PUTU RUSDI ARIAWAN

DIODE DAN RANGKAIAN DIODEPRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR

OLEH :PUTU RUSDI ARIAWAN (0804405050)

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR2010

PUTU RUSDI ARIAWAN

PERCOBAAN IDIODE DAN RANGKAIAN DIODE

1.1 Tujuan Percobaan.1.1.1 Memeriksa Kondisi Dioda

1.1.2 Mempelajari karakteristik I = f (V), bias reverse dan bias forward

1.2 Tinjauan Pustaka.

Silikon dan germanium merupakan dua jenis semikonduktor yang sangat

penting dalam elektronika. Keduanya terletak pada kolom empat dalam tabel

periodik dan mempunyai elektron valensi empat. Struktur kristal silikon dan

germanium berbentuk tetrahedral dengan setiap atom memakai bersama

sebuah elektron valensi dengan atom-atom tetangganya. Gambar 1.2.1

memperlihatkan bentuk ikatan kovalen dalam dua dimensi. Pada temperature

mendekati harga nol mutlak, elektron pada kulit terluar terikat dengan erat

sehingga tidak terdapat elektron bebas atau silikon bersifat sebagai insulator.

Gambar 1.2.1 Ikatan kovalen silikon dalam dua dimensi

Energi yang diperlukan mtuk memutus sebuah ikatan kovalen adalah sebesar 1,1

eV untuk silikon dan 0,7 eV untuk germanium. Pada temperatur ruang

(300K), sejumlah elektron mempunyai energi yang cukup besar untuk

melepaskan diri dari ikatan dan tereksitasi dari pita valensi ke pita konduksi

menjadi elektron bebas. Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari

PUTU RUSDI ARIAWAN

bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan

juga komponen turunan lainnya yang unik.

1.2.1 Semikonduktor tipe-n

Semikonduktor tipe-n dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecil

atom pengotor pentavalen (antimony, phosphorus atau arsenic) pada silikon

murni. Atom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai lima elektron valensi

sehingga secara efektif memiliki muatan sebesar +5q. Saat sebuah atom

pentavalen menempati posisi atom silicon dalam kisi kristal, hanya empat

elektron valensi yang dapat membentuk ikatan kovalen lengkap, dan tersisa

sebuah elektron yang tidak berpasangan . Dengan adanya energi thermal

yang kecil saja, sisa elektron ini akan menjadi electron bebas dan siap menjadi

pembawa muatan dalam proses hantaran listrik. Material yang dihasilkan dari

proses pengotoran ini disebut semikonduktor tipe-n karena menghasilkan

pembawa muatan negatif dari kristal yang netral. Karena atom pengotor

memberikan elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom donor.

Secara skematik semikonduktor tipe-n digambarkan seperti terlihat pada gambar

1.2.2.

(a) (b)

Gambar 1.2.2 (a) Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor

valensi lima menggantikan posisi salah satu atom silikon dan (b) Struktur pita

energy semikonduktor tipe-n.

PUTU RUSDI ARIAWAN

1.2.2 Semikonduktor tipe-p

Dengan cara yang sama seperti pada semikonduktor tipe-n,

semikonduktor tipe-p dapat dibuat dengan menambahkan sejumlah kecif atom

pengotor trivalen (aluminium, boron, galium atau indium) pada semikonduktor

murni, misalnya silikon murni. Atom-atom pengotor (dopan) ini mempunyai tiga

elektron valensi sehingga secara efektif hanya dapat membentuk tiga ikatan

kovalen. Saat sebuah atom trivalen menempati posisi atom silikon dalam kisi

kristal, terbentuk tiga ikatan kovalen lengkap, dan tersisa sebuah muatan

positif dari atom silikon yang tidak berpasangan yang disebut lubang (hole).

Material yang dihasilkan dari proses pengotoran ini disebut semikonduktor tipe-p

karena menghasilkan pembawa muatan negatif pada kristal yang netral. Karena

atom pengotor menerima elektron, maka atom pengotor ini disebut sebagai atom

aseptor (acceptor). Secara skematik semikonduktor tipe-p digambarkan seperti

terlihat pada gambar 1.2.3

.

