LAPORAN R-LAB

Karakteristik V I Semikonduktor

Nama : Dimas Arif Fadilah

NPM : 1206217181

Fakultas : Teknik

Departemen : Teknik Mesin

Kode Praktikum : LR03

Tanggal Praktikum : 21 Maret 2013

UPP IPD FISIKA DASAR 2

UNIVERSITAS INDONESIA

Pengukuran Panjang Gelombang Laser

1. Tujuan

Mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu semikonduktor

2. Alat 1. Bahan semikonduktor

2. Amperemeter

3. Voltmeter

4. Variable power supply

5. Camcorder

6. Unit PC

7. DAQ dan perangkat pengendali otomati

3. Teori

Sebuah bahan material bila dilewati oleh arus listrik akan menimbulkan disipasi panas. Besarnya disipasi

panas adalah I2R. Panas yang dihasilkan oleh material ini akan mengakibatkan perubahan hambatan

material tersebut. Jika pada material semi konduktor , pertambahan kalor / panas akan mengurangi nilai

hambatan material tersebut. Peristiwa dispasi panas dan perubahan resistansi bahan semi konduktor ini

saling berkaitan.

Gambar 1. Rangkaian tertutup semikoduktor

4. Cara Kerja

Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan cara masuk ke http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory kemudian

masuk ke jadwal saudara , klik-lah LR03 – karakteristik VI Semikonduktor

1. Perhatikan halaman web percobaan karakteristik VI semi konduktor

2. Berikan beda potensial dengan member tegangan V1.

3. Aktifkan power supply/baterai dengan mengklik radio button di sebelahnya.

4. Ukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan!

5. Ulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8

Catatan : data yang diperoleh adalah 5 buah data terakhir jika rangkaian diberi beda potensial tertentu (

misalkan V1) dengan interval 1 detik antara data ke satu dengan data berikutnya.

5. Data pengamatan

Tegangan (V) Arus

(mA)

V1

0,44 3,91

0,44 3,91

0,44 3,91

0,44 3,91

0,44 3,91

V2

0,92 8,15

0,92 8,15

0,92 8,15

0,92 8,15

0,92 8,15

V3

1,37 12,06

1,37 12,06

1,37 11,73

1,37 12,06

1,37 12,06

V4

1,86 16,29

1,86 16,29

1,86 16,29

1,86 16,62

1,86 16,62

V5

2,26 20,53

2,26 20,53

2,26 20,53

2,25 20,85

2,25 20,85

V6

2,84 26,72

2,83 27,04

2,83 27,37

2,83 27,37

2,83 27,7

V7

3,16 31,28

3,15 31,28

3,15 31,93

3,14 31,61

3,14 31,61

V8

3,6 37,47

3,59 38,12

3,58 38,77

3,57 39,1

3,56 39,75

Tugas & Evaluasi

1. Perhatikan data yang saudara peroleh, apakah terjadi perubahan

tegangan dan arus untuk V1 , V2 , V3 , V4 dan V5? Bila terjadi

perubahan Jelaskan secara singkat mengapa hal tersebut terjadi

(analisa0 dan bila tidak terjadi jelaskan pula mengapa demikian !

2. Dapatkan nilai rata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang

terukur untuk V1 , V2 , V3 hingga V8.

3. Buatlah grafik yang memperlihatkan hubungan V vs I untuk rata rata

V dan I yang terukur (lihat tugas 2)!

4. Bagaimanakah bentuk kurva hubungan V vs I , jelaskan mengapa

bentuknya seperti itu !

5. Berdasarkan berbagai kurva grafik V vs I bolehkah kita menggunakan

hukum Ohm dalam peristiwa ini ?

6. Berikan kesimpulan terhadap percobaan ini

7. Pengolahan Data

1) Nilai rata rata beda potensial dan arus

a) Rata-rata Beda Potensial

V1 =0,44 + 0,44 + 0,44 + 0,44 + 0,44

5= 0,44 Volt

V2 =0,92 + 0,92 + 0,92 + 0,92 + 0,92

5= 0,92 Volt

V3 =1,37 + 1,37 + 1,37 + 1,37 + 1,37

5= 1,37 Volt

V4 =1,86 + 1,86 + 1,86 + 1,86 + 1,86

5= 1,86 Volt

V5 =2,26 + 2,26 + 2,26 + 2,25 + 2,25

5= 2,256 Volt

V6 =2,84 + 2,83 + 2,83 + 2,83 + 2,83

5= 2,832 Volt

V7 =3,16 + 3,15 + 3,15 + 3,14 + 3,14

5= 3,148 Volt

V8 =3,6 + 3,59 + 3,58 + 3,57 + 3,56

5= 3,58 Volt

Lalu beda potensial rata – ratanya adalah :

V =0,44 + 0,96 + 1,37 + 1,86 + 2,256 + 2,832 + 3,148 + 3,58

8

= 2,05 Volt

b) Rata-rata Arus

I1 =3,91 + 3,91 + 3,91 + 3,91 + 3,91

5= 3,26 miliamper

I2 =8,15 + 8,15 + 8,15 + 8,15 + 8,15

5= 8,15 miliamper

I3 =12,06 + 12,06 + 11,73 + 12,06 + 12,06

5

= 11,994 miliamper

I4 =16,29 + 16,29 + 16,29 + 16,62 + 16,62

5

= 16,422 miliamper

I5 =20,53 + 20,85 + 20,85 + 20,85 + 21,18

5

= 20,852 miliamper

I6 =28,02 + 28,35 + 28,35 + 28,67 + 28,35

5

= 28,348 miliamper

I7 =32,26 + 32,26 + 32,91 + 33,89 + 34,54

5

= 33,172 miliamper

I8 =37,47 + 38,12 + 38,77 + 39,1 + 39,75

5

= 38,642 miliamper

Lalu besar arus rata-ratanya adalah

I =3,26 + 8,15 + 11,994 + 16,422 + 20,852 + 28,348 + 33,172 + 38,642

8

= 20,105 miliamper

2) Grafik yang Menunjukkan Hubungan Beda Potensial Rata-Rata

dan Arus Rata-Rata :

