BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam elektronika, dioda adalah komponen aktif bersaluran dua (dioda

termionik mungkin memiliki saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai

dua elektroda aktif dimana isyarat dapat mengalir, dan kebanyakan dioda

digunakan karena karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda varikap

(Variable Capacitor/kondensator variabel) digunakan sebagai kondensator

terkendali tegangan.

Kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut

karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk

memperbolehkan aliran arus listrik dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju)

dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur).

Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup.

Dioda sebenarnya tidak menunjukkan kesearahan hidup-mati yang

sempurna, dioda mempunyai karakteristik listrik taklinier yang kompleks yang

bergantung pada teknologi yang digunakan. Dioda juga mempunyai fungsi yang

mana tidak ditujukan untuk penggunaan penyearahan.

Awal mula dari dioda adalah peranti kristal Cat's Whisker dan tabung

hampa (juga disebut katup termionik). Saat ini dioda yang paling umum dibuat

dari bahan semikonduktor seperti silikon atau germanium.

1.2 Tujuan

Praktikum ini di bertujuan untuk :

- Memahami pembacaan dioda zener

- Melihat pemotongan yang dilakukan oleh dioda zener.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pinsip Kerja Dioda

Prinsip dioda termionik ditemukan kembali oleh Thomas Edison pada 13

Februari 1880 dan dia diberi hak paten pada tahun 1883 (U.S. Patent 307031),

namun tidak dikembangkan lebih lanjut. Braun mematenkan penyearah kristal

pada tahun 1899. Penemuan Braun dikembangkan lebih lanjut oleh Jagdish

Chandra Bose menjadi sebuah peranti berguna untuk detektor radio.

Dioda adalah komponen semiconductor yang paling sederhana, ia terdiri

atas dua (2) elektroda yaitu katoda dan anoda. Ujung badan dioda biasanya diberi

bertanda, berupa gelang atau berupa titik, yang menandakan letak katoda.

Dioda hanya bisa dialiri arus DC searah saja, pada arah sebaliknya arus

DC tidak akan mengalir. Apabila dioda silicon dialiri arus AC ialah arus listrik

dari PLN, maka yang mengalir hanya satu arah saja sehingga arus output dioda

berupa arus DC.

Bila anoda diberi potensial positif dan katoda negatif, dikatakan dioda

diberi forward bias dan bila sebaliknya, dikatakan dioda diberi reverse bias. Pada

forward bias, perbedaan voltage antara katoda dan anoda disebut threshold voltage

atau knee voltage. Besar voltage ini tergantung dari jenis diodanya, bisa 0.2V,

0.6V dan sebagainya.

Bila dioda diberi reverse bias (yang beda voltagenya tergantung dari

tegangan catu) tegangan tersebut disebut tegangan terbalik. Tegangan terbalik ini

tidak boleh melampaui harga tertentu, harga ini disebut breakdown voltage,

misalnya dioda type 1N4001 sebasar 50V.

2.2 Dioda Zener

Simbol Dioda Zener

Dioda Zener adalah suatu dioda yang mempunyai sifat bahwa tegangan

terbaliknya sangat stabil, tegangan ini dinamakan tegangan zener. Di atas

tegangan zener, dioda ini akan menghantar listrik ke dua arah. Dioda ini

digunakan sebagai voltage stabilizer atau voltage regulator. Bentuk dioda ini

seperti dioda biasa, perbedaan hanya dapat dilihat dari type yang tertulis pada

bodynya dan zener voltage dilihat pada vademicum

Sebuah dioda biasanya dianggap sebagai alat yang menyalurkan listrik ke

satu arah, namun Dioda Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat

mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas

"tegangan rusak" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener".

Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa,

kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tengangan rusak yang jauh

dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction

yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel)

dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah

dioda zener yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku rusak yang terkontrol

dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada

tegangan zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan

tegangan jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya tidak

terbatasi, sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan

tegangan referensi, atau untuk menstabilisasi tegangan untuk aplikasi-aplikasi arus

kecil.

Dioda Zener biasanya digunakan secara luas dalam sirkuit elektronik.

Fungsi utamanya adalah untuk menstabilkan tegangan. Pada saat disambungkan

secara parallel dengan sebuah sumber tegangan yang berubah-ubah yang dipasang

sehingga mencatu-balik, sebuah dioda zener akan bertingkah seperti sebuah

kortsleting (hubungan singkat) saat tegangan mencapai tegangan rusak diode

tersebut. Hasilnya, tegangan akan dibatasi sampai ke sebuah angka yang telah

diketahui sebelumnya.

