percobaan 1 kelompok 6

7/14/2019 PERCOBAAN 1 KELOMPOK 6

1/22

LAPORAN PRAKTIKUM ELKA ANALOG

NOMOR PERCOBAAN : 1

JUDUL PERCOBAAN : Pendekatan Karakteristik Dioda

KELAS / GROUP : Telkom 3-A / 6

NAMA PRAKTIKAN : 1. Ismail Fauzi

2. M.Hafidz Bishri

3. Nur Aminah

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

DEPOK

2012


2/22

PERCOBAAN 1

PENDEKATAN KARAKTERISTIK DIODA

1.1 TUJUAN :

Menunjukkan keadaan dimana karakteristik diode sesungguhnya dapat didekati oleh

garis lurus.

Mengetahui tegangan knee pada diode silicon dan diode germanium.

1.2 DASAR TEORI

Diode terbuat dari 2 lapis bahan semikonduktor type P dan type N dengan junction

(pertemuan) antara 2 lapisan tsb, dan terminal hubungan keluar di buat pada sisi P dan pada

sisi N, dimana pada sisi P dari dioda disebut Anoda dan sisi N dari dioda disebut Katoda.

Simbolnya:

D1

Karakteristik statis diod a ideal :

Jika anoda lebih positif dari pada katoda, maka dioda akan berfungsi seperti Saklar

yang tertutup, pada keadaaan ini tegangan jatuh pada dioda = OV untuk setiap harga

arus yang mengalir. Keadaan ini disebut Mode bias maju ( forward bias mode ).

Dan sebaliknya jika Anoda lebih negatif dari pada Katoda, maka dioda akan

berfungsi seperti saklar yang terbuka, dan tidak ada arus yang mengalir melalui dioda

untuk setiap harga tegangan. Keadaan ini disebut Mode bias mundur ( reverse biasmode ).

Pada prakteknya pada keadaan bias maju, untuk membuat dioda berfungsi seperti

saklar yang tertutup, terdapat tegangan penghalang ( barrier potensial ) sebesar 0,3 V

untuk dioda germanium dan 0,7V untuk dioda silicon. Jadi agar dioda dapat

mengalirkan arus, tegangan Anoda Katoda harus terlampaui sebesar 0,3 V untuk Ge

dan 0,7 V untuk Si.

KA KA


3/22

Karakteristik Dioda :

Dari grafik terlihat bahwa :

Pada keadaan bias maju, arus forward If yang mengalir sangat kecil sekali secara

eksponensial sampai tegangan Vf sebesar 0,3 V untuk germanium dan 0,7 V untuk

Silikon. Setelah melewati tegangan tsb. arus I f naik sangat besar sekali hampir linier.

Pada keadaan bias mundur, arus mundur IR mengalir sangat kecil sekali dan akan

tetap konstan meskipun teg. VR di naikan sampai teg. VR mencapai teg. VBR, dan

setelah melewati teg. tsb ( VBR ) arus akan mengalir sangat besar sekali. Hal ini tidak

di perbolehkan dalam pemakaian diode.

Bentuk kurva karakteristik diode ( bukan linier ) didapat dari persamaan diode yaitu

:

If= Is ( - 1 )

Dimana If= arus maju dioda

Is = arus saturasi dioda ( arus bocor )

q = muatan ( 1,6 x 10-19 coulomb )

V = tegangan dioda

K = konstanta Boltzman ( 1,38 x 10-23 J / 0K )

T = ambient Temperature ( 0 K )

Bias Maju

(Forward Bias)

SiGeIF (mA)

IR (nA)

VAKVBR

VR VFBias Mundur

(Reverse Bias)

Ge = 0.3 V

Si = 0.7 V


4/22

Dari persamaan dioda diatas dpt di terangkan mengenai arus forward dioda yaitu :

1. Makin besar arus forward yang mengalir di dapat dengan makin besar tegangan

yang di berikan. Ini terlihat pada kurva karakteristik diatas.

2. Bila dioda memanas ( menghangat ) baik disebabkan oleh aliran arus maupun

pengaruh luar, arus If akan mengecil. Untuk Vf yang konstan, If naik jika tempt-

nya naik. Dan jika If konstan, maka Vf akan naik jika temp-nya turun.

