PERCOBAAN I

KARAKTERISTIK DIODA

1.1 Tujuan Percobaan

1. Memeriksa kondisi dioda.

2. Mempelajari karakteristik I = f (V), reverse bias dan forward bias.

1.2 Tinjauan Pustaka

1.2.1 Pengertian Dioda

Dioda adalah semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-

N. Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan

menghambat arus pada tegangan balik. Walaupun diode kristal (semikonduktor)

dipopulerkan sebelum diode termionik, diode termionik dan diode kristal

dikembangkan secara terpisah pada waktu yang bersamaan. Prinsip kerja dari

diode termionik ditemukan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1873 Sedangkan

prinsip kerja diode kristal ditemukan pada tahun 1874 oleh peneliti Jerman, Karl

Ferdinand Braun Pada waktu penemuan, peranti seperti ini dikenal sebagai

penyearah (rectifier). Pada tahun 1919, William Henry Eccles memperkenalkan

istilah diode yang berasal dari di berarti dua, dan ode berarti “jalur”

Dalam percobaan ini akan dipelajari karakteristik I = f (V) dari diode.

Diode akan diberi bias forward dan bias reverse dengan tegangan bias dinaikan

secara bertahap. Pada waktu tegangan bias dinaikkan, arus dan tegangan diode

dicatat. Pada kedua semikonduktor tersebut terdapat resistansi, r P (resistansi

tipe P) dan rN (resistansi tipe N), jumlah kedua resistansi tersebut disebut

resistansi Bulk.

Resistansi bulk=∆Vd∆ Id

.......................................(1.1)

1.2.2 Karakteristik Dioda

Karakteristik dioda dapat diketahui dengan cara memasang dioda seri

dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Dengan menggunakan

rangkaian tersebut maka akan dapat diketahui tegangan dioda dengan variasi

sumber tegangan yang diberikan. Seperti yang telah kita ketahui bahwa dioda

adalah komponen aktif dari dua elektroda (katoda dan anoda) yang sifatnya

semikonduktor, jadi dengan sifatnya tersebut dioda tidak hanya memperbolehkan

arus listrik mengalir ke satu arah, tetapi juga menghambat arus dari arah

sebaliknya. Dioda dapat dibuat dari Germanium (Ge) dan Silikon atau Silsilum

(Si). Komponen aktif ini mempunyai fungsi sebagai; pengaman, penyearah,

voltage regulator, modulator, pengendali frekuensi, indikator, dan switch.

Gambar 1.1 Simbol Karakteristik Dioda

(Sumber: Handoko, 2015)

Berdasarkan fungsinya, dioda terbagi atas; Dioda Kontak Titik, Dioda

Hubungan, LED, Dioda Foto, Dioda kapasiansi Variabel, Dioda Bridge dan Dioda

Zener. Dioda Kontak Titik atau Point Contact Diode biasanya digunakan untuk

mengubah frekuensi dari tinggi ke rendah. Contohnya, OA70, OA90, dan 1N60.

Dioda hubungan, adalah salah satu karakteristik dioda yang mengalirkan

tegangan yang besar namun hanya searah. Sedangkan LED atau Light Emiting

Diode adalah jenis komponen yang dapat mengeluarkan cahaya bila diberikan

forward bias. Berbeda dengan LED, Dioda foto atau bisa disebut dengan Foto

Dioda akan menghasilkan arus listrik apabila terkena cahaya. Besarnya arus

listrik tergantung dari seberapa besar cahaya yang masuk.

Dioda Kapasiansi Variabel, atau bisa disebut juga dengan dioda varicap

atau varactor yang bila dipasang terbalik akan berperan sebagai kondensator ini

banyak digunakan pada modulator FM dan juga pada VCO suatu PLL ( Phale

Lock Loop). Dioda yang berfungsi sebagai power supply adalah Dioda Bridge.

Komponen ini adalah silikon yang dirangkai menjadi bridge menjadi satu

komponen utuh .Berbagai macam bentuk dioda ini banyak dijual dipasaran

dengan berbagai macam besar kapasitasnya. Yang terakhir adalah Dioda Zener.

Komponen aktif ini biasanya digunakan pada pembatas tegangan dan berfungsi

sebagai voltage stabilizer atau voltage regulator. Karakteristik dioda ini adalah

mempunyai sifat tegangan terbaliknya stabil.