Sebuah dioda zener juga digunakan seperti ini sebagai regulator tegangan

shunt (shunt berarti sambungan parallel, dan regulator tegangan sebagai sebuah

kelas sirkuit yang memberikan sumber tegangan tetap.

2.3 Osilloscope

Oscilloscope adalah peralatan elektronik yang dapat menampilkan

gelombang maupun signal elektronik yang diukurnya. Misalkan, kita ingin

melihat signal yang dipancarkan oleh handphone yang kita gunakan. Dengan

bantuan Oscilloscope, signal tersebut akan dicitrakan dalam layar, sehingga dapat

dilihat bentuk gelombangnya: panjang gelombang, frekuensi gelombang, maupun

bentuk menyeluruh gelombangnya.

Oskiloskop untuk mengukur beda fase gelombang Semua alat

ukur elektronik bekerja berdasarkan sample data, semakin tinggi sample data,

semakin akurat peralatan elektronik tersebut. Oscilloscope, pada umumnya juga

mempunyai sampel data yang sangat tinggi, oleh karena itu oscilloscope

merupakan alat ukur elektronik yang mahal. Jika sebuah oscilloscope mempunyai

sample rate 10 Ks/s (10 kilo sample/second = 10.000 data per detik), maka alat ini

akan melakukan pembacaan sebanyak 10.000 kali dalam sedetik. Jika yang diukur

adalah sebuah gelombang dengan frekuensi 2500Hz, maka setiap sampel akan

memuat data 1/4 dari sebuah gelombang penuh yang kemudian akan ditampilkan

dalam layar dengan grafik skala XY.

Frekuensi satuannya Hertz (Hz) ,Time satuannya Detik/Second (s)

F= 1T

M = mega (1.000.000) 1 MHz >< 1 µS

K = kilo (1000) 1 KHz >< 1 mS

m = mili (1/1000) 1 Hz >< 1 S

µ = mikro (1/1.000.000)

Pengukuran Waktu dan Frekuensi

Ambil waktu pengukuran dengan menggunakan skala horizontal pada

osiloskop. Pengukuran waktu meliputi perioda, lebar pulsa(pulse width), dan

waktu dari pulsa. Frekuensi adalah bentuk resiprok dari perioda, jadi dengan

mengukur perioda frekuensi akan diketahui, yatu satu per perioda. Seperti pada

pengukuran tegangan, pengukuran waktu akan lebih akurat saat meng-adjust porsi

sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada layar. Ambil

pengukuran waktu sepanjang garis horizontal pada tengah-tengah layar, atur

time/div untuk memperoleh pengukuran yang lebih akurat.

Pengukuran Waktu dan Frekuensi

Ambil waktu pengukuran dengan menggunakan skala horizontal pada

osiloskop. Pengukuran waktu meliputi perioda, lebar pulsa(pulse width), dan

waktu dari pulsa. Frekuensi adalah bentuk resiprok dari perioda, jadi dengan

mengukur perioda frekuensi akan diketahui, yatu satu per perioda. Seperti pada

pengukuran tegangan, pengukuran waktu akan lebih akurat saat meng-adjust porsi

sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada layar. Ambil

pengukuran waktu sepanjang garis horizontal pada tengah-tengah layar, atur

time/div untuk memperoleh pengukuran yang lebih akurat.

Amplitudo adalah tegangan maksimum yang dicapai oleh sinyal.

Dalam hal ini diukur dalam volt, V. Peak voltage/ tegangan Peak adalah nama lain

dari amplitudo. Peak-peak voltage/ Puncak-puncak tegangan dua kali tegangan

puncak (amplitudo). Ketika membaca sebuah osiloskop jejak lazimnya untuk

mengukur tegangan puncak ke puncak.

Time period adalah waktu yang dibutuhkan untuk sinyal untuk menyelesaikan

satu siklus. Dalam hal ini diukur dalam detik (s), tetapi jangka waktu pendek cenderung

jadi milidetik (ms).

Tegangan yang ditampilkan pada sumbu vertikal-y dan skala ditentukan

oleh Y AMPLIFIER (volt / div) kontrol. BiasanyaTegangan puncak-puncak dapat

dibaca dengan benar meskipun posisi 0V tidak diketahui. Amplitudo adalah

setengah dari tegangan puncak-puncak.

