PERCOBAAN IV

RANGKAIAN DIODE

A. Pelaksanaan Praktikum

1. Tujuan Praktikum :

a. Mahasiswa mampu membuat rangkaian

penggunting diode dan pengiris terpanjar.

b. Mahasiswa mampu menentukan tegangan

keluaran penggunting diode dan pengiris

terpanjar serta grafik tegangan keluarannya.

2. Waktu Praktikum : Rabu,7 Desember 2011

3. Tempat Praktikum : Laboratorium Fisika FKIP Universitas Mataram

B. Landasan Teori

Diode merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan

semikonduktor, antara lain silicon dan germanium. Diode hanya dapat

mengalikan arus satu arah saja. Diode terdiri atas dua buah kaki yang disebut

katoda dan anoda. Katoda merupakan tipe negatif (N) dan anoda tipe positif

(P). Struktur diode merupakan sambungan semikonduktor P dan N. Dengan

struktur demikian, arus hanya dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N atau

dari anoda ke katoda. Sambungan PN dengan sedikit ruang kecil diantaranya

disebut lapisan deplisi (Deplition Layer) dimana terdapat keseimbangan hole

dan elektron. Pada posisi P banyak terdapat hole-hole yang siap menerima

elektron, sedangkan N banyak terdapat elektron yang siap untuk dilepas

(Sedia, 1990: 36-37 ).

Ada berbagai macam diode, yaitu diode tabung, diode sambungan p-n,

diode kontak titik dan lain sebagainya. Salah satu contoh rangkaian diode

adalah rangkaian penggunting. Ada beberapa jenis rangkaian penggunting,

yaitu penggunting diode seri, penggunting diode sejajar, penggunting diode

terpanjar dan pengiris. Pada rangkaian penggunting diode seri bentuk

VB

RL

vo

vi

tegangan keluaran vo adalah untuk diode ideal, yaitu jika arus penjenuhan dan

tegangan potong pada diode diabaikan. Tegangan keluaran menjadi kurang

dari tegangan masukan karena adanya tegangan potong dan karena

kecondongan ciri statik diode. Jika pada rangkaian penggunting terpanjar

kekutub baterai kita balikkan, maka diperoleh rangkaian pengiris seperti

gambar di bawah ini (Sutrisno,1986: 101-103).

Gambar 4.1 Rangkaian Pengiris

Rangkaian pengiris merupakan rangkaian yang digunakan sebagai suatu

alat untuk mengubah bentuk gelombang sinusoidal menjadi gelombang empat

persegi. Dalam pemakaian ini, gelombang empat persegi yang simetrik dapat

dibangkitkan dengan menyesuaikan agar VR1 dan VR2 secara numerik

nilainya sama, akan tetapi berlawanan arah. Dalam hal ini karakteristik

transfer melalui titik pangkal dan bentuk gelombang dipotong secara simetrik

diatas dan dibawah. Apabila amplitudo bentuk gelombang sinusoidal jauh

lebih besar dibandingkan selisih dari kedua tingkat ini, bentuk gelombang

keluar akan berbentuk empat persegi ( Milman,1983:93).

C. Alat Dan Bahan

1. Alat

a. Osciloscop

b. Catu daya

c. Papan roti

d. Probe

VIR

vo

D

e. Kabel penghubung

f. Multimeter

g. Signal generator

2. Bahan

a. Diode IN 4002

b. Resistor 100 Ω

D. Cara Kerja

1. Penggunting diode

Adapun langkah kerja yang kami gunakan selama praktikum tentang

penggunting diode adalah:

a. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan,

b. Membuat rangkaian seperti gambar dibawah ini :

Gambar 4.2 Rangkaian Penggunting Diode

Gambar 4.3 Rangkaian Pengguntinng Diode Setelah Dirangkai

VI

Vb

D

RVO

c. Mengatur grafik tegangan masukan , pengkalibrasian dan pengaturan

frekuensi pada sinyal generator yang kita berikan sesuai petunjuk

percobaan,

d. Memberikan grafik tegangan masukan berupa kotak dan segitiga,

e. Mengamati grafik tegangan keluaran yang terlihat pada osciloscop,

f. Menggambar grafik tegangan masukan dan grafik tegangan keluaran

hasil dari pengamatan.

