Makalah Kedua Elektronika Dasar

8/17/2019 Makalah Kedua Elektronika Dasar

http://slidepdf.com/reader/full/makalah-kedua-elektronika-dasar 1/13

LED (LIGHT EMITTING DIODA), DIODA PHOTO

DAN SEL SURYA

Disusun Oleh :

RITA PERMATA SARI SITORUS (414311!4")

#ISI$A DI$ D !14

%URUSAN #ISI$A

#A$ULTAS MATEMATI$A DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNI&ERSITAS NEGERI MEDAN

!1'

LED (LIGHT EMITTING DIODA), DIODA PHOTO DAN SEL SURYA



$ATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang senantiasa

melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah ini

tentang “LED(Light Emitting Dioda, Dioda Photo dan juga !el !urya"#

Dalam menyelesaikan makalah ini penulis telah $erusaha untuk men%apai hasil yang

maksimum, tetapi dengan keter$atasan &a&asan, pengetahuan, pengalaman, dan kemampuan

yang penulis miliki, maka penulis menyadari $ah&a makalah ini masih jauh dari sempurna#

'leh karena itu, saran dari apak sangat penulis harapkan untuk memper$aiki penyusunan

makalah ini#

)khir kata, semoga makalah ini dapat $erguna dan dengan adanya makalah ini,

pem$a%a mengetahui $e$erapa hal mengenai LED(Light Emitting Dioda, Dioda Photo dan

juga !el !urya#


Medan, *+ Noem$er *./

Penulis

0ita Permata !ari !itorus

(4143121049)



DA#TAR ISI

1ata Pengantar #######################################################################################

Da2tar 3si ####################################################################################### 4

) 3 Pendahuluan ####################################################################################### +

) 33 Pem$ahasan

#.# LED(Light Emitting Dioda##############################################################################

/

## Dioda Photo #######################################################################################

5

#4# !el !urya #######################################################################################

6

) 333

1esimpulan ###################################################################################### .

Da2tar Pustaka ##################################################################################### .4




A II

PENDAHULUAN

I L*+* el*-*n.

!esuai dengan perkem$angan 7aman, alat 8 alat elektronika sudah $anyak jenisnya#

Piranti 8 piranti yang akan di$ahas di$a&ah ini merupakan piranti yang penting untuk

merangkai alat 8 alat elektronik yang $anyak $erguna $agi kehidupan masyarakat# Masing 8

masing komponen yang akan di$ahas dalam makalah ini mempunyai 2ungsi dan man2aat

yang penting di $idang elektronika#

II Tu/u*n

Tujuan di$uatnya makalah ini adalah untuk memenuhi pem$uatan tugas dari Mata1uliah Elektronika Dasar dan untuk mengetahui le$ih lanjut tentang LED(Light Emitting

Dioda, Dioda Photo dan juga !el !urya#

III Ru0us*n M*s*l*h

. )pakah yang dimaksud dengan LED (Light Emitting Dioda, Dioda Photo dan juga !el

!urya 9

agaimana $entuk dari LED (Light Emitting Dioda, Dioda Photo dan juga !el !urya 9

4 agaimana %ara prinsip kerja dari LED (Light Emitting Dioda, Dioda Photo dan juga

!el !urya9

A III




PEMAHASAN

1 LED (Li.h+ E0i++in. Di2*)

LED (Light Emitting Dioda adalah dioda yang dapat meman%arkan %ahaya pada saat

mendapat arus $ias maju (2or&ard $ias# LED (Light Emitting Dioda dapat meman%arkan

%ahaya karena menggunakan dopping galium, arseni% dan phosporus# :enis doping yang $er$eda diata dapat menhasilkan %ahaya dengan &arna yang $er$eda# LED (Light Emitting

Dioda merupakann salah satu jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu

arah saja#

LED akan meman%arkan %ahaya apa$ila di$erikan tegangan listrik dengan kon2igurasi

2or&ard $ias# er$eda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada

LED (Light Emitting Dioda %ukup rendah yaitu maksimal * m)# )pa$ila LED (Light

Emitting Dioda dialiri arus le$ih $esar dari * m) maka LED akan rusak, sehingga pada

rangkaian LED dipasang se$uah resistor se$gai pem$atas arus# !im$ol dan $entuk 2isik dari

LED (Light Emitting Dioda dapat dilihat pada gam$ar $erikut#

Dari gam$ar diatas dapat kita ketahui $ah&a LED memiliki kaki $uah seperti

dengan dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda# Pada gam$ar diatas kaki anoda memiliki %iri2isik le$ih panjang dari kaki katoda pada saat masih $aru, kemudian kaki katoda pada LED

