LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

PERCOBAAN 02

KARAKTERISTIK DIODA

Disusun oleh :

Kelompok : 1

Nama : Achmad Mushoffa 3.31.11.0.01

Agus Bekti Rohmadi 3.31.11.0.02

Alex Samona 3.31.11.0.03

Angger Eka Samekta 3.31.11.0.04

Kelas : LT2A

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2012

2

1. Tujuan Instruksional Khusus

Setelah selesai melalukan percobaan ini mahasiswa dapat :

1. menggambarkan karakteristik dioda bias maju dan bias mundur

2. menentukan tegangan lutut

3. menggambarkan garis beban dioda

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.

3

Dioda dapat dipergunakan sebagai saklar elektronik, karena pada saat dioda

diberi bias maju akan terjadi aliran arus ( saklar menutup ) dan apabila diberi bias

mundur 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 )

4

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 di atas 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. 1 Buah dioda IN 4001 , IN4002

5

4. Diagram Rangkaian

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

5. Langkah Percobaan

1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 2.5

2. Pastikan Posisi range alat ukur sudah benar sesuai dengan fungsinya dan

catu daya pada kondisi minimum.

3. Hidupkan Catu daya, naikkan tegangan Catu Daya ( Vs ) dari 0 Volt

sampai dengan 5 Volt dengan penambahan 0.2 Volt . Ukur Arus dan

Tegangan dioda serta tegangan Beban , catat hasil pengukuran pada tabel

2.1 untuk setiap harga Vs.

4. Kembalikan pengatur tegangan pada posisi minimum.

5. Ubah rangkaian dioda seperti pada gambar 2.6

6. Naikkan tegangan catu daya, sehingga tegangan dioda VAB sesuai

dengan tabel 2.2

7. Catat penunjukkan ammeter untuk setiap kenaikan tegangan dan catat

pada tabel 2.2.

8. Kembalikan Pengatur tegangan pada posisi minimum dan matikan semua

peralatan.

9. Ulangi langkah 1 – 8 untuk dioda germanium.

6

6. Lembar Kerja

Tabel. 2.1. Pengukuran 1 Dioda dioda Silikon Bias Maju

Vs[V] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

Id[mA] 0,0246 0,0032 0,0195 0,7 1,4 2,1 2,8

Vd[ V ] 0,097 0,4 0,5 0,62 0,7 0,72 0,65

VRL [ V ] 0,0016 0,002 0,005 0,25 0,4 0,55 0,7

ID=VRL/RL[µA] 7,272 9,09 22,7 1136,3 1818,1 2500 3181,1

Tabel 22. Pengukuran 2. Dioda silikon bias mundur

VAB [V] 1 2 5 10 15 20 25 30

ID [ µ A ] 0,65 1,35 3 6,5 10 14 17 21

RD=VAB/ID

[ kΩ ] 153,84 148,48 1666,67 1538,47 1500 1428,58 1470,58 1428,58

7. Tugas dan Pertanyaan.

1. Hitung arus dioda ID = VRL/RL ?

Jawab : Perhitungan ID telah tercantum lama tabel hasil pengukuran

2. Dari hasil pengukuran gambarkan karakteristik dioda pada kertas

grafik, Buatlah garis beban untuk Vs = 1.5 V ?

Jawab : berdasarkan karakteristik yang muncul pada tabel 2.1, maka

data pada Vs=1,5 dapat dihitung sebagai berikut :

𝐼𝑑 = 2,8 + (2,8 − 2,1) = 3,5 𝑚𝐴

𝑉𝑑 = 0,65 − (0,72 − 0,65) = 0,58 𝑉

7

𝑉𝑅𝐿 = 0,7 + (0,7 − 0,55) = 0,85 𝑉

𝐼𝐷 =0,85

220= 3863 µ𝐴

3. Dari kurva karakteristik hitunglah resistansi dinamisnya ?

Jawab :

Vs[V] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4

ID [µA] 7,272 9,09 22,7 1136,3 1818,1 2500 3181,1

RD=VAB/ID

[ kΩ ] 0,027 0,044 0,026 0,0007 0,0005 0,0004 0,0004

4. Berapa tegangan lutut dioda Si dan Ge ?

Jawab : Untuk dioda silikon tegangan lutut mendekati 0,7 V.

Sedangkan sebuah dioda germanium, mempunyai tegangan lutut

sekitar 0.3 V.

8

8. Analisa Percobaan

Berdasarkan tabel hasil percobaan 2.1 dapat dilihat bahwa ketika dioda

mendapat tegangan 0,2 hingga 0,6 pada bias maju, dioda mengalirkan arus yang

sangat kecil yaitu dari 0-22 µA. Ketika tegangan dinaikkan menjadi 0,8 V arus

yang mengalir naik secara signifikan menjadi 1136 µA dan terus naik ketika

tegangan dinaikkan. Hal ini menunjukkan bahwa dioda silikon memiliki

tegangan lutut pada kisaran 0,7 V yaitu tegangan dimana arus mulai bertambah

cepat. Berdasarkan perhitungan pada soal no 3, dioda pada bias maju memiliki

nilai hambatan yang sangat kecil.

Pada tabel 2.2 menunjukkan karakteristik dioda pada bias mundur. Ketika

dioda mendapat tegangan yang terbalik, maka dioda tersebut akan bersifat

menghambat sehingga arus yang mengalir akan sangat kecil. Berdasarkan

perhitungan, nilai resistansi dioda pada bias mundur sangat besar. Dalam

praktikum ini nilai hambatan dioda pada bias mundur mencapai 1,6 MΩ.

9. Kesimpulan

Berdasarkan praktikum ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Dioda silikon memiliki tegangan lutut mendekati 0,7 V. Sedangkan

sebuah dioda germanium, mempunyai tegangan lutut sekitar 0.3 V.

2. Pada bias maju, dioda memiliki nilai hambatan yang sangat kecil,

sedangkan pada bias mundur dioda memiliki nilai tahanan yang sangat

besar.