Post on 08-Dec-2015
description
LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM
ELEKTRONIKA ANALOG
NOMOR PERCOBAAN : 03
JUDUL PERCOBAAN : RESISTANSI DIODA
KELAS / GROUP : Teknik Telekomunikasi 3B / 4
NAMA : 1. Juliani Windi Astuti
2. Imani Falah
3. Nur Amalia Rahma
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2015
1
Daftar Isi
Halaman Cover ...............................................................................................1
Daftar Isi .........................................................................................................2
1. Tujuan .........................................................................................................…3
2. Dasar Teori ................................................................................................. …3
3. Alat – Alat yang Digunakan ....................................................................... …5
4. Langkah – Langkah Percobaan .................................................................. …6
5. Data Hasil Percobaan ................................................................................. …7
6. Analisis dan Pembahasan .......................................................................... …8
7. Kesimpulan ................................................................................................ …12
8. Pertanyaan dan Tugas ................................................................................ …13
Lampiran
2
PERCOBAAN 3
RESISTANSI DIODA
1. TUJUAN
Membandingkan resistansi dioda pada saat dibias maju dan dibias balik.
Membandingkan resistansi dioda Si dengan dioda Ge.
Memperlihatkan bahwa resistansi balik berubah sesuai dengan perubahan
temperatur.
2. DASAR TEORI
Pengertian Dioda
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.
Simbol Dioda
3
Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang
melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu
sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada
ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negative = N).
Bias Maju dan Bias Mundur
A. Bias Maju Dioda
Ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan anoda
disambungkan dengan kutub positif, maka dikatakan bahwa dioda sedang dibias dengan
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 barir, maka elektron yang tertolak tersebut akan melintasi daerah deplesi dan
bergabung dengan hole yang ada pada tipe P, hal ini terjadi terus menerus selama rangkaian
di gambar tersebut adalah tertutup. Kondisi inilah yang menyebabkan adanya arus listrik
yang mengalir dalam rangkaian.
B. Bias Mundur Dioda
4
Sebaliknya jika kaki katoda disambungkan dengan kutub positif batere dan anoda
disambungkan dengan kutub negatif batere, maka kondisi ini disebut sebagai bias tegangan
balik. Ketika dioda dibias mundur, maka tidak ada aliran arus listrik yang melewati dioda.
Hal ini dikarenakan elekton bebas yang ada pada tipe N tertarik oleh kutub positif batere dan
demikian juga hole pada tipe P berekombinasi dengan elektron dari batere, sehingga lapisan
pengosongan menjadi semakin lebar. Dengan semakin lebarnya lapisan pengosongan ini,
maka dioda tidak akan mengalirkan arus listrik. Ketika tegangan bias mundur terus
diperbesar, maka pada suatu harga tegangan tertentu dioda akan rusak, karena adanya proses
avalan yang menyebabkan dioda rusak secara fisik.
3. ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN
No. Alat dan Komponen Jumlah
1. Sumber daya searah (1-15) V 1
2. Voltmeter analog 1
3. Dioda Silikon 1
4. Dioda Germanium 1
5. Tahanan 100 kΩ
6. Kabel-kabel penghubung Secukupnya
5
4. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
Gambar 1. Rangkaian diode sederhana
Langkah – langkah dalam melakukan percobaan adalah sebagai berikut :
Langkah awal :
1. Menyiapkan alat – alat yang akan dipergunakan
2. Mengkalibrasi multimeter
3. Memberi jumper VCC dan Ground pada Protoboard
Langkah percobaan :
1. Membuat rangkaian seperti pada gambar 1 dengan menggunakan dioda silikon dan
tegangan suplay sebesar +5 V. ukurlah Vo.
2. Mengulangi langkah (1) dengan nilai Vs yang lain.
3. Membalik posisi dioda atau polaritas sumber tegangan dibalik sehingga dioda dibias
mundur atau balik. Atur Vs sebesar -5 V. ukurlah Vo.
4. Mengulangi langkah (3) Dengan nilai Vs yang lain.
5. Kemudian, memegang ujung katoda dengan ibu jari dan jari telunjuk (untuk
memanaskan dioda dengan panas tubuh). Hati-hati jangan sampai diode terhubung
oleh jari saudara, atau memparalel dioda dengan tahanan kulit !