(a) (b)

Gambar 1.2.3 (a) Struktur kristal silikon dengan sebuah atom pengotor

valensi tigamenggantikan posisi salah satu atom silikon dan b) Struktur pita

energisemikonduktor tipe-p.

1.2.3 Dioda

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu

arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah

tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P

menuju sisi N.

Gambar 1.2.4 Simbol dan struktur dioda

Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil

yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan

hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk

hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat

elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif,

dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka

elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi

P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi

N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau

mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi

P ke sisi N.

Gambar 1.2.5 dioda dengan bias maju

Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan

memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas

tegangan lebih besar dari sisi P.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Gambar 1.2.6 dioda dengan bias negatif

Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole

dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing

tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer)

semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu

arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi

konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa

volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding

deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan

konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda

yang terbuat dari bahan Germanium.

Gambar 1.2.7 grafik arus dioda

Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun

memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi

breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang

terbentuk di lapisan deplesi.

PUTU RUSDI ARIAWAN

1.2.4 Karakteristik Umum Diode

Karakteristik dioda pada garis besarnya dapat dibedakan atas

karakteristik forward dan karakteristik reverse. Untuk membuat karakteristik

dioda yang menunjukkan besarnya arcs pada bermacam-macam harga

tegangan yang diberikan digunakan rangkaian seperti pada gambar

Gambar 1.2.8 skema untuk membuat karakteristik diode

Percobaan dengan rangkaian ini terdiri dari dua bagian, bagian pertama

untuk mendapatkan karakteristik forward dan bagian kedua reverse. Bagian

pertama memerlukan tahanan R = 50 ohm yang terpasang seri seperti pada

gambar, gunanya.untuk membatasi arus forward; bila tidak dioda akan rusak

jika tegangan 1,5 volt langsung dihubungkan padanya. Tegangan maksimum

Yang boleh diberikan adalah 1,5 volt dan voltmeter harus mampu membaca dari

0 sampai 1,5 volt dengan selang 0,1 volt. Miliamperemeter (mA) harus

mempunyai skala maksimum 50 mA. Tegangan dinaikkan secara bertahap

mulai dari nol sampai J ,S volt dengan selang kenaikkan 0,1 volt, arus I yang

ditunjukkkan oleh mA dicatat, Bila data-data tcrsebut dinyatakan dalam

grafik akan diperoleh karakteristik forward seperti pada gambar di bawah.

PUTU RUSDI ARIAWAN

Gambar 1.2.9 Karakteristik

Untuk membuat karakteristik reverse pertama -tama polaritas

batere harus dibaiik. Untuk percobaan yang kedua ini diperlukan sumber

tegangan yang lebih besar ialah sekitar 10 volt. Batas ukur voltmeter diperbesar

ialah sekitar 10 volt. Besarnya arus reverse sangat kecil hanya beberapa

persepuluhan microampere akibat tahanan reverse yang mencapai beberapa

megaohm. U1eh karena itu meter mA harus sanggup membaca dari 0 samoai 0.1

rnicroampere dengan selang 0,01 microampere.

Bila karakteristik forward ini diperhatikan tampak hahwa mula-mula

lengkungnya berbentuk parabola yaitu pada tegangan VD yang kecil, begitu VD

mulai membesar arus forward ID akan naik dengan cepat praktis secara linier.

Pada daerah linier ini perubahan tegangan yang kecil saja akan mengakibatkan

perubahan arus yang besar.

Bentuk karakteristik reverse berbeda dengan karakteristik forwardnya,

mula, mula arus naik secara parabola kernudian setelah niencapai harga

tertentu, arus reverse ini akan tetap konstan walaupun tegangan reverse VD

dinaikkan, hal ini disebabkan oleh terbatasnya minority carriers sehingga arus tak

dapat naik lagi. Tetapi bila tegangan reverse dinaikkan terus, suatu saat arus

reverse akan naik dengan tiba-tiba menjadi besar sekali. Peristiwa semacam ini

disebut breakdown dan tegangan pada saat mana teriadi breakdown disebut

tegangan breakdown. Pada umumnya tegangan reverse maksimum yang

diijinkan (VDM) selalu lebih kecil dari tegangan breakdownnya, kecuali pada zener

diode.