2. Pengiris terpanjar

Adapun langkah kerja yang kami gunakan selama praktikum tentang

pengiris terpanjar adalah:

a. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan,

b. Membuat rangkaian seperti gambar dibawah ini :

Gambar 4.3 Rangkaian Pengiris Terpanjar

Gambar 4.4 Rangkaian Pengiris Terpanjar Setelah Dirangkai

c. Mengatur grafik tegangan masukan , pengkalibrasian dan pengaturan

frekuensi pada sinyal generator yang kita berikan sesuai petunjuk

percobaan,

d. Memberikan grafik tegangan masukan berupa kotak dan segitiga,

e. Mengamati grafik tegangan keluaran yang terlihat pada osciloscop,

f. Menggambar grafik tegangan masukan dan grafik tegangan keluaran

dari hasil pengamatan.

E. Hasil Pengamatan

1. Penggunting Diode

Table 4.1 Hasil Percobaan Penggunting Diode

No Vi ( nilai atau grafik ) Vb (volt) Vo ( Nilai atau grafik

tegangan keluaran )

-

2. Pengiris terpanjar

Table 4.2 Hasil Percobaan Pengiris Terpanjar

No Vi ( nilai atau grafik ) Vb (volt) Vo ( Nilai atau grafik

tegangan keluaran )

4 volt

F. Analisis Data

1. Penggunting diode

Menghitung tegangan keluaran (vo) pada chanel I di osiloskop

Diketahui :

Skala tegangan osiloskop : 1 volt¿

Skala yang terbaca : 3 div

Ditanya : Tegangan keluaran (vo) = ......?

Jawab :

vo = Skala tegangan osiloskop x skala yang terbaca

vo = 1 volt¿ 3÷¿

vo = 3 volt

Menghitung tegangan masukan (Vi) pada chanel II di osiloskop

Diketahui :

Skala tegangan osiloskop : 1 volt¿

Skala yang terbaca : 2.4 div

Ditanya : Tegangan masukan (vi) = ......?

Hitungan :

Vi = Skala tegangan osiloskop x skala yang terbaca

Vi = 1 volt¿ 2.4÷¿

Vi = 2.4 volt

2. Pengiris terpanjar

a. Berdasarkan hasil percobaan

Menghitung tegangan masukan (vi)

Diketahui :

Skala terbaca : 20 volt

Skala maksimum : 250 volt

Batas ukur : 50 volt

Ditanya : Tegangan masukan (vi) = ......?

Hitungan :

Vi = skala yangditunjuk

skala maksimumbatasukur

Vi = 20 volt

250 volt50 volt

Vi = 4 volt

Menghitung tegangan keluaran ( vo)

Diketahui :

Skala terbaca : 25 volt

Skala maksimum : 250 volt

Batas ukur : 50 volt

Ditanya : Tegangan masukan (vo) = ......?

Hitungan :

Vo = skala yangditunjuk

skala maksimumbatasukur

Vo = 25 volt

250 volt50 volt

Vo = 5 volt

b. Berdasarkan rumus

Pengiris Terpanjar

Diketahui :

Rf : 5,5 Ω (diode silikon)

Vi : 20 volt

Rmax : 1 kΩ

Vo : 25 volt (Menggunakan Multimeter)

R : 100 Ω

Ditanya : Vo berdasarkan rumus = ……..?

Hitungan :

Karena Vi (20 volt) > Vb ( 4 volt) maka diode terpanjar

mundur,sehingga:

Vo =Rmax

Rmax+R f× Vi

= 1 k Ω

100 Ω+5 ,5 Ω× 20 volt

= 18.96 volt ≈ 19 volt

Jadi, Vo multimeter < Vo rumus

G. Pembahasan

Diode adalah salah satu alat yang disebut sebagai semikonduktor yang

hanya dapat melewatkan arus dalam satu arah saja. Percobaan ini membahas

bagaimana membuat rangakaian penggunting diode, menentukan tegangan

keluaran dan bagaimana menganalisis tegangan keluaran yang dihasilkan serta

dapat menganalisis grafik tegangan keluarannya.