(Light Emitting Dioda ditandai dengan $agian $ody LED yang di papas rata# 1aki anoda

dan kaki katoda pada LED (Light Emitting Dioda disim$olkan seperti pada gam$ar diatas#

Pinsi $e/* Di2* E0isi *h*5* (LED)

Pemasangan LED (Light Emitting Dioda agar dapat menyala adalah dengan mem$erikan

tegangan $ias maju yaitu dengan mem$erikan tegangan positi2 ke kaki anoda dan tegangan

negati2 ke kaki katoda# 1onsep pem$atas arus pada dioda adalah dengan memasangkan

resistor se%ara seri pada salah satu kaki LED (Light Emitting Dioda# 0angkaian dasar untuk

menyalakan LED (Light Emitting Dioda mem$utuhkan sum$er tegangan LED dan resistor se$gai pem$atas arus seperti pada rangkaian $erikut#




0angkaian Dasar Menyalakan LED (Light Emitting Dioda

ahan dasar yang digunakan dalam pem$uatan LED adalah $ahan ;alium

)rsenida (G*As) atau ;alium )rsenida Phospida (G*AsP) atau juga ;alium

Phospida (G*P), $ahan-$ahan ini meman%arkan %ahaya dengan &arna yang $er$eda-$eda#

ahan ;a)s meman%arkan %ahaya in2ra-merah, ahan ;a)sP meman%arkan %ahaya merahatau kuning, sedangkan $ahan ;aP meman%arkan %ahaya merah atau hijau#

!eperti halnya piranti elektronik lainnya , LED mempunyai nilai $esaran ter$atas

dimana tegangan majunya di$edakan atas jenis &arna

TAEL LED DAN TEGANGANYA

Gambar 3. dioda LED

!edangkan $esar arus maju suatu LED standard adalah sekitar * m)# 1arena dapat

mengeluarkan %ahaya, maka pengujian LED ini mudah, %ukup dengan mengga$ungkan

dengan sum$er tegangan d% ke%il saja atau dengan ohmmeter dengan polaritas yang sesuai

dengan elektrodanya#

LED konensional ter$uat dari mineral inorganik yang $erariasi sehingga menghasilkan

&arna se$agai $erikut<

= Aluminium Gallium Arsenide (AlG*As) 8 merah dan in2ramerah

= Gallium Aluminium Phosphide 8 hijau

= Gallium Arsenide/Phosphide (G*AsP) 8 merah, oranye-merah, oranye, dan kuning

= Gallium Nitride (G*N) 8 hijau, hijau murni (*+*u hi/*u e0e*l2), dan $iru

= Gallium Phosphide (G*P) 8 merah, kuning, dan hijau

= Zinc Selenide (6nSe) 8 $iru

= Indium Gallium Nitride (InG*N) 8 hijau ke$iruan dan $iru= Indium Gallium Aluminium Phosphide 8 oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau


7*n* Te.*n.*n M*/u

Merah .#6 olt

'range #* olt

1uning #. olt

>ijau # olt



= Silicon Carbide (Si) 8 $iru

= Diamond () 8 ultraiolet

= Silicon (Si) 8 $iru (2*l*0 en.e08*n.*n)

= Sapphire (AlO3) 8 $iru

LED 8iu 2*n u+ih

LED $iru pertama kali dan $isa dikomersialkan menggunakan su$strat alium nitrida# LED

ini ditemukan oleh !huji Nakamura tahun .??4 se&aktu $erkarir di Nichia Corporation di

:epang# LED ini kemudian populer di penghujung tahun ?*-an# LED $iru ini dapat

dikom$inasikan ke LED merah dan hijau yang telah ada se$elumnya untuk men%iptakan

%ahaya putih#

)da tiga kategori umum penggunaan LED, yaitu <

- !e$agai lampu indikator,

- @ntuk transmisi sinyal %ahaya yang dimodulasikan dalam suatu jarak tertentu,

- !e$agai penggandeng rangkaian elektronik yang terisolir se%ara total# !im$ol, $angun 2isiknya dan konstruksinya diperlihatkan pada gam$ar $erikut#

#OTODIODA (PHOTODIODE)