Perbandingan antara dioda silicon dan germanium antara lain :

Dioda Germanium Dioda Silkon

1. Teg. Operasi hingga 200 V 1. Teg. Operasi tersedia hingga1000V

2. Arus forward dalam mA 2. Arus forward hingga 1000 A

3. Aplikasi sinyal kecil 3. Aplikasi sinyal kecil dan besar

4. Respon cepat 4. Respon sedikit lambat

5. Reverse resistansi yang kecil 5. reverse resistansi yg besar

6. Arus bocor yang besar 6. Arus bocor yang kecil

7. dependent thdp temp 7.Independent thdp temp. hingga1500C

Parameter diode yang perlu diketahui :

1. Tegangan jatuh forward ( VF )

2. Tegangan jatuh mundur ( teg.reverse breakdown=VBR)

3. Arus reverse saturasi ( arus bocor = IS )

4. Arus forward maksimum ( IF max )

5. Tahanan dinamis, rd

rd di hitung pada kemiringan kurva diatas knee


5/22

rd =

Dari percobaan yang dilakukan, (Arus Forward) dalam hal ini (Arus Dioda) dapat

dihitung dengan :

1.3 ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Sumber daya searah ( 1-15 ) V : 1 Buah

2. Mumtimeter analog : 2 Buah

3. Dioda Silikon : 1 Buah

4. Dioda germanium : 1 Buah

5. Resistor : 470 ; 1 K , ; 4.7 K

6. Kabel- kabel penghubung


6/22

1.4 CARA MELAKUKAN PERCOBAAN

A. Percobaan dengan diode silicon ( tipe 1N400..)

1. Buatlah rangkaian seperti gambar 1, dengan menggunakan diode silicon (Si) dan R =

470

Gambar 1. Rangkaian dioda dibias maju

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

3. Ukurlah arus maju (forward) pada diode dan catatlah pada Tabel 1.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk harga Vf yang berlainan

B. Percobaan dengan diode Germanium ( Tipe ........)

5. Gantilah diode silicon dengan diode germanium serta ubahlah R menjadi 1 K.

6. Aturlah tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0.1 V. Ukurlah arus maju If

pada diode dan catatlah pada Tabel 2.

7. Ulangi langkah 6 untuk harga Vf yang berlainan

C. Percobaan tegangan jatuh diode


7/22

8. Buat rangkaian seperti gambar 2 dengan menggunakan diode silicon, R = 4.7 K dan

tegangan supply = 14 V.

Gambar 2. Pengukuran tegangan jatuh diode dan tegangan beban

9. Ukurlah Vf dan Vo.

10. Selanjutnya turunkan tegangan power supply menjadi 3V. Ulangi langkah 9.

11. Gantilah tahanan R menjadi 470 dan jagalah tegangan power supply tetap 3V.

Ulangi langkah 9 dan masukkan hasil percobaan pada Tabel 3.


8/22

DATA HASIL PERCOBAAN

No. Percobaan : 01 Pelaksanaan

Praktikum

: 31 Agustus 2012

Judul : Pendekatan Karakteristik

Dioda

Penyerahan Laporan : 07 September 2012

Mata Kuliah : Laboratorium Digital Nama Kelompok : Nur Aminah

Kelas/Kelompok : TT-3A/06 : M.Hafidz Bishri

Tahun Akademik : 2012 : Ismail Fauzi

Tabel 1 R = 470

DIODA SILIKON

Jenis

Vf ( V ) If ( mA )

Pengukuran Perhitungan

0.35 0,0038 0

0.40 0,06 0,0085

0.45 0,12 0,191

0.50 0,64 0,72

0.55 1,125 1,14


9/22

0.60 3,1 3,40

0.65 8,6 8,61

0.70 20,6 20,63

0.75 48 45,2

0.80 85 83,4

0,82 106 111,02

Tabel 2 R = 1 K

DIODA SILIKON

Jenis

Vf ( V ) If ( mA )

Pengukuran Perhitungan

0.10 0,089 0,050.15 0,244 0,06

0.20 0,23 0,21

0.25 0,61 0,51

0.30 1,1 0,85

0.35 1,37 1,45

0.40 2,04 2,1

0.45 2,75 2,75

0.50 3,2 3,4

0.55 3,9 4,05

Tabel 3

Vs

(volt)

R

(Ohm)

Vf (volt) Vo (Volt)If (mA)Ukur Hitung Ukur Hitung

14V 4.7K 0,61 0,7 13,5 13,3 3,3

3V 4.7K 0,58 0,7 2,45 2,3 0,55

3V 470 0,62 0,7 2,31 2,3 5


10/22

TUGAS

1. Apa perbedaan dioda silikon dengan dioda germanium?

2. Apa yang dimaksud dengan dioda ideal?

3. Carilah karakteristik dioda yang dipakai di data sheet dan jelaskan!

Jawab :

1.