Pada percobaan rangkaian diode, dibuat rangkaian dengan memberikan

tegangan masukan(Vi) dan akan menghasilkan tegangan keluaran (Vo) pada

dioda. Resistor (R) juga sangat mempengaruhi tegangan keluaran yang

dihasilkan dari rangkaian diode ini. Selain itu tahanan diode (Rf) juga

berpengaruh. Resistor dan kapasitor mempengaruhi tegangan keluaran yang

dihasilkan dari rangkaian diode. Resistor mempengaruhi tegangan keluaran,

sedangkan penggunaan kapasitor adalah untuk menghidupkan rangkaian,

karena di generator bertegangan AC sehingga tidak akan bercampur dengan

DC maka disinilah kapasitor berfungsi.

Percobaan pertama tentang penggunting diode atau lebih dikenal dengan

pembatas atau rangkaian emiter, sector amplitudo atau pengiris tegangan atau

arus, dimana rangkaian ini berfungsi untuk memilih bagian pada suatu

gelombang di bagian atas atau bawah untuk ditransmisikan. Tegangan masukan

yang digunakan adalah sinusoida di osiloskop, tapi setelah dihubungkan sinyal

generator terlihat pada layar bentuk tegangan keluarannya yaitu berbentuk

gelombang sinusoida dengan puncak negatif yang tergunting atau terpotong di

bagian tengahnya. Hal ini disebabkan karena pada penggunting diode, resistor

beban dan diode D membentuk suatu pembagi tegangan. Hambatan diode kecil

jika anoda bernilai positif dan hambatan diode bernilai besar jika anode

bernilai negatif.

Berbeda halnya pada percobaan kedua tentang pengiris terpanjar. Jika

pada rangkaian penggunting kekutuban baterai kita balikkan maka kita peroleh

rangkaian pengiris. Pada percobaan tentang rangkain pengiris terpanjar, ketika

kita memberikan grafik tegangan masukan berupa gelombang sinusoida terlihat

pada osiloskop bahwa grafik tegangan keluaran yang dihasilkan berbentuk

gelombang sinusoida yang agak teriris disamping dan dibagian bawahnya

bentuk gelombangnya lebih lancip. Grafik tegangan keluaran yang dihasilkan

berbeda dengan dari rangkaian pengguntinng diode.

Berdasarkan analisis data dan hasil percobaan pada penggunting diode

didapatkan nilai tegangan keluaran (vo) sebesar 3 volt dan tegangan

masukannya (vi) sebesar 2.4 volt. Sedangkan pada percobaan tentang pengiris

terpanjar didapatkan bahwa terdapat perbedaan hasil vo dengan menggunakan

perhitungan berdasarkan skala yang terbaca dan hasil perhitungan dengan

rumus, dimana berdasarakan perhitungan diperoleh vo sebesar 5 volt dan

tegangan masukan (vi) sebesar 4 volt sedangkan dengan rumus sebesar 19 volt.

Dengan demikian karena Vi (20 volt) > Vb ( 4 volt) maka diode terpanjar

mundur, menyebabkan tidak ada arus yang mengalir pada resistor dan Vo Vi .

H. Penutup

1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengamatan dan analisis data maka dapat disimpulkan

bahwa:

a. Diode adalah semikonduktor yang dapat melewatkan arus dalam satu

arah.

b. Jika rangkaian penggunting terpanjar kekutuban baterai kita balikkan

akan diperoleh rangkaian pengiris yang menghasilkan grafik tegangan

keluaran yang berbentuk gelombang yang teriris disamping.

c. Pada rangkaian penggunting dioda , grafik tegangan masukan yang

berupa gelombang sinusoida dan segitiga akan menghasilkan grafik

tegangan keluaran yang berbentuk gelombang yang terpotong atau

tergunting ditengah.

d. Pada rangkaian pengiris terpanjar,grafik tegangan masukan yang berupa

gelombang sinusoida dan segitiga akan menghasilkan grafik tegangan

keluaran yang berbentuk gelombang yang teriris disamping .

2. Saran

a. Penjelasan yang detail dan akurat dari co. Asst. sangat berperan

dalam mengetahui konsep elektronika selanjutnya.

b. Jadwal Praktikum hendaknya sudah dirancang sematang mungkin ,

sehingga tidak terlalu mepet dengan jadwal semester .

DAFTAR PUSTAKA

Milman, Jacob.1997. Elektronika Terpadu . Jakarta: Erlangga.

Sedia, Adel.1990. Rangkaian Mikro Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Sutrisno. 1986. Elektronika Teori Dasar Dan Penerapannya. Bandung: ITB.