Dioda 2oto adalah jenis dioda yang $er2ungsi mendeteksi %ahaya# er$eda dengan

dioda $iasa, komponen elektronika ini akan mengu$ah %ahaya menjadi arus listrik# Aahaya

yang dapat dideteksi oleh dioda 2oto ini mulai dari %ahaya in2ra merah, %ahaya tampak, ultra

ungu sampai dengan sinar-B# )plikasi dioda 2oto mulai dari penghitung kendaraan di jalan

umum se%ara otomatis, pengukur %ahaya pada kamera serta $e$erapa peralatan di $idang

medis#

gam$ar .# !im$ol dari dioda 2oto gam$ar # !uatu dioda 2oto

)lat yang mirip dengan Dioda 2oto adalah Transistor 2oto ( Phototransistor # Transistor 2oto

pada dasarnya adalah jenis transistor $ipolar yang menggunakan kontak ( !unction "ase#

Collector untuk menerima %ahaya# 1omponen ini mempunyai sensitiitas yang le$ih $aik jika

di$andingkan dengan Dioda Coto# >al ini dise$a$kan karena elektron yang ditim$ulkan

oleh 2oton %ahaya pada !unction ini diinjeksikan di $agian "ase dan diperkuat di




$agian Collector nya# Namun demikian, &aktu respons dari Transistor-2oto se%ara umum akan

le$ih lam$at dari pada Dioda-Coto#

Pinsi $e/* Di2* Ph+

Prinsip kerja dari 2otodioda jika se$uah sam$ungan-pn di$ias maju dan di$erikan%ahaya padanya maka pertam$ahan arus sangat ke%il sedangkan jika sam$ungan pn di$ias

mundur arus akan $ertam$ah %ukup $esar# Aahaya yang dikenakan pada 2otodioda akan

mengaki$atkan terjadinya pergeseran 2oton yang akan menghasilkan pasangan electron#

hole dikedua sisi dari sam$ungan# 1etika elektron-elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita

konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positi2 sum$er tegangan

sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negati2 sum$er tegangan sehingga arus

akan mengalir di dalam rangkaian# esarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan

tergantung dari $esarnya intensitas %ahaya yang dikenakan pada 2otodioda#

Photodiode akan mengalirkan arus yang mem$entuk 2ungsi linear terhadap intensitas

%ahaya yang diterima# )rus ini umumnya teratur terhadap po$er densit% (Dp# Per$andinganantara arus keluaran dengan po$er densit% dise$ut se$agai current responsiti&it%# )rus yang

dimaksud adalah arus $o%or ketika photodioda terse$ut disinari dan dalam keadaan dipanjar

mundur#

!e$agai %ontoh aplikasi photo diode dapat digunakan se$agai sensor api# Penggunaan

sensor photo diode se$agai pendeteksi ke$eradaan api didasarkan pada 2akta $ah&a pada

nyala api juga terpan%ar %ahaya in2ra merah# >al ini tidak dapat di$uktikan dengan mata

telanjang karena %ahaya in2ra merah merupakan %ahaya tidak tampak, namun ke$eradaan

%ahaya in2ra merah dapat dirasakan yaitu ketika ada rasa hangat atau panas dari nyala api

yang sampai ke tu$uh kita#

3 SEL SURYA

!el surya atau juga sering dise$ut 2otooltaik adalah diais yang mampu

mengkonersi langsung %ahaya matahari menjadi listrik# !el surya $isa dise$ut se$agai

pemeran utama untuk memaksimalkan potensi sangat $esar energi %ahaya matahari yang

sampai ke$umi, &alaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik, energi dari

matahari juga $isa dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal#

!el surya dapat dianalogikan se$agai diais dengan dua terminal atau sam$ungan,

dimana saat kondisi gelap atau tidak %ukup %ahaya $er2ungsi seperti dioda, dan saat disinari

dengan %ahaya matahari dapat menghasilkan tegangan# 1etika disinari, umumnya satu selsurya komersial menghasilkan tegangan d% se$esar *,/ sampai . olt, dan arus short-%ir%uit

dalam skala milliampere per %m# esar tegangan dan arus ini tidak %ukup untuk $er$agai

aplikasi, sehingga umumnya sejumlah sel surya disusun se%ara seri mem$entuk modul surya#