Dioda Germanium Dioda Silkon

1. Teg. Operasi hingga 200 V 1. Teg. Operasi tersedia hingga1000V

2. Arus forward dalam mA 2. Arus forward hingga 1000 A

3. Aplikasi sinyal kecil 3. Aplikasi sinyal kecil dan besar

4. Respon cepat 4. Respon sedikit lambat

5. Reverse resistansi yang kecil 5. reverse resistansi yg besar

6. Arus bocor yang besar 6. Arus bocor yang kecil

7. dependent thdp temp 7.Independent thdp temp. hingga

1500C

2. Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika

diberi bias forward dan terbuka jika di beri bias reverse. Artinya secara ideal, dioda

berlaku seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika bias forward dan seperti

isolator sempurna (arus nol ) saat dibias reverse.

3. Karakteristik Dioda :

Bias Maju

(Forward Bias)

SiGeIF (mA)

IR (nA)

VAKVBR

VR VFBias Mundur

(Reverse Bias)

Ge = 0.3 V

Si = 0.7 V


11/22

Dari grafik terlihat bahwa :

Pada keadaan bias maju, arus forward If yang mengalir sangat kecil

sekali secara eksponensial sampai tegangan Vf sebesar 0,3 V untuk

germanium dan 0,7 V untuk Silikon. Setelah melewati tegangan tsb. arus I f

naik sangat besar sekali hampir linier.

Pada keadaan bias mundur, arus mundur IR mengalir sangat kecil

sekali dan akan tetap konstan meskipun teg. VR di naikan sampai teg. VR

mencapai teg. VBR, dan setelah melewati teg. tsb ( VBR ) arus akan mengalirsangat besar sekali. Hal ini tidak di perbolehkan dalam pemakaian diode.

Bentuk kurva karakteristik diode ( bukan linier ) didapat dari

persamaan diode yaitu :

If= Is ( - 1 )

Dimana

If= arus maju dioda

Is = arus saturasi dioda ( arus bocor )q = muatan ( 1,6 x 10-19 coulomb )

V = tegangan dioda

K = konstanta Boltzman ( 1,38 x 10-23 J / 0K )

T = ambient Temperature ( 0 K )

Dari persamaan dioda diatas dpt di terangkan mengenai arus forward

dioda yaitu :

a. Makin besar arus forward yang mengalir di dapat dengan makin

besar tegangan yang di berikan. Ini terlihat pada kurva

karakteristik diatas.

b. Bila dioda memanas ( menghangat ) baik disebabkan oleh aliran

arus maupun pengaruh luar, arus If akan mengecil. Untuk Vf

yang konstan, If naik jika tempt-nya naik. Dan jika If konstan,

maka Vf akan naik jika temp-nya turun.


12/22

ANALISA DATA & PERHITUNGAN

1. Grafik tertera pada scannan (di Lampiran)

2. Grafik tertera pada scannan (di Lampiran)

3. a. Vo = Vs Vo

= 14 0,7

= 13,3 V

b. Vo = Vs Vo

= 3 0,7

= 2,3 V

c. Vo = Vs Vo

= 3 0,7


13/22

= 2,3 V

Perbandingan antara perhitungan dan pengukuran Vf dan Vo pada tabel 3 adalah

Vo Vf

Pengukuran : Perhitungan Pengukuran : Perhitungan

13,5 : 13,3 0,61 : 0,7

2,45 : 2,3 0,58 : 0,7

2,31 : 2,3 0,62 :0,7

Pebandingan antara pengukuran dan perhitungan tidak terlalu jauh dan masih

dalam batas toleransi, kesalahan tersebut bisa saja disebabkan karena alat ukurnya yang

sudah tidak presisi lagi atau kesalahan dalam membaca alat ukur.

4. Jika tegangan kita atur mendekati 0,7 maka elektron akan bergerak bebas mulai

mendekati junction dalam jumlah besar. Jika tegangan dioda kita masukan lebih dari 0,7

maka penambahan tegangan dioda menghasilkan penambahan arus yang besar sedangkan

resistor berbanding terbalik dengan arus dan tegangan. Tegangan dimana arus bertambah

cepat dinamakan tegangan lutut dioda. Untuk tegangan lutut dioda silikon mendekati 0,7

sedangkan dioda germanium mendekati 0,3. Dioda merupakan komponen non linier.

Diatas tegangan lutut dioda semakin meningkat maka arus pun akan semakin bertambah.

Jika arus dalam dioda terlalu besar akan menyebabkan panas yang berlebihan dan ini

akan merusak dioda. Selain itu juga disebabkan karena sebuah dioda memiliki nilai

tegangan saturasi ( Vsaturasi ), yaitu titik dimana tegangan dioda sudah mencapai batas

maksimalnya/tidak dapat bertambah lagi.

