LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

KARAKTERISTIK DIODA

Kelas LT-2D

KELOMPOK 1 :

Almira Haedy M (01)

Aris Setyawan (02)

Binti Latifatul M(03)

Dhimas Rizky F(04)

Program Studi Teknik Listrik

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Semarang

2014

PERCOBAAN 02

KARAKTERISTIK DIODA

1. Tujuan Instruksional Khusus

Setelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat :

1. menggambarkan karakteristik dioda bias maju dan bias mundur

2. menentukan tegangan lutut

3. menggambarkan garis beban diode

2. Teori dasar

Dioda semikonduktor adalah komponen elektronika yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda

Kontruksi dan simbol dioda seperti pada gambar berikut :

Gb. 2.1 Konstruksi dan Simbol Dioda

Dioda akan mengalirkan arus ( konduksi ) jika diberi bias maju ( forward ) yaitu anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif. Sebaliknya jika diberi bias mundur ( reverse ) yaitu anoda mendapat tegangan negatif dan katoda mendapat tegangan positif , maka dioda akan mempunyai resistansi tinggi, sehingga dioda tidak konduksi.

Dioda dapat dipergunakan sebagai saklar elektronik, karena pada saat dioda diberi bias maju akan terjadi aliran arus ( saklar menutup ) dan apabila diberi bias maju arus tidak akan mengalir ( seperti saklar yang terbuka ). Keadaan ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, pada kenyataannya dioda akan konduksi jika diberi tegangan maju 0.7 V untuk silikon dan 0,2 untuk germanium. Tegangan ini disebut Tegangan tegangan Dadal ( Breakdown ) .Setelah mencapai tegangan ini setiap kenaikan tegangan akan mengakibatkan kenaikan arus yang cukup besar.

Gb. 2.2 Rangkaian Untuk mengukur Gb. 2.3 . Kurva Karakteristi Dioda

Karakteristik Dioda

Bila harga Vs diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai Karakteristik statik dioda dan kita tahu harga Vs dan RL , maka harga arus ID dan VD dapat ditentukan sebagai berikut :

Vs = Vab + ( I.RL ) atau I = - ( Vab/RL) + ( VD/RL )

Bila hubungan di atas digambarkan pada karakteristik statik dioda , maka akan didapat garis lurus dengan kemiringan ( I/RL ). Garis ini disebut garis beban ( Load Line ) , seperti ditunjukkan pada gambar berikut :

Gb.2. 4. Kurva Karakteristik Dioda dan Garis Beban

Pada Gambar 2.4, garis beban memotong sumbu V dioda pada harga Vs yaitu bila arus I = 0 , dan memotong sumbu I pada harga Vs/RL. Titik potong antara karakteristik statik dengan garis beban memberikan harga tegangan dioda VD(q) dan arus dioda ID(q). Dengan mengubah harga Vs kita akan mendapatkan garis garis beban sejajar seperti pada gambar di atas.

3. Peralatan dan bahan

1) 1 buah sumber tegangan DC

2) 2 buah multimeter

3) 1 buah resistor 220 ohm, 100 ohm

4) buah diode IN 4001 , IN 4002

4. Diagram Rangkaian

Gb. 2.5 Dioda bias maju Gb. 2.6 Dioda bias Mundur

5. Langkah Percobaan

1) Merangkai dioda seperti pada gambar 2.5

2) Memastikan Posisi range alat ukur sudah benar sesuai dengan fungsinya dan catu daya pada kondisi minimum.

3) Menghidupkan Catu daya, menaikkan tegangan Catu Daya ( Vs ) dari 0 Volt sampai dengan 5 Volt dengan penambahan 0.2 Volt . Mengukur Arus dan Tegangan dioda serta tegangan Beban , mencatat hasil pengukuran pada tabel 2.1 untuk setiap harga Vs.

4) Mengembalikan pengatur tegangan pada posisi minimum.

5) Mengubah rangkaian dioda seperti pada gambar 2.6

6) Menaikkan tegangan catu daya, sehingga tegangan dioda VAB sesuai dengan tabel 2.2

7) Mencatat penunjukkan ampermeter untuk setiap kenaikan tegangan dan mencatat pada tabel 2.2.

8) Mengembalikan Pengatur tegangan pada posisi minimum dan mematikan semua peralatan.

9) Mengulangi langkah 1 8 untuk dioda germanium.

6. Lembar Kerja

Tabel. 2.1. Pengukuran 1 Dioda Silikon Bias Maju

Diukur

Vs[V]

-

0.407

1.187

3.54

20.26

-

-

Id[mA]

-

0.035

2.65

13.1

0.09 A

-

-

Vd[ V ]

0.2

0.4

0.6

0,7

0.78

-

-

Dihitung

VRL [ mV ]

-

0.082

0.586

2.84

19.48

-

-

Id=VRL/RL

-

0.037 mA

2.66 mA

12.9 mA

0.088 A

-

-

Tabel. 2.2. Pengukuran 2 Dioda silikon bias mundur

Diukur

Id[mA]

-

-

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Vd[ V ]

1

2

5

10

15

20

25

30

Dihitung

Rd = Vd/Id

-

-

107

107

107

107

107

107

Tabel. 2.3. Pengukuran 1 Dioda Germanium Bias Maju

Diukur

Vs[V]

-

-

0.6

6.72

28.3

-

-

Id[mA]