!atu modul surya $iasanya terdiri dari 6-4 sel surya, dan total menghasilkan tegangan d%

se$esar . dalam kondisi penyinaran standar ()ir Mass .#/# Modul surya terse$ut $isa

diga$ungkan se%ara paralel atau seri untuk memper$esar total tegangan dan arus outputnya

sesuai dengan daya yang di$utuhkan untuk aplikasi tertentu# ;am$ar di$a&ah menunjukan

ilustrasi dari modul surya#




'odul sur%a biasan%a terdiri dari ()#3* sel sur%a %an diran+ai seri untu+ memperbesar

total da%a output. ,Gambar -he Ph%sics o0 Solar Cell1 2enn% Nelson

S+u-+u Sel Su5*

!esuai dengan perkem$angan sainsFteknologi, jenis-jenis teknologi sel surya pun

$erkem$ang dengan $er$agai inoasi# )da yang dise$ut sel surya generasi satu, dua, tiga dan

empat, dengan struktur atau $agian-$agian penyusun sel yang $er$eda pula (:enis-jenis

teknologi surya akan di$ahas di tulisan “!el !urya < :enis-jenis teknologi"# Dalam tulisan ini

akan di$ahas struktur dan %ara kerja dari sel surya yang umum $erada dipasaran saat ini yaitu

sel surya $er$asis material silikon yang juga se%ara umum men%akup struktur dan %ara kerjasel surya generasi pertama (sel surya silikon dan kedua (thin 2ilmGlapisan tipis#

Stru+tur dari sel sur%a +omersial %an menuna+an material sili+on sebaai semi+ondu+tor.

,Gambar-4o$Stu005or+s




;am$ar diatas menunjukan ilustrasi sel surya dan juga $agian-$agiannya# !e%ara umum

terdiri dari <

1 Su8s+*+9Me+*l 8*-in.

!u$strat adalah material yang menopang seluruh komponen sel surya# Materialsu$strat juga harus mempunyai kondukti2itas listrik yang $aik karena juga $er2ungsi se$agai

kontak terminal positi2 sel surya, sehinga umumnya digunakan material metal atau logam

seperti aluminium atau moly$denum# @ntuk sel surya dye-sensiti7ed (D!!A dan sel surya

organik, su$strat juga $er2ungsi se$agai tempat masuknya %ahaya sehingga material yang

digunakan yaitu material yang kondukti2 tapi juga transparan sepertii ndium tin oHide (3T'

dan 2lourine doped tin oHide (CT'#

M*+ei*l se0i-n2u-+

Material semikonduktor merupakan $agian inti dari sel surya yang $iasanya

mempunyai te$al sampai $e$erapa ratus mikrometer untuk sel surya generasi pertama(silikon, dan .-4 mikrometer untuk sel surya lapisan tipis# Material semikonduktor inilah

yang $er2ungsi menyerap %ahaya dari sinar matahari# @ntuk kasus gam$ar diatas,

semikonduktor yang digunakan adalah material silikon, yang umum diaplikasikan di industri

elektronik# !edangkan untuk sel surya lapisan tipis, material semikonduktor yang umum

digunakan dan telah masuk pasaran yaitu %ontohnya material Au(3n,;a(!,!e (A3;!, AdTe

(kadmium telluride, dan amorphous silikon, disamping material-material semikonduktor

potensial lain yang dalam sedang dalam penelitian intensi2 seperti AuIn!n(!,!e+ (AIT!

dan Au' (%opper oHide#

agian semikonduktor terse$ut terdiri dari jun%tion atau ga$ungan dari dua material

semikonduktor yaitu semikonduktor tipe-p (material-material yang dise$utkan diatas dan tipe-n (silikon tipe-n, Ad!,dll yang mem$entuk p-n jun%tion# P-n jun%tion ini menjadi kun%i

dari prinsip kerja sel surya# Pengertian semikonduktor tipe-p, tipe-n, dan juga prinsip p-n

jun%tion dan sel surya akan di$ahas di$agian “%ara kerja sel surya"#

3 $n+*- 0e+*l 9 n+*+ .i2

!elain su$strat se$agai kontak positi2, diatas se$agian material semikonduktor $iasanya

dilapiskan material metal atau material kondukti2 transparan se$agai kontak negati2#

4 L*is*n *n+ie;le-+i;

0e2leksi %ahaya harus diminimalisir agar mengoptimalkan %ahaya yang terserap oleh

semikonduktor# 'leh karena itu $iasanya sel surya dilapisi oleh lapisan anti-re2leksi# Material

anti-re2leksi ini adalah lapisan tipis material dengan $esar indeks re2rakti2 optik antara

semikonduktor dan udara yang menye$a$kan %ahaya di$elokkan ke arah semikonduktor

sehingga meminimumkan %ahaya yang dipantulkan kem$ali#

' En-*sul*si 9 <e .l*ss

agian ini $er2ungsi se$agai enkapsulasi untuk melindungi modul surya dari hujan atau

kotoran#




Pinsi -e/* sel su5*

!el surya konensional $ekerja menggunakan prinsip p-n jun%tion, yaitu jun%tion

antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n# !emikonduktor ini terdiri dari ikatan-ikatan atom

yang dimana terdapat elektron se$agai penyusun dasar# !emikonduktor tipe-n mempunyai

kele$ihan elektron (muatan negati2 sedangkan semikonduktor tipe-p mempunyai kele$ihanhole (muatan positi2 dalam struktur atomnya# 1ondisi kele$ihan elektron dan hole terse$ut