PUTU RUSDI ARIAWAN

• Karakteristik diode umumnya dinyatakan dengan grafik hubungan antara

tegangan pada diode versus arus yang melewatinya sehingga disebut

karakteristik tegangan-arus(V-I)

• Secara teoritis, hubungan antara tegangan dan arus diode dinyatakan oleh

persamaan:

Keterangan:

ID=arus diode, positif jika didalam diode arahnya dari anode ke katode

Is=arus mundur jenuh(10-8s.d. 10-14A)

VT=tegangan kesetaraan suhu=

Pada T=300oK, VT=26mV dan pada T=273oK, VT=25mV η= koefisien emisi,

antara1 sampai dengan 2 dan untuk silikon pada arus normal mendekati 2e=

bilangan natural=2,72)

1.2.5 Zener

Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan

komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada

perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi

dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N,

ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda

biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa

terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang

memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya.

Gambar 1.2.10 Simbol Zener

Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka

zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias).

PUTU RUSDI ARIAWAN

Zener diode atau juga dikenal sebagai voltage regulation diode adalah silicon

PN junction. yang. bekerja pada reverse bias yang di daerah breakdown.

Simbol dari suatu zener diode ditunjukkan pada gambar a dan karakteristik

reverse biasnya (gambar b) ternyata sama dengan dioda lainnya.

Gambar 1.2.11 (a) simbol zener dioda (b) Karakteristik

Tegangan zener Vz adalah tegangan reverse di mana terjadi

breakdown. Bila tegangan reverse VD kurang dari VZ tahanan zener diode di

sekitar 1 megaohm atau lebih.

Bila VD naik sedikit saja di atas Vz arus reverse akan naik dengan cepat,

oleh karena itu di dalam pernakaian zener diode selalu digunakan suatu tahanan

seri untuk mencegah terjadinva arus yang berlebihan. Bila tegangan reverse

dihubungkan pada PN-junction, lebar depletion layer akan bertambah karena

elektron dan hole tertolak dari junction. Lebar depletion layer tergantung dari

kadar doping, bila digunakan silicon dengan doping tinggi akan dihasilkan

depletion layer yang tipis. Sehingga bila tegangan reverse dihubungkan

akan menimbulkan medan listrik yang kuat di dalam dioda dan jika tegangan

reverse mencapai tegangan zener Vz maka medan listrik yang dibangkitkan

demikian kuatnya sehingga sejunilah besar elektron akan terlepas dan daya tarik

intinya diikuti dengan kenaikan arus reverse secara mendadak. Peristiwa inilah

yang disebut dengan Zener breakdown.

Jadi zener diode sebenarnya adalah PN junction dengan doping tinggi

hingga menghasilkan depletion layer tipis; biasanya zener breakdown terjadi di

bawah tegangan 5 volt dan masih tergantung pada temperatur. Di bawah

PUTU RUSDI ARIAWAN

pengaruh medan listrik yang kuat, atom-atom lebih mudah melepaskan

elektronnya menjadi ion-ion bila temperatumya naik. Jadi Vz turun bila

temperatur zener diode naik.

PN junction diode yang dibuat dengan doping rendah depletion iayernya

lebiih, lebar. Medan listrik harus lebih kuat untuk menghasilkan zener

breakdown. Tetapi sebelum zener breakdown terjadi elektron-elektron minority

carriers sudah akan mcmperoleh tenaga kinetik demikian besarnya hingga pada

saat menabrak atom akan menimbulkan ionisasi yang menimbulkan elektron

baru. Elektron-elektron baru akan ikut bergerak akibatnya tabrakan akan

berlangsung secara berantai sehingga makin banyak elektron yang dihasilkan

dan arus reverse naik dengan cepat. Peristiwa semacam ini disebut avalanche

breakdown.

Bila temperatur dioda naik laju gerakan . elektron dalam depletion layer

menurun sehingga diperlukan tegangan yang lebih besar untuk memberikan

kecepatan yang cukup bagi elektron-elektron.

Jadi kita mengenal zener breakdown yaitu ionisasi karena kekuatan

medan listrik dan avalanche breakdown yaitu ionisasi karena tubrukan.