1.2.3 Prinsip Kerja Dioda

Prinsip Kerja Dioda pada umumnya adalah sebagai alat yang terbentuk

dari beberapa bahan semikonduktor dengan muatan Anode (P) dan muatan

Katode (N) yang biasanya terdiri dari geranium atau silikon yang digabungkan,

dan muatan yang bertipe N merupakan bahan dengan kelebihan elektron, dan

sebaliknya muatan bertipe P merupakan bahan dengan kekurangan satu

elektron yang dipisahkan oleh depletion layer yang terjadi akibat keseimbangan

kedua muatan tersebut, oleh karena itu dioda tersebut menghasilkan suatu hole

yang berfungsi sebagai pembawa tegangan atau muatan sehingga terjadi

perpindahan sekaligus pengaliran arus yang terjadi di hole tersebut yang

menghasilkan tegangan arus searah atau biasa disebut dengan DC.

Prinsip Kerja Dioda berbeda dengan prinsip atau teori elektron yang

menyebutkan bahwa arus listrik yang terjadi dikarenakan oleh pergerakan

elektron dari kutub positif menuju ke kutub negatif, tetapi dioda ini hanya

mengalirkan arus satu arah saja, yaitu DC. Oleh karena jika dioda dialiri oleh

tegangan P yang lebih besar dari muatan N, maka elektron yang terdapat pada

muatan N akan mengalir ke muatan P yang disebut sebagai Forward Bias, bila

terjadi sebaliknya, yaitu jika dioda tersebut dialiri dengan tegangan N yang lebih

besar daripada tegangan P, maka elektron yang ada di dalamnya tidak akan

bergerak, sehingga dioda tidak mengaliri muatan apapun, pada kondisi seperti ini

sering disebut sebagai reverse bias.

Gambar 1.2 Skema Prinsip Kerja Dioda

(Sumber: Handoko, 2015)

Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa Prinsip Kerja

Dioda merupakan salah satu alat yang sangat unik karena mampu memanipulasi

muatan hingga menjadi muatan yang searah atau DC. Sambungan antara

muatan anoda (P) dengan muatan katoda (N) dinamakan sebagai depletion layer

(lapisan deplesi) dimana terjadi keseimbangan muatan elektron dan hole.

Biasanya pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima muatan

elektron, sedangkan pada sisi N banyak elektron yang siap untuk membebaskan

diri, dengan kata lain jika sisi P diberi muatan potensial yang lebih, maka elektron

dari sisi N akan langsung mengisi setiap hole-hole yang ada di sisi P.

1.2.4 Jenis-jenis Dioda

1.2.4.1 Light Emiting Diode (Dioda Emisi Cahaya)

Dioda yang sering disingkat LED ini merupakan salah satu piranti

elektronik yang menggabungkan dua unsur yaitu optik dan elektronik yang

disebut juga sebagai Opteolotronic.dengan masing-masing elektrodanya berupa

anoda (+) dan katroda (-), dioda jenis ini dikategorikan berdasarkan arah bias

dan diameter cahaya yang dihasilkan, dan warna nya.

Gambar 1.3 Dioda Emisi Cahaya

(Sumber: Anonim )

1.2.4.2 Diode Photo (Dioda Cahaya)

Dioda jenis ini merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, yang

bekerja pada pada daerah-daerah reverse tertentu sehingga arus cahaya

tertentu saja yang dapat melewatinya, dioda ini biasa dibuat dengan

menggunakan bahan dasar silikon dan geranium. Dioda cahaya saat ini banyak

digunakan untuk alarm, pita data berlubang yang berguna sebagai sensor, dan

alat pengukur cahaya (Lux Meter).

Gambar 1.4 Dioda Photo

(Sumber: Anonim )

1.2.4.3 Diode Varactor (Dioda Kapasitas)

Dioda jenis ini merupakan dioda yang unik, karena dioda ini memiliki

kapasitas yang dapat berubah-ubah sesuai dengan besar kecilnya tegangan

yang diberikan kepada dioda ini, contohnya jika tegangan yang diberikan besar,

maka kapasitasnya akan menurun,berbanding terbalik jika diberikan tegangan

yang rendah akan semakin besar kapasitasnya, pembiasan dioda ini secara

reverse. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai pengaturan suara pada

televisi, dan pesawat penerima radio.

Gambar 1.5 Dioda Kapasitas

(Sumber: Anonim )

1.2.4.4 Diode Rectifier (Dioda Penyearah)

Dioda jenis ini merupakan dioda penyearah arus atau tegangan yang

diberikan, contohnya seperti arus berlawanan (AC) disearahkan sehingga

menghasilkan arus searah (DC). Dioda jenis ini memiliki karakteristik yang

berbeda-beda sesuai dengan kapasitas tegangan yang dimiliki.