$isa terjadi dengan mendoping material dengan atom dopant# !e$agai %ontoh untuk

mendapatkan material silikon tipe-p, silikon didoping oleh atom $oron, sedangkan untuk

mendapatkan material silikon tipe-n, silikon didoping oleh atom 2os2or# 3lustrasi di$a&ah

menggam$arkan jun%tion semikonduktor tipe-p dan tipe-n#

2unction antara semi+ondu+tor tipe#p ,+elebihan hole dan tipe#n ,+elebihan ele+tron.

,Gambar - eere.ener%.o&

Peran dari p-n jun%tion ini adalah untuk mem$entuk medan listrik sehingga elektron(dan hole $isa diekstrak oleh material kontak untuk menghasilkan listrik# 1etika

semikonduktor tipe-p dan tipe-n terkontak, maka kele$ihan elektron akan $ergerak dari

semikonduktor tipe-n ke tipe-p sehingga mem$entuk kutu$ positi2 pada semikonduktor tipe-

n, dan se$aliknya kutu$ negati2 pada semikonduktor tipe-p# )ki$at dari aliran elektron dan

hole ini maka ter$entuk medan listrik yang mana ketika %ahaya matahari mengenai susuna p-

n jun%tion ini maka akan mendorong elektron $ergerak dari semikonduktor menuju kontak

negati2, yang selanjutnya diman2aatkan se$agai listrik, dan se$aliknya hole $ergerak menuju

kontak positi2 menunggu elektron datang, seperti diilustrasikan pada gam$ar di$a&ah#

Ilustrasi cara +er!a sel sur%a denan prinsip p#n !unction. ,Gambar - sun#nr.or




A I&

$ESIMPULAN

Dioda emisi %ahaya merupakan akan meman%arkan %ahaya apa$ila di$erikan

tegangan listrik dengan kon2igurasi 2or&ard $ias, agar dapat menyala adalah denganmem$erikan tegangan $ias maju yaitu dengan mem$erikan tegangan positi2 ke kaki anoda

dan tegangan negati2 ke kaki katoda# !edangkan dioda photo akan mengu$ah %ahaya menjadi

arus listrik# Aahaya yang dapat dideteksi oleh dioda 2oto ini mulai dari %ahaya in2ra

merah, %ahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-B# Prinsip kerja dari 2otodioda jika

se$uah sam$ungan-pn di$ias maju dan di$erikan %ahaya padanya maka pertam$ahan arus

sangat ke%il sedangkan jika sam$ungan pn di$ias mundur arus akan $ertam$ah %ukup $esar#

!el surya merupakan alat untuk memaksimalkan potensi sangat $esar energi %ahaya

matahari yang sampai ke$umi, &alaupun selain dipergunakan untuk menghasilkan listrik,

energi dari matahari juga $isa dimaksimalkan energi panasnya melalui sistem solar thermal#

!el surya ini sangat $erguna jika di aplikasikan oleh masyarakat pedalaman yang dimanamasih tidak ada tenaga listrik disana, karena sel surya mampu mengu$ah energi panas dari

matahari menjadi tenaga listrik#




DA#TAR PUSTA$A

http6//dunia ele+troni+a blospot.co.id /Cop%riht 7 (89: Dunia Ele+troni+a.

http-//ele+troni+a#dasar.com/+omponen/sensor#tranducer/sensor#photodioda.

http-//id.$i+ipedia.or/$i+i/;otodiode .

http-//mhd0aisal.$ordpress.com/(88</9(/83/0otodioda.

http-//te+noloisur%a.0iles.$ordpress.com.(899/98/sollar#cel#$or+.


http://duniaelektonika.blogspot.co.id/

http://mhdfaisal.wordpress.com/2009/12/03/fotodioda/

http://duniaelektonika.blogspot.co.id/

http://mhdfaisal.wordpress.com/2009/12/03/fotodioda/

Makalah Kedua Elektronika Dasar

Documents

Transcript of Makalah Kedua Elektronika Dasar