan kecil, ketika tegangan dioda melebihi potensial
penghalang maka arus dioda akan naik.
1.6 Kesimpulan
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan membuktikan bahwa :
-
Bila tegangan anoda nol terhadap katoda, maka anoda tidak menghisap elektron dari
katoda. Sebenarnya ada beberapa elektron dengan kecepatan tinggi dapat mencapai
anoda, dan eloran elektron ini menghasilkan arus listrik yang sangat kecil sekali, tidak
terlihat pada ampere meter, sehingga dapat diabaikan.
-
Bila tegangan anoda negatif terhadap katoda (tegangan dengan hubungan arah balik),
maka akan timbul medan listrik yang arahnya menolak elektron, sehingga dioda tidak
menghantarkan arus listrik.
-
Bila tegangan anoda positif terhadap katoda (tegangan yang diberikan adalah arah
maju), maka timbul medan listrik yang arahnya menghisap elektron, sehingga dioda
menghantarkan arus listrik.
-
Semakin besar tegangan dioda maka semakin besar pula arus dioda
-
Ketika tegangan dioda lebih kecil dari tegangan penghambat maka arus dioda akan
kecil
-
Ketika tegangan dioda melebihi potensial penghalang maka arus dioda akan naik
-
LED (Light Emitting Dioda) yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat
arus bias maju (forward bias)
32
1.7 Daftar Pustaka
Kho, Dickson, 2014 Fungsi Dioda dan Cara Mengukurnya,
http://teknikelektronika.com/fungsi-dioda-cara-mengukur-dioda/, diakses pada tanggal 14
Oktober 2016, pukul 18:45
_______, 2013 Karakteristik Dioda, http://komponenelektronika.biz/karakteristik-dioda.html,
diakses pada tanggal 14 Oktober 2016, pukul 19:08
_______, 2012 Dioda, http://penunjangbelajar.blogspot.co.id/2012/07/dioda.html, diakses
pada tanggal 15 Oktober 2016, pukul 06:52
Saputra, Devan, Dioda, https://www.academia.edu/5189398/Dioda, diakses pada tanggal 15
Oktober 2016, pukul 07:08
________, 2013 Dioda, https://www.coursehero.com/file/p5fac2h/, diakses pada tanggal 15
Oktober 2016, pukul 07:11
Kesuma,
Herman,
2012
Macam-macam
Dioda
Semikonduktor
,https://hermawanpujakesuma.wordpress.com/2012/09/16/macam-macam-diodasemikonduktor/, diakses pada tanggal 19 Oktober 2016, pukul 23:06
33