PERCOBAAN 1

PENDEKATAN KARAKTERISTIK DIODA

1. TUJUAN:

Menunjukan keadaan dimana karakteristik diode sesungguhnya dapat oleh garis lurus.

Mengetahui tegangan knee pada diode silicon dan diode germanium

2. DASAR TEORI

Dioda merupakan komponen elektronika yang paling sederhana, yang tersusun dari dua jenis

semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis-n dan jenis-p. Sifat dioda ini sebagai menyearahkan

arus pada satu arah tegangan (arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus

yang dilewatkan sangat kecil dan dilewatkan.

Ciri ( karakteristik ) Dioda adalah hubungan antara arus dioda dan beda tegangan antara kedua

ujung dioda. Untuk dioda sambungan p-n, pada lengkung ciri dioda, arus dioda

jika . Ini sesuai dengan yang sudah dibahas sebelumnya, pada keadaan tanpa

tegangan arus minoritas dan arus mayoritas mempunyai besar sama tetapi arah yang

berlawanan, sehingga arus total pada keadaan tanpa tegangan panjar sama dengan nol.

Jika dioda diberi tegangan maju, yaitu > 0, arus mula – mula mempunyai nilai ,

sehingga , setelah arus dioda naik dengan cepatnya terhadap perubahan tegangan

dioda . Untuk dioda silikon sedang untuk dioda germanium .

Pada tegangan mundur arus yang mengalir amat kecil, dan sampai batas – batas tertentu tak

bergantung pada tegangan dioda. Arus ini terdiri dari arus pembawa muatan minoritas, mengalir

dari anoda ke katoda, dan disebut Arus Penjenuhan Dioda. Pada tegangan mundur tertentu

lengkung ciri turun dengan curam, dikatakan terjadi kedadalan ( Breakdown ).

3. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

a. Sumber daya searah (1-15) V : 1 buah

b. Multimeter analog : 2 buah

c. Dioda Silikon : 1 buah

d. Dioda Germanium : 1 buah

e. Resistor : 470 Ω ; 1kΩ ; 4,7 kΩ

f. Kabel-kabel penghubung

4. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

A. Percobaan dengan diode silicon

1. Membuat rangkaian seperti gambar 1, dengan menggunakan dioda Si dan R =

470Ω

2. Mengatur tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0.35 V

3. Mengukur Arus maju (forward) pada diode dan mencatat pada table 1

4. Mengulangi langkah 2, 3 untuk harga Vf yang berlainan

B. Percobaan dengan diode germanium

5. Mengganti diode silicon dengan diode germanium serta mengubah harga R

menjadi 1kΩ

6. Mengatur tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0.1 V. Mengukur arus

maju If pada diode dan mencatat pada table 2

7. Mengulangi langkah 6 untuk harga Vf yang berlainan

C. Percobaan tegangan jatuh diode

8. Membuatuat rangkaian seperti gambar 2 dengan menggunakan diode silicon R =

4.7kΩ tegangan supply = 14 V

9. Mengukur Vf dan Vo

10. Melanjutkan turunkan tegangan power supply menjadi 3 V. dan mengulang

langkah 9

11. Mengganti tahanan R menjadi R = 470Ω dan menjaga tegangan power supply

tetap 3 V dan mengulang langkah 9

5. DATA HASIL PERCOBAAN

Tabel 1

Tabel 2

Dioda Silikon

Dioda

Germanium

Vs Vf (V) If (mA)

Vs Vf (V) If (mA)

0.3525 0.35 0.005

0.12 0.1 0.02

0.4032 0.4 0.0065

0.16 0.15 0.025

0.454 0.45 0.0075

0.25 0.2 0.05

0.504 0.5 0.00825

0.32 0.25 0.07

0.554 0.55 0.01

0.9 0.3 0.6

1.2 0.6 1.85

1.5 0.35 1.8

3 0.65 4.85

2.2 0.4 2.25

6 0.7 7.15

3 0.45 3

- 0.75 -

- 0.5 -

- 0.55 -

Tabel 3

Vs R Vs Vo If

Ukur Hitung Ukur Hitung Ukur Hitung

14 V 4.7 K 0.6525 0.6 13.3 13.4 3 2.85

3 V 4.7 K 0.57 0.57 2.1 2.43 0.535 0.517

3 V 470 0.69 0.69 1.85 2.31 4.6 4.9

6. ANALISA DAN KESIMPULAN

A. ANALISA

1. Vf

Vf = Vs – Vo = 14 – 13.4 = 0.6

Vf = Vs – Vo = 3 – 2.43 = 0.57

Vf = Vs – Vo = 3 – 2.31 = 0.69

Vo

Vo = Vs – Vf = 14 – 0.6 = 13.4

Vo = Vs – Vf = 3 – 0.57 = 0.57

Vo = Vs – Vf = 3 – 0.69 = 2.31

2. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tetapi tidak

serta merta di atas 0 volt, dibutuhkan beberapa volt di atas nol baru bisa terjadi

konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk

diode yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah di atas 0.7 volt.

Kira-kira 0.3 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan

Germanium.

B. KESIMPULAN

Pada saat Vd mencapai 0.625 V, Vs yang terukur naik lebih besar dan Id yang terukur

mencapai 3 A dan berarti dioda tersebut sudah beroperasi. Perbedaan perhitungan dan

pengukuran dikarenakan alat alat yang digunakan sudah tidak presisi dan tiap alat

pengukuran itu memiliki tahana dalam yang mengakibatkan bedanya perhitungan dan

pengukuran.

7. TUGAS PERTANYAAN

1. Apa perbedaan diode silicon dengan diode germanium?

Dioda Germanium : Tegangan perasinya sampai 200V, arus forwardnya dalam

mA, aplikasi sinyal kecil, respon cepat, reverse resistansi kecil, dependent

terhadap temperature

Dioda Silikon : Tegangan sampai 1000V, arus forward sampai 1000A, aplikasi

sinyal kecil dan besar, respon sedikit lambat, reverse resistansi besar, independent

terhadap temperatur hingga 150O C

2. Apa yang dimaksud dengan diode ideal?

dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi bias forward dan sebagai

saklar terbuka jika diberi bias reverse. Artinya secara ideal, dioda berlaku seperti

konduktor sempurna (tegangan nol) jika dibias forward dan seperti isolator sempurna

(arus nol) saat dibias reverse.

3. Carilah karakteristik diode yang dipakai di datasheet? Datasheet dioda berisi tentang

spesifikasi arus maksimum yang diijinkan agar dioda dapat digunakan dengan aman

tanpa mengurangi umur penggunaan, penurunan karakteristik dioda, dan agar

terhindar dari kerusakan total. Dioda mempunyai arus forward maksimum yang

merupakan salah satu nilai batas maksimum yang diberikan pada datasheet. Dalam

dioda, arus ini dicantumkan sebagai IF (maks), IO, dan sebagainya tergantung pabrik

yang membuat dioda tersebut. Sebagai contoh, sebuah dioda mempunyai nilai batas

maksimum sebesar 140mA. Berarti dioda tersebut dapat dengan aman dilewati arus

forward secara kontinyu sebesar 140mA.