ANALISA DATA TAMBAHAN........

Tabel 1.Percobaan dengan dioda silikon


14/22

Dari percobaan yang dilakukan didapatkan data tegangan dioda maksimum yang dapat

diukur pada 0,82 Volt dengan If = 106 mA dengan rentang pada data yang tersedia dari 0,35

0,85 ,seharusnya pada dioda silikon tegangan dioda maksimum yang dapat dibaca adalah 0,7

Volt .Ini dikarenakan dioda yang dipakai pada percobaan yang dilakukan sudah bocor atau

melebihi ambang batas kapasitas, hal ini juga disebabkan karena di sebuah dioda memiliki nilai

tegangan saturasi ( Vsaturasi ), yaitu titik dimana tegangan dioda sudah mencapai batas

maksimalnya / tidak dapat bertambah lagi. Dan dari percobaan yang dilakukan didapat Vf

maksimum atau lebih tepatnya Vsaturasi adalah 0,82 volt dengan If = 106 mA.

Dari kurva karakteristik dioda silikon bahwa arus mulai terbaca saat Vf sebesar 0.5 Volt

atau disebut Vcut off karena dari 0.35 - 0.45 Volt nilai arus masih berkisar 0,.. mA dengan

Vsaturasi adalah 0,82 Volt.

Tabel 2.Percobaan dengan dioda germanium

Dari percobaan yang dilakukan didapatkan data tegangan dioda maksimum yang dapat

diukur pada 0,55 Volt dengan If = 3,9 mA dengan rentang percobaan pada data yang tersedia

yaitu 0,10 0,55 Volt ,seharusnya pada dioda germanium tegangan dioda maksimum yang dapat

dibaca adalah 0,3 - 0,5 Volt dan untuk memunculkan arus dioda If, hal itu dikarenakan dioda

yang dipakai pada percobaan yang dilakukan sudah bocor atau melebihi ambang batas kapasitas,

hal ini juga disebabkan karena di sebuah dioda memiliki nilai tegangan saturasi ( Vsaturasi ),

yaitu titik dimana tegangan dioda sudah mencapai batas maksimalnya / tidak dapat bertambah

lagi. Dan dari percobaan yang dilakukan didapat V f maksimum atau lebih tepatnya Vsaturasi adalah

0,55 volt dengan If = 3,9 mA.

Dari kurva karakteristik dioda germanium bahwa arus mulai terbaca saat Vf sebesar 0.15

Volt atau disebut Vcut off karena dari 0.10 arus masih belum terbaca atau masih 0,0... denganVsaturasi adalah 0,55 Volt.

Tabel 3.Percobaan tegangan jatuh dioda

Pada percobaan ini Vo atau Voutput dihasilkan dari Vs Vf, dari hasil percobaan

didapatkan hasil yang tidak terlalu signifikan atau masih dalam batas toleransi, dalam hal ini


15/22

Vf / tegangan dioda adalah 0,7 karena dioda yang dipakai adalah dioda silikon, arus dioda

dipengaruhi oleh resistansi dan didapat dari Vo / R.

KESIMPULAN

Dari percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa nilai tegangan untuk silikon 0,7

dan 0,3 untuk germanium.

Jika anoda lebih positif dari pada katoda, maka dioda akan berfungsi seperti Saklar yang

tertutup, pada keadaaan ini tegangan jatuh pada dioda = OV untuk setiap harga arus yang

mengalir. Keadaan ini disebut Mode bias maju ( forward bias mode ).Dan sebaliknya jika Anoda

lebih negatif dari pada Katoda, maka dioda akan berfungsi seperti saklar yang terbuka, dan tidak

ada arus yang mengalir melalui dioda untuk setiap harga tegangan. Keadaan ini disebut Mode

bias mundur ( reverse bias mode ).

Pada prakteknya pada keadaan bias maju, untuk membuat dioda berfungsi seperti saklar

yang tertutup, terdapat tegangan penghalang ( barrier potensial ) sebesar 0,3 V untuk dioda

germanium dan 0,7V untuk dioda silicon. Jadi agar dioda dapat mengalirkan arus, tegangan

Anoda Katoda harus terlampaui sebesar 0,3 V untuk Ge dan 0,7 V untuk Si.


16/22

LAMPIRAN


17/22


18/22


19/22


20/22


21/22

Grafik If fungsi Vf dioda silikon


22/22

Grafik If fungsi Vf dioda germanium

percobaan 1 kelompok 6

Documents