Yang pertama terjadi pada bahan dengan tahanan jenis rendah (doping tinggi)

yang dipisahkan oleh depletion layer tipis yaitu untuk Vz di bawah 5 volt. Yang

kedua terjadi pada bahan dengan tahanan jenis tinggi (doping rendah) yang

dipisahkan oleh depletion . layer lebar untuk Vz di atas 5 volt. Meskipun

demikian dalam prakteknya kedua type di atas tetap dinamakan zener diode.

Membeloknya karakteristik pada saat breakdown ("knee") pada dioda

silicon lebih tajam (gambar a) dibandingkan dengan dioda germanium (gambar

b).

PUTU RUSDI ARIAWAN

Gambar 1.2.12 (a) Knee dari dioda silikon (b) knee dari dioda germanium

Karena alasan inilah maka zener diode dibuat dari silikon.

Data-data zener diode yang perlu diketahui adalah:

1. Tegangan zener Vz terletak antara 3,3 Volt sampai 200 Volt. Tiap zener

mempunyai Vz.tertentu dengan toleransi 5 sampai 10 prosen.

2. Arus zener Iz ialah arus yang mengalir pada saat breakdown. I z minimum

adalah besarnya Iz tepat pada knee. Iz maksimum adalah arus yang tidak

boleh dilampaui, karena dapat menimbulkan panas yang berkelebihan.

Misalkan sebuah zener diode dengan: Vz = 5,8 volt, Iz min = 1 mA dan Iz

mak = 50 mA pada temperatur 40° C.

3. Tahanan zener rz ialah suatu nilai yang menunjukkan perbandingan

perubahan tegangan zener (Vz) terhadap perubahan arus zener (I z).

rZ =ΔVZΔIZ

Tahanan zener minimum sekitar 10 ohm bila VZ nya sckitar 6 volt. Tahanan ini

akan naik bila Vz lebih atau kurang dari 6 volt. Hubungan antara VZ dan rZ ini

dapat dilihat pada g ambar dibawah.

Gambar 1. 2. 13 Hubungan antara t ahanan zener (rz) dan t

egangan zener (vz)

O leh karena itu penggunaan zener sebag ai s tabilisator Vz yan

g t erbaik adal ah sek it a r 6 vo lt . B ila t eg ang an ya ng ak an

distabilkan lebih dari 6 volt dapat digunakan bcberapa zener yang dihubungkan

seri.

1.2.6 LED

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen

yang dapat mengeluarkan emisi cahaya.LED merupakan produk temuan lain

setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan

ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan

energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika

mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor,

doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang

berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 1.2.14 Simbol LED

Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak ada adalah warna merah,

kuning dan hijau.LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna

bisa dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam

memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum

dan disipasi daya-nya. Rumah (chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-

macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong. LED terbuat dari berbagai

material setengah penghantar campuran seperti misalnya gallium arsenida

fosfida (GaAsP), gallium fosfida (GaP), dan gallium aluminium arsenida (GaAsP).

Karakteristiknya yaitu kalau diberi panjaran maju, pertemuannya mengeluarkan

cahaya dan warna cahaya bergantung pada jenis dan kadar material pertemuan.

Ketandasan cahaya berbanding lurus dengan arus maju yang mengalirinya.

Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah 1,6 sampai

2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, LED hijau 2,7 volt. Sedangkan tegangan terbaik

maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 volt, LED kuning 5 volt,

LED hijau 5 volt. LED mengkonsumsi arus sangat kecil, awet dan kecil bentuknya

(tidak makan tempat), selain itu terdapat keistimewaan tersendiri dari LED itu

sendiri yaitu dapat memancarkan cahaya serta tidak memancarkan sinar infra

merah (terkecuali yang memang sengaja dibuat seperti itu).

Cara pengoperasian LED yaitu :

Gambar 1.2.15 Cara pengoperasian LED

Selalu diperlukan perlawanan deretan R bagi LED guna membatasi kuat

arus dan dalam arus bolak balik harus ditambahkan dioda penyearah.