6. Memperhatikan tegangan pada R selama dioda dipegang dan catat nilai Vo pada alat
ukur.
7. Memanasi kaki katoda dengan pemanas, lalu catat perubahan nilai Vo
8. Kemudian melepaskan salah satu kaki dioda (seperti saklar terbuka) dengan tegangan
suplay yang sama. Ukur Vo.
9. Mengganti dioda Si dengan diode Ge dan mengulangi langkah – langkah diatas
6
5. . DATA HASIL PERCOBAAN
No. Percobaan : 03
Judul : Resistansi Dioda
Mata Kuliah : Laboratorium Elka
Analog
Kelas/Kelompok : TT 3B/ 04
Tahun Akademik : 2015/2016
Pelaksanaan Praktikum : 8 September 2015
Penyerahan Laporan : 15 September 2015
Nama Praktikan : Juliani Windi Astuti
Nama Rekan Kerja : Imani Falah
Nur Amalia Rahma
Tabel Dioda Silikon
Kondisi
Dioda
Vs Vd
ukur
(V)
Vo (V) I Rd (Ohm)
Ukur Hitung Ukur Hitung Ukur Hitung
Bias maju +5V 0,45 4,5 4,3 45 uA 43 uA 11K 16K
+8V 0,45 7,45 7,3 74,5 uA 73 uA 7,38K 9,59K
+10V 0,45 9,4 9,3 94 uA 93 uA 6,38K 7,53K
Bias balik -5V 5 0 0 0 0 ∞ ∞
-8V 8 0 0 0 0 ∞ ∞
-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞
Bias balik &
katoda
dipegang
-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞
Salah satu
kaki dioda
dilepas
-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞
Tabel Dioda Germanium
Kondisi
Dioda
Vs Vd
ukur
Vo (V) I Rd (Ohm)
Ukur Hitung Ukur Hitung Ukur Hitung
7
(V)
Bias maju +5V 0,3 4,7 4,7 47 uA 47 uA 6,3K 6,3K
+8V 0,3 7,7 7,7 77 uA 77 uA 3,9K 3,9K
+10V 0,3 9,45 9,7 94,5 uA 97 uA 5,08K 3,09K
Bias balik -5V 5 0 0 0 0 ∞ ∞
-8V 8 0 0 0 0 ∞ ∞
-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞
Bias balik &
katoda
dipegang
-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞
Salah satu
kaki dioda
dilepas
-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞
6. ANALISA DAN PEMBAHASAN
1. Hitunglah nilai arus I dan resistansi diode R pada diode silicon dan germanium lalu
lengkapi table 1 dan table 2 !
2. Bandingkan perubahan arus I dan resistansi diode R pada diode silicon pada kondisi
yang berlainan ! jelaskan !
3. Bandingkan perubahan arus I dan resistansi diode R pada diode germanium pada
kondisi diode yang berlainan ! jelaskan !
4. Bandingkan nilai I dan R diode silicon dan germanium pada kondisi yang sama !
jelaskan!
Jawaban:
1. Perhitungan nilai arus I dan resistansi dioda Rd sudah terdapat pada lampiran halaman
16-18.
2. Setelah dilakukan percobaan dan didapati data pada Tabel 1 untuk dioda silikon pada
kondisi bias maju dan bias mundur didapati perbedaan. Ditunjukan dengan data sebagai
berikut :
Kondisi Vs I Rd (Ohm)
8
Dioda Ukur Hitung Ukur Hitung
Bias maju +5V 45 uA 43 uA 11K 16K
+8V 74,5 uA 73 uA 7,38K 9,59K
+10V 94 uA 93 uA 6,38K 7,53K
Bias balik -5V 0 0 ∞ ∞
-8V 0 0 ∞ ∞
-10V 0 0 ∞ ∞
Berdasarkan Tabel hasil percobaan diatas didapati bahwa jelas berbeda antara nilai
arus I dan resistansi dioda Rd pada saat kondisi bias maju dan bias balik.