Tegangan = jarak dalam cm × volt / div

Contoh: tegangan puncak-puncak = 4.2cm × 2V/div = 8.4V

amplitudo (tegangan puncak) = ½ × tegangan puncak-puncak = 4.2V

AC GND

Zener

BAB III. BAHAN DAN METODE

3.1 Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum ini dilakukan di laboratorium instrumentasi teknologi pertanian

Univ. Andalas. Dilakukan pada hari minggu, 11 Desember 2011.

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan antara lain : Trafo 3 A, diode zener, dua

buah resistor, komparator (4700), 3 buah multimeter.

Gambar Rangkain

3.3 Langkah Kerja

Menghidupkan oscilloscope, dan mengatur timer lalu lakukan pengukuran

untuk bagian AC, GND dan Zener gambar bentuk dari kurva yang tampak

pada layar oscilloscope catat konstatnta x dan y yang tampak

Lakukan juga pengukuran Voltase pada ketiga titik tersebut dengan

menggunakan multimeter dan mencatat

Bandingkan nilai ukur yang terhitung di oscilloscope dan dengan

menggunakan multimeter.

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Pengukuran menggunakan oscilloscope pada arus AC

0 1 2 3 4 5 6 7

-2.5-2

-1.5-1

-0.50

0.51

1.52

2.5

AC

x

y

Dengan ketentuan ; x = 2 dan y = 2 timer 5 ms (millisecond)

Pengukuran menggunakan oscilloscope pada arus DC

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.50

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

DC

x

y

Dengan ketentuan ; x = 2 dan y = 2 timer 2 ms (milisocond)

Pengukuran menggunakan oscilloscope di titik GND

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.50

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

DCZener

y

y

Pengukuran tegangan menggunakan multimeter :

AC 63 V

GND 75 V

Zener 5 V

4.2 Pembahasan

Perhitungan Voltase yang terukur pada oscilloscope

1. Pada AC

Nilai ukuar NU= C * P

= 2 Vpp/div * 2 div

= 4 Vpp

Perioda (T) T = Div Horizontal x Time/div

= 2 kotak x 5ms

= 2 x 5.10-3

= 10-2s

Frekuensi (F) F = 1 / T

= 1 / 0.01 s

= 100 Hz

2. Perhitungan DC

Nilai Ukur NU = C * P

= 2 Vpp/div * 1,7 div

= 3,4 Vpp

Periode (T) T = Div horizontal * Time/div

= 1,7 div * 2 ms

= 3,4 ms

= 3,4 x 10-3 s

Frekuensi (F) F = 1/T

= 1/3,4 x 10-3 s

= 294.1 Hz

3. Perhitungan AC setelah pemotongan diode zener

Nilai ukur NU = C * P

= 2 Vpp/div * 1 div

= 2 Vpp

Periode (T) T = Div horizontal * Time/div

= 1 div * 2 ms

= 2 x 10-3

Frekuensi (F) F = 1/T

= 1/2 x 10-3

= 500 Hz

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dioda Zener adalah suatu dioda yang mempunyai sifat bahwa tegangan

terbaliknya sangat stabil, tegangan ini dinamakan tegangan zener. Di atas

tegangan zener, dioda ini akan menghantar listrik ke dua arah.

Oscilloscope adalah peralatan elektronik yang dapat menampilkan

gelombang maupun signal elektronik yang diukurnya. Misalkan, kita ingin

melihat signal yang dipancarkan oleh handphone yang kita gunakan. Dengan

bantuan Oscilloscope, signal tersebut akan dicitrakan dalam layar, sehingga dapat

dilihat bentuk gelombangnya: panjang gelombang, frekuensi gelombang, maupun

bentuk menyeluruh gelombangnya.

DAFTAR PUSTAKA

Budiharto, W. (2004). Elektronika digital dan mikroprosesor. Jogyakarta: ANDI.

cekonecektwo. (2009, desember 29). Artigos Relacionados. Retrieved desember 4, 2011, from www. Dasar penegenalan elektro.com

Dedy Rusmadi, Aneka Rangkaian Elektronika Alarm dan Bel Listrik, Pioner Jaya,

Bandung, 2005.

LAPORAN PRAKTIKUMELEKTRONIKA

“DIODA ZENER”

OLEH :

ARDA SOFIANI

(0811112081)

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG

2011