1.2.7 Penyearah Diode Setengah Gelombang

Rangkaian pada gambar 1.2.16-a, dimana sumber masukan sinusoida

dihubungkan dengan beban resistor melalui sebuah diode. Untuk sementara

dianggap keadaan ideal, dimana hambatan masukan sinusoida sama dengan nol

dan diode dalam keadaan hubung singkat saat berpanjar (bias) maju dan

keadaan hubung terbuka saat berpanjar (bias) mundur. Besarnya keluaran akan

mengikuti masukan saat masukan berada di atas “tanah” dan berharga nol saat

masukan di bawah “tanah” seperti diperlihatkan pada gambar 1.2.16-b. Jika

kita ambil harga rata-rata bentuk gelombang keluaran ini untuk beberapa

periode, tentu saja hasilnya akan positif atau dengan kata lain keluaran

mempunyai komponen DC. Kita juga melihat komponen AC pada keluaran. Kita

akan dapat mengurangai komponen AC pada keluaran jika kita dapat

mengusahakan keluaran positif yang lebih besar, tidak hanya 50% seperti terlihat

pada gambar 1.2.16-b..

Gambar 1.2.16 Penyearah setengah gelombang

1.2.7 Penyearah Diode Gelombang Penuh

Terdapat cara yang sangat sederhana untuk meningkatkan kuantitas

keluaran positip menjadi sama dengan masukan (100%). Ini dapat dilakukan

dengan menambah satu diode pada rangkaian seperti terlihat pada gambar

1.2.17. Pada saat masukan berharga negatif maka salah satu dari diode akan

dalam keadaan panjar maju sehingga memberikan keluaran positif. Karena

keluaran berharga positif pada satu periode penuh, maka rangkaian ini disebut

penyearah gelombang penuh. Pada gambar 1.2.17 terlihat bahwa anode pada

masing-masing diode dihubungkan dengan ujung-ujung rangkaian sekunder dari

transformer. Sedangkan katode masing- masing diode dihubungkan pada titik

positif keluaran. Beban dari penyearah dihubungkan antara titik katode dan titik

center-tap (CT) yang dalam hal ini digunakan sebaga referensi atau “tanah”.

Gambar 1.2.17 Rangkaian penyearah gelombang penuh

Mekanisme terjadinya konduksi pada masing-masing diode tergantung pada

polaritas tegangan yang terjadi pada masukan. Keadaan positif atau negatif

dari masukan didasarkan pada referensi CT. Pada gambar 1.2.18 nampak

bahwa pada setengah periode pertama misalnya, v1 berharga positif dan v2

berharga negatif, ini menyebabkan D1 berkonduksi (bias maju) dan D2 tidak

berkonduksi (bias mundur). Pada setengah periode ini arus iD1 mengalir dan

menghasilkan keluaran yang akan nampak pada hambatan beban. Pada

setengah periode berikutnya, v2 berharga positif dan v1 berharga negatif,

menyebabkan D2 berkonduksi dan D1 tidak berkonduksi. Pada setengah

periode ini mengalir arus iD 2 dan menghasilkan keluaran yang akan nampak

pada hambatan beban. Dengan demikian selama satu periode penuh hambatan

beban akan dilewati arus iD1

tegangan keluaran DC.

dan iD 2 secara bergantian dan menghasilkan

Gambar 1.2.18 Keluaran dari penyearah gelombang penuh

1.2.8 Penyearah Gelombang Penuh Model Jembatan

Penyearah gelombang penuh model jembatan memerlukan empat buah

diode. Dua diode akan berkondusi saat isyarat positif dan dua diode akan

berkonduksi saat isyarat negatif.,Untuk model penyearah jembatan ini kita tidak

memerlukan transformator,yang memiliki center-tap.,Seperti ditunjukkan pada

gambar 8.4, bagian masukan AC dihubungkan pada,sambungan D1-D2 dan

yang lainnya pada D3-D4. Katode D1 dan D3 dihubungkan, dengan keluaran

positif dan anode D2 dan D4 dihubungkan dengan keluaran negative (tanah).