Pada bias maju didapati bahwa adanya arus yang mengalir pada rangkaian, hal ini
dikarenakan ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan anoda
disambungkan dengan kutub positif, maka akan ada arus yang mengalir di dalamnya. Pada
tabel dapat terlihat bahwa dengan pengukuran nilai Vsumber yang semakin besar di dapati
nilai I yang semakin besar juga, akan tetapi pada saat nilai vsumber semakin besar maka
resistansi dioda semakin kecil nilainya. Hal ini menunjukan bahwa nilai I berbanding lurus
dengan Vsumber dan nilai Rd berbanding terbalik dengan Vsumber pada dioda saat kondisi
bias maju.
Pada bias balik yaitu pada saat dioda diletakan semestinya tetapi kutub pada sumber
ditukar atau kutub pada sumber tetap namun kaki dioda dibalik. Dapat dilihat pada tabel
bahwa pada saat dioda kondisi bias balik tidak ada nilai I yang mengalir dan nilai Rd
meunjukan nilai tak hingga. Tidak adanya arus yang mengalir pada rangkaian hal ini
dikarenakan pada saat bias balik kaki dioda berlawanan dengan kutub pada tegangan sumber
sehingga dioda berfungsi sebagai saklar terbuka, sebenarnya bisa terdapat nilai arus I tetapi
pada percobaan tersebut didapati kesalahan pada teknisi alat ukur multimeter yang tidak
presisi. Dan nilai Rd bernilai tak hingga hal ini dikarenakan kondisi dioda yang tidak aktif.
3. Setelah dilakukan percobaan dan didapati data pada Tabel 2 untuk dioda silikon pada
kondisi bias maju dan bias mundur didapati perbedaan. Ditunjukan dengan data sebagai
berikut :
Kondisi
Dioda
Vs I Rd (Ohm)
Ukur Hitung Ukur Hitung
Bias maju +5V 47 uA 47 uA 6,3K 6,3K
9
+8V 77 uA 77 uA 3,9K 3,9K
+10V 94,5 uA 97 uA 5,08K 3,09K
Bias balik -5V 0 0 ∞ ∞
-8V 0 0 ∞ ∞
-10V 0 0 ∞ ∞
Berdasarkan Tabel hasil percobaan diatas didapati bahwa jelas berbeda antara nilai
arus I dan resistansi dioda Rd pada saat kondisi bias maju dan bias balik.
Pada bias maju didapati bahwa adanya arus yang mengalir pada rangkaian, hal ini
dikarenakan ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan anoda
disambungkan dengan kutub positif, maka akan ada arus yang mengalir di dalamnya. Pada
tabel dapat terlihat bahwa dengan pengukuran nilai Vsumber yang semakin besar di dapati
nilai I yang semakin besar juga, akan tetapi pada saat nilai vsumber semakin besar maka
resistansi dioda semakin kecil nilainya. Hal ini menunjukan bahwa nilai I berbanding lurus
dengan Vsumber dan nilai Rd berbanding terbalik dengan Vsumber pada dioda saat kondisi
bias maju.
Pada bias balik yaitu pada saat dioda diletakan semestinya tetapi kutub pada sumber
ditukar atau kutub pada sumber tetap namun kaki dioda dibalik. Dapat dilihat pada tabel
bahwa pada saat dioda kondisi bias balik tidak ada nilai I yang mengalir dan nilai Rd
meunjukan nilai tak hingga. Tidak adanya arus yang mengalir pada rangkaian hal ini
dikarenakan pada saat bias balik kaki dioda berlawanan dengan kutub pada tegangan sumber
sehingga dioda berfungsi sebagai saklar terbuka, sebenarnya bisa terdapat nilai arus I tetapi
pada percobaan tersebut didapati kesalahan pada teknisi alat ukur multimeter yang tidak
presisi. Dan nilai Rd bernilai tak hingga hal ini dikarenakan kondisi dioda yang tidak aktif.