Nilai hambatan semikonduktor:

V = R I

y = b x + a

NO X Y X2 Y2 XY

1 3,26 0,44 10,6276 0,1936 1,4344

2 8,15 0,92 66,4225 0,8464 7,498

3 11,944 1,37 142,6591 1,8769 16,36328

4 16,422 1,86 269,6821 3,4596 30,54492

5 20,852 2,256 434,8059 5,089536 47,04211

6 28,348 2,832 803,6091 8,020224 80,28154

7 33,172 3,148 1100,382 9,909904 104,4255

8 38,642 3,58 1493,204 12,8164 138,3384

𝚺

160,79 16,406 4321,392 42,21256 425,9281

𝑏 = 𝑛 ∑(𝑋𝑌) − ∑ 𝑋 ∑ 𝑌

𝑛 ∑ 𝑋2 − (∑ 𝑋)2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,44 0,44 0,44 0,92 0,92 1,37 1,37 1,37 1,86 1,86 2,26 2,26 2,25 2,83 2,83 3,16 3,15 3,14 3,59 3,57

Aru

s (m

A)

Tegangan (V)

Grafik Tegangan terhadap Arus

= (8 . 425,9281) − 160,79 . 16,406

(8 . 4321,392) − (160,79)2

= 0,08826

𝑎 = ∑ 𝑋2 ∑ 𝑌 − ∑ 𝑋 ∑(𝑋𝑌)

𝑛 ∑ 𝑋2 − (∑ 𝑋)2

= (4321,392)(16,406) − 160,79 . 425,9281

(8 . 4321,392) − (160,79)2

= 0,276

𝑦 = 0,08826𝑥 − 0,276

3) Hubungan Beda Potensial Dan Arus Dengan Hukum Ohm

Hubungan antara beda potensial dan arus dengan hukum ohm

dapat dikaitkan dengan persamaan

R =𝑉

𝐼

Dari persamaan tersebut kita dapat menentukan nilai hambatan dari

benda semikonduktor tersebut, yaitu

R =2,05

20,105 = 0,10196 kΩ

8. Analisa

Sebuah percobaan yang telah praktikan lakukan kali ini mengenai

karakteristik V I semikonduktor yang praktikan lakukan melalui

fasilitsa Remote Laboratory atat R-Lab secara online .Percobaan ini

bertujuan untuk mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan

arus listrik (I) pada suatu semikonduktor. Langkah pertama pada

praktikum ini adalah mengaktifkan webcam, menghidupkan power

supply lalu mengatur beda potensial. Beda potensial yang digunakan

ada delapan variasi beda potensial yang dari kedelapan variasi tersebut

praktikan dapat menemukan variasi besar nilai arus yang dihasilkan

dalam satuan miliamper. Alat-alat yang digunakan pada praktikum LR-

03 ini adalah bahan semikonduktor, ampermeter, voltmeter, varieble

power suplly, camcoder, unit PC, DAQ dan alat pengendali otomatis.

Praktikan melakukannya dengan cukup mudah karena percobaan tidak

begitu rumit dan bahkan tidak perlu melihat video.

Dari data yang telah dihasilkan, praktikan dapat menemukan

persamaan R =𝑉

𝐼 yang menunjukkan bahwa resistansi atau hambatan

dari suatu benda semikonduktor sebanding dengan besar beda

potensial per kuat arus yang melewatinya. Sehingga kita dapat

menemukan besarnya nilai hambatan yang terdapat pada benda semi

konduktor tersebut, yaitu 0,0966 kΩ.

Grafik yang menunjukkan hubungan antara beda potensial dan

kuat arus memperlihatkan bahwa semakin besar beda potensial yang

diberikan, maka makin besar pula arus yang dihasilkan. Maka dari itu,

grafik tersebut juga menunjukkan bahwa beda potensial berbanding

lurus dengan kuat arus. Dari garis linier pada grafik diatas, dapat dilihat

bahwa gradien yang didapatkan adalah 0,085. Besarnya nilai gradiennya

adalah besar hambatan yang terdapat pada benda semikonduktor

tersebut.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, diketahui bahwa terjadi

perubahan arus yangsemakin tinggi saat tegangan dinaikkan. Hukum

ohm menyatakan adanya hubungan antara tegangan dan arus listrik.

Pada percobaan ini semikonduktor pada rangkaian memenuhi hukum

ohm.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0,440,440,440,920,921,371,371,371,861,862,262,262,252,832,833,163,153,143,593,57

Aru

s (m

A)

Tegangan (V)

Grafik Tegangan terhadap Arus

𝑦 = 0,08826𝑥 − 0,276

9. Kesimpulan

1. Pada suatu benda semikonduktor, terdapat hubungan antara beda

potensial dengan kuat arus.

2. Semakin tinggi beda potensial yang diberikan, maka semakin tinggi

pula arus yang dihasilkan. Maka dari itu, beda potensial berbanding

lurus dengan kuat arus.

3. Untuk mencari besarnya hambatan pada suatu bendasemikonduktor,

dapat menggunkan hukum ohm R =𝑉

𝐼 .

10. Referensi

1. Halliday, Resnick, walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition,

Extended Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.

2. http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory/kuliah/view_experiment.php?id=85

69&exp=53