Misalkan masukan AC pada titik A berharga positif dan B berharga negatif, maka

diode D1 akan berpanjar maju dan D2 akan berpanjar mundur. Pada sambungan

bawah D4 berpanjar maju dan D3 berpanjar mundur. Pada keadaan ini elektron

akan mengalir dari titik B melalui D4 ke beban , melalaui D1 dan kembali ke titik

A. Pada setengah periode berikutnya titik A menjadi negatif dan titik B menjadi

positif. Pada kondisi ini D2 dan D3 akan berpanjar maju sedangkan D1 dan D4

akan berpanjar mundur. Aliran arus dimulai dari titik A melalui D2, ke beban,

melalui D3 dan kembali ke titik B. Perlu dicatat di sini bahwa apapun polaritas

titik A atau B, arus yang mengalir ke beban tetap pada arah yang sama.

Gambar 1.2.19 Penyearah gelombang penuh model jembatan

Rangkaian jembatan empat diode dapat ditemukan di pasaran dalam bentuk

paket dengan berbagai bentuk. Secara prinsip masing-masing bentuk

mempunyai dua terminal masukan AC dan dua terminal masukan DC.

1.2.9 Aplikasi Lain

Zener banyak digunakan untuk aplikasi regulator tegangan (voltage

regulator). Zener yang ada dipasaran tentu saja banyak jenisnya tergantung dari

tegangan breakdwon-nya. Di dalam datasheet biasanya spesifikasi ini disebut Vz

(zener voltage) lengkap dengan toleransinya, dan juga kemampuan dissipasi

daya.

Gambar 1.2.20 LED array

LED sering dipakai sebagai indikator yang masing-masing warna bisa memiliki

arti yang berbeda. Menyala, padam dan berkedip juga bisa berarti lain. LED

dalam bentuk susunan (array) bisa menjadi display yang besar. Dikenal juga LED

dalam bentuk 7 segment atau ada juga yang 14 segment. Biasanya digunakan

untuk menampilkan angka numerik dan alphabet.

1.3 Daftar Komponen dan AlatModul elektronika dasar

1. 1 Buah Multimeter

2. Penjepit buaya

3. Osiloskop

4. Mistar / penggaris

5. Milimeterblock

6. Disket / flashdisk

7. Pulpen / pensil

1.4 Cara Kerja1.4.1 Memeriksa Keadaan DiodeGunakan alat ukur multimeter untuk memeriksa diode – diode yang ada. Pada

saat pengukuran R maju gunakan range yang paling kecil (ohm) dan range yang

besar untuk R mundur (10 K ohm), untuk multimeter analog. Pada multimeter

digital gunakan range untuk mengukur. Catat hasil pengukuran anda pada table

1.1.

Table 1.1 Pemeriksaan baik buruknya diode

No Jenis dan tipe dioda

Multimeter Resistansi Dioda Keadaan diode

Ket

Forward Reverse Baik Buruk1 Dioda

penyearahBY299

AnalogDigital

GeIN60

AnalogDigital

2 Diode zener

5,1 V (1W)

AnalogDigital

3 LED Merah AnalogDigital

Putih AnalogDigital

4 Diodevaraktor

MV2209

AnalogDigital

1.4.2 Karakteristik V – I (dengan multimeter)1.Buatlah rangkaian seperti gambar 1.2, untuk pengukuran Vd gunakan

multimeter digital dan Id dengan multimeter analog.

2.Atur Vs agar didapat harga seperti pada table 1.2 (untuk bias forward). Dan

harga Vd sesuai dengan table 1.2 (untuk bias reverse).

3.Lakukan untuk diode Si, Ge, dan zener.

Gambar 1.4.1 Rangkaian diode pada karakteristik V – I diukur dengn

multimeter

Table 1.4 Pengukuran diode pada karakteristik V – I dengan multimeterNo VD

(V)ID

(mA)Bias Forward Voltage (V) Bias Reverse Voltage (V) ket

Diodepenyearah

DiodeZener

LED Diodepenyearah

DiodeZener

LED

BY 229 IN60 5,1V;1W M P IN4001 IN60 5,1V M P1 0,0 0,02 0.13 0.24 0.3. .. .. .. .. .. .

.5,0 5,0

1.4.3 Karakteristik V – I (dengan osiloskop)No VD

(V)ID

(mA)Bias Forward Voltage (V) Bias Reverse Voltage (V) ket

Diodepenyearah

DiodeZener

LED Diodepenyearah

DiodeZener

LED

BY 229 IN60 5,1V;1W M P IN4001 IN60 5,1V M P1 0,0 0,02 0.13 0.24 0.3. .. .. .. .. .. .