4. Pada hasil percobaan pada Tabel 1 yaitu pada dioda silikon dan Tabel 2 pada dioda
germanium di dapati perbedaan pada hasil perhitungan dan pengukuran untuk nilai I dan nilai
Rd. Hal tersebut dapat dilihat pada cuplikan Tabel hasil pengukuran kedua dioda berikut :
Kondisi
Dioda
Vs I ukur Rd (Ohm)
S G Ukur Hitung
Bias maju +5V 45 uA 47 uA 11K 6,3K
+8V 74,5 uA 77 uA 7,38K 3,9K
10
+10V 94 uA 94,5 uA 6,38K 5,08K
Bias balik -5V 0 0 ∞ ∞
-8V 0 0 ∞ ∞
-10V 0 0 ∞ ∞
Pada hasil perbandingan antara nilai I dan Rd pada dioda silikon dan germanium di
dapati perbedaan nilai yang disebabkan oleh perbedaan nilai Vd pada dioda, yang di cuplik
pada Tabel sebagai berikut :
Kondisi
Dioda
Vd
(Ge)
Vd
(S)
Bias maju 0,3 0,45
0,3 0,45
0,3 0,45
Bias balik 5 5
8 8
10 10
Pada Tabel tersebut terlihat jelas bahwa hasil pengukuran nilai tegangan pada dioda
jelas berbeda. Pada saat kondisi bias maju nilai Vd pada dioda silikon sebesar 0,45 dan pada
dioda germanium sebesar 0,3. Pada praktikum ini didapati nilai tegangan dioda silikon yang
tidak sesuai dengan teori yaitu pada teori dijelaskan bahwa nilai dioda silikon berkisar antara
0,5-0,7 volt. Hal ini bisa terjadi akibat penurunan kualitas dari dioda tersebut jadi nilai yang
ditunjukan tidak sesuai dengan teorinya. Pada bias maju nilai Vd dioda silikon bernilai lebih
besar dari nilai Vd dioda germanium sehingga menyebabkan nilai I dan R yang lebih besar
pada dioda silikon dibanding pada dioda germanium.
Pada saat kondisi bias balik nilai Vs = Vd hal ini yang menyebabkan dioda tidak aktif
dan tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian tersebut sehingga nilai resistansi dioda tidak
dapat dihitung. Pada praktikum ini didapati bahwa nilai I dan Rd bernilai jauh leih besar
ketika dioda kondisi bias maju dibanding pada saat dioda bias balik I dan Rd bernilai 0 dan
tak hingga.
7. KESIMPULAN
11
Dioda memiliki nilai Resistansi tersendiri. Nilai resistansi bergantung pada nilai
Vsumbernya. Semakin besar Vsumber makan semakin kecil nilai resistansi dioda.
Dioda dalam keadaan bias maju apabila polaritas Vsumber dengan kaki dioda sama
dan dalam keadaan bias balik yaitu polaritas Vsumber berlawanan dengan kaki dioda
Pada saat bias maju terdapat arus yang mengalir karenan polaritasnya searah dan pada
saat bias balik tidak ada arus yang mengalir karena dioda off hal tersebut dikarenakan
polaritasnya berlawanan.
Nilai resistansi pada saat bias maju lebih besar daripada saat bias balik
Nilai resistansi pada dioda silikon > dioda germanium. Hal ini dikarenakan nilai Vd
dioda silikon 0,5-0,7 dan pada dioda germanium 0,2-0,3.
Pada saat bias balik nilai Vd = Vs
Pada praktikum perbuhan tempramatur pada saat bias balik didapati hasil yang sama
karena pengaruh multimeter yang tidak presisi (kesalahan multimeter).
8. PERTANYAAN DAN TUGAS
1. Manakah yang lebih besar resistansi balik dioda Ge atau dioda Si?
Jawab :
12
Dioda yg memiliki resistansi yang lebih besar adalah diode silicon, karena hal
tersebut dipengaruhi oleh nilai Vd pada dioda silikon yang lebih besar daripada nilai Vd pada
dioda germanium yang berpengaruh pada Rd yang diukur.
2. Diode apa yang lebih stabil (tidak banyak dipengaruhi oleh perubahan suhu)?
Mengapa?
Jawab :
Dioda Germanium lebih stabil terhadap perubahan suhu karena germanium bersifat
sebagai semikonduktor dalam peralatan elektronika, sementara Dioda Silicon mempunyai
tanggapan suhu. Karena pada suhu tertentu dan tegangan tertentu dioda silikon dapat
mengalami kondisi dropout. Silikon memiliki koefisien suhu negatif. Apabila suhu naik maka
resistansi dalam silikon akan berkurang.
9. LAMPIRAN
13
14
15
16
17
18