-

-

28.5A

27.5

125

-

-

Vd[ V ]

0.2

0.4

0.6

0,8

0.9

-

-

Dihitung

VRL [ mV ]

-

-

6.3 mV

5.85

27.41

-

-

Id=VRL/RL

-

-

28.5A

26.6 mA

124.5 A

-

-

Tabel. 2.4. Pengukuran 2 Dioda Germanium bias mundur

Diukur

Id[mA]

-

-

7.5A

120 mA

Vd[ V ]

1

2

5

6.5

Dihitung

Rd = Vd/Id

-

-

6.67 x 106

54.16

7. Analisa Data Tabel

7.1 Pada percobaan bias maju setiap kenaikan tegangan sumber maka tegangan pada dioda dan arus pada dioda mengalami kenaikan,Kenaikan arus terjadi sangat signifikan setelah diberikan tegangan sebesar 0.7 volt untuk dioda silikon dan 0.2 volt untuk dioda germanium. Dioda mengalirkan arus apabila diberi bias maju (forward) yaitu anoda mendapatkan tegangan postif dan katoda mendapatkan tegangan negatif.

7.2 Pada percobaan bias mundur dioda dipasang terbalik , anoda mendapat tegangan negatif sedangkan katoda mendapatkan tegangan positif. Sebagai karakteristik dioda, pada saat reverse, nilai tahanan diode tersebut relative sangat besar dan diode ini tidak dapat menghantarkan arus listrik. Nilai-nilai yang didapat, baik arus maupun tegangan tidak boleh dilampaui karena akan mengkibatkan rusaknya dioda.

8. Tugas dan Pertanyaan.

1) Hitung arus dioda ID = VRL/RL ?

2) Dari hasil pengukuran gambarkan karakteristik dioda pada kertas grafik

Buatlah garis beban untuk Vs = 1.5 V ?

3) Dari kurva karakteristik hitunglah resistansi dinamisnya ?

4) Berapa tegangan lutut dioda Si dan Ge ?

9. Jawaban Pertanyaan

1. Arus dioda dapat dicari menggunakan rumus ID = VRL / RL

Contoh : pada dioda silikon bias maju diketahui :

Saat Vs = 0,4 Volt

VRL = 0.082 mV

RL = 220

Maka ID = VRL / RL

= 0.082 / 220

= 0,037 mA

Pada dioda germanium bias maju diketahui :

Saat Vs = 0,6 Volt

VRL = 6,3 mV

RL = 220

Maka ID = VRL / RL

= 307 / 220

= 1,39 mA

Hasil percobaan yang lain dapat dilihat pada tabel percobaan.

2. Grafik Percobaan karakteristik dioda

Grafik Tabel 2.1 pengukuran dioda silikon bias maju

Grafik tabel 2.2 dan 2.4 percobaan dioda silikon dan germanium bias mundur

3. Saat Vs = 1,5 volt, maka :

Resistansi dinamis = Vd / Id

= 0,63 / 4 mA

= 157,5 (dioda silikon bias maju)

4. Tegangan dimana arus mulai bertambah cepat dinamakan tegangan lutut dioda. Untuk dioda silikon tegangan lutut sama dengan potensial barier, mendekati 0,7 V. Sedangkan sebuah dioda germanium, mempunyai tegangan lutut sekitar 0.2 V.Dioda merupakan komponen nonlinier. Dibawah 0,7 V, dioda mempunyai sedikit arus. Hanya setelah diatas 0,7 V arus meningkat dengan cepat. Hal ini cukup berbeda dari resistor pada umumnya dimana arus meningkat sebanding dengan kenaikan tegangannya. Perbedaan ini karena dioda mempunyai potensial barier yang dihasilkan oleh lapisan kosong (depletion layer).

10. Kesimpulan

1) Dioda yang baik, jika di uji dengan ohm meter posisi anoda di postif katoda di negatif maka akan mengalir arus , tetapi jika dibalik tidak akan mengalir arus

2) Karakteristik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (Vd) dan arus yang melalui dioda (Id).

3) Untuk dioda silikon,setelah mencapai tegangan 0.7 volt ,setiap kenaikan tegangan arus naik cukup besar .

4) Dioda akan mengalirkan arus bila diberi beda potensial dimana kaki anoda lebih positif dari katodanya.

5) Dalam keadaan bias maju arus pada dioda akan naik secara signifikan.

6) Untuk dioda germanium setelah tegangan 0.8 volt setiap kenaikannya arus naik cukup besar.

7) Dapat dibuat kurva karakteristik dioda yang merupakan fungsi dari arud Id, arus yang melalui dioda, terhadap tegangan Id, beda tegangan antara titik a dan b.

8) Dioda tidak mengalirkan arus jika diberi bias mundur, yaitu anoda mendapat tegangan negatif dan katoda diberi tegangan positif, maka dioda akan memiliki resistansi tinggi, sehingga tidak konduksi dan dioda tidak mengalirkan arus.

_1490714323.xls

Chart1200400600700780

Y-Values

Vd [mV]

Id [mA]

0

0.035

2.65

13.1

90

Sheet1V (mA)Y-Values20004000.0356002.6570013.178090

_1490714319.xls

Chart1-1-2-5-10-15-20-25-30

Y-Values

Vd

Id

0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Sheet1X-ValuesY-Values-10-20-50.5-101-151.5-202-252.5-303