.5,0 5,0

1.4.4 Penyearah Setengah GelombangDengan 1 diode

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.4.3, untuk pengukuran VRL dan IRL

gunakan multimeter digital.

2. Hubungkan Vsi pada 18 Vrms, kemudian ukur besarnya IRL (arus DC), dan

VRL1 (tegangan DC), catat pada table 1.4.3.

3. Hubungkan VSi pada 25 Vrms, kemudian ukur besarnya IRL1 (arus DC), dan

VRL (tegangan DC), catat pada table 1.4.3.

4. Ulangilah langkah – langkah diatas untuk RL1 10Ω20W dan RL2 100Ω20W.

5. Catatlah hasil pengukuran anda pada table 1.4.2.

VpRms(V)

Dengan RLVs(V) Pengukuran Perhitungan

Ketera nganMultimeter Digital Gambar OSC IRL VRL PRLI V V (CE) V V V V

22010Ω;20W100Ω;20W

Gambar 1.4.2 Rangkaian diode penyerah setengah gelombang

dengan 1 diode

Table 1.3 Pengukuran diode penyearah setengah gelombang dengan 1 diode

RL RL D A A S RL

Dengan 2 diode

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.4.4, untuk pengukuran VRL dan IRL

gunakan multimeter.

2. Vsi pasang pada 18 Vrms, kemudian ukur besarnya IRL (arus DC), dan VRL1

(tegangan DC), catat pada table 1.4.4

3. VSi pasang pada 25 Vrms, kemudian ukur besarnya IRL1 (arus DC), dan VRL

(tegangan DC), catat pada table 1.4.4.

4. Ulangilah langkah – langkah diatas untuk RL1 10Ω20W dan RL2 100Ω20W.

Gambar 1.4.3 Rangkaian diode penyerah setengah gelombang dengan 2 diode

VpRms(V)

DenganRL

Vs(V) Pengukuran PerhitunganKeteran

ganMultimeter Digital Gambar OSC

IRLVR

LPRLIRL VRL

V (CE)

V VAV V

L

22010Ω;20W 18100Ω;20W 25

Table 1.4 Pengukuran diode penyearah setengah gelombang dengan 2 diode

D A S R

1.4.5 Penyearah Gelombang Penuh1.4.5.1 Menggunakan 2 dioda1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.4.4

2. Kemudian isialah table 1.5 untuk RL sama dengan RL110Ω20W dan

RL2100Ω20W

Gambar 1.4.4 Diode penyearah gelombang penuh dengan 2 diode

Table 1.5 Pengukuran diode penyearah gelombang penuh dengan 2 diode

VpRms(V)

Vs(V) RL(Ω)

Pengukuran Perhitungan KetMultimeter Gambar Osc Vs VRL PRL f

IRL VA VRL VD VA VRL VD

220 18 10100

25 10100

1.4.5.2 Menggunakan 4 dioda1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.4.5.

2. Kemudian isilah table 1.6, untuk RL sama dengan RL1 10Ω20W dan RL2

100Ω20W

Gambar 1.4.5 Diode penyearah gelombang penuh dengan 4 diode

Table 1.6 pengukuran diode penyearah gelombang penuh dengan 4 diode

VpRms(V)

Vs(V) RL(Ω)

Pengukuran Perhitungan KetMultimeter Gambar Osc Vs VRL PRL f

IRL VA VRL VD VA VRL VD

220 18 10100

25 10100

1.4.5.3 Pengenalan IC regulator pada power supply.1. lakukan percobaan berikut.

2. ukur berapakah keluaran IC tersebut.

78XX

79xx

Gambar 1.4.6 percobaan menggunakan IC regulator

VP

rms

(V)

Jenis

IC

regulator

Pengukuran ket

Multimeter Digital

Vin Vout

220 7805

7812

7912

BIODATA PENULIS

Nama : Putu Rusdi Ariawan

TTL : Denpasar. 19 April 1990

Agama : Hindu

Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana

Email : turusdi. i n f o@ g mail.com

w w w. f a ce book . c om / turusdi