Gambar 1.6 Dioda Penyearah

(Sumber: Anonim )

1.2.4.5 Diode Zener

Dioda jenis ini merupakan dioda yang memiliki kegunaan sebagai

penyelaras tegangan baik yang diterima maupun yang dikeluarkan, sesuai

dengan kapasitas dari dioda tersebut, contohnya jika dioda tersebut memiliki

kapasitas 5,1 V, maka jika tegangan yang diterima lebih besar dari kapasitasnya,

maka tegangan yang dihasilkan akan tetap 5,1 tetapi jika tegangan yang diterima

lebih kecil dari kapasitasnya yaitu 5,1, dioda ini tetap mengeluarkan tegangan

sesuai dengan inputnya.

Gambar 1.7 Dioda Zener

(Sumber: Bagas, 2013)

1.3 Daftar Komponen dan Alat 1. Modul elektronika dasar

2. 1 buah Multimeter Analog

3. Pulpen / pensil

4. Amperemeter DC

5. Voltmeter DC 2 buah

6. Adj power supply ± 15 V

1.4 Cara Kerja

1.4.1 Memeriksa Keadaan Dioda

Gunakan alat ukur multimeter untuk memeriksa dioda – dioda yang ada.

Pada saat pengukuran R maju, gunakan range yang paling kecil (Ω) dan range

yang besar untuk R mundur (10 KΩ), untuk multimeter analog. Pada multimeter

digital, gunakan range untuk mengukur. Catat hasil pengukuran anda pada tabel

1.1.

Tabel 1.1 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda

N

o

Jenis dan tipe

dioda

Multimete

r

Resistansi DiodaKeadaan

DiodaKet

Forwar

d

Revers

eBaik

Buru

k

1

Dioda

penyeara

h

IN

4002Analog

Ge

IN34Analog

2

Dioda

zener 1

W

5,1 V Analog

9 V Analog

3 LEDRed Analog

Green Analog

4Dioda

varaktor

MV

2209Analog

1.4.2 Karakteristik V – I (Dengan Multimeter)

1. Buatlah rangkaian seperti gambar 1.14, untuk pengukuran Vd gunakan

multimeter digital dan Id dengan multimeter analog.

2. Atur Vs agar diperoleh harga Id seperti pada tabel 1.2 (untuk forward

bias). Dan harga Vd sesuai dengan tabel 1.2 (untuk reverse bias). Untuk

bias reverse posisi dioda dibalik.

3. Lakukan untuk dioda Si, Ge, dan zener.

Gambar 1.8 Rangkaian Dioda pada Karakteristik V – I diukur dengan Multimeter

(Sumber : Modul Praktikum Elektronika, 2015)

Tabel 1.2 Pengukuran Dioda Pada Karakteristik V-I Dengan Multimeter

V0 (V) I0 (mA)

Bias Forward Vd

Dioda Penyearah LED Dioda Zener

IN 4002 GE IN34 Red Green 5,1 V 9 V

0,0

0,1

0,2

0,5

1,0

1,5

2,0

Tabel 1.3 Pengukuran Dioda Pada Karakteristik V-I Dengan Multimeter

V0 (V) I0 (mA)

Bias Reverse Vd

Dioda Penyearah LED Dioda Zener

IN 4002 GE IN34 Red Green 5,1 V 9 V

0,0

0,1

0,2

0,5

1,0

1,5

2,0

1.5 Data Hasil Percobaan

Tabel 1.4 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda

N

o

Jenis dan Tipe

Dioda

Multimete

r

Resistansi DiodaKeadaan

DiodaKet

Forwar

d

Revers

eBaik

Buru

k

1

Dioda

Penyeara

h

IN

4002Analog 4,5 Ω ∞ Ω √ -

Bai

k

Ge

IN34Analog 4,5 Ω ∞ Ω √ -

Bai

k

2

Dioda

Zener 1

W

5,1 V Analog 7,5 Ω ∞ Ω √ -Bai

k

9 V Analog 6,5 Ω ∞ Ω √ -Bai

k

3 LED

Red Analog 35 Ω ∞ Ω √ -Bai

k

Gree

nAnalog 63 Ω ∞ Ω √ -

Bai

k

4Dioda

Varaktor

MV

2209Analog 5 Ω ∞ Ω √ -

Bai

k

Tabel 1.5 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias Forward

Vs

(V)

Bias Forward Vd

Dioda Penyearah LED Dioda Zener

IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1

0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2

0,5 0,9 0,5 0,56 0,5 0 0,5 0 0,5 0,01 0,5 0 0,9

1,0 23,5 0,8 28,63 0,7 0 1,0 0 1,0 5,68 0,9 22,52 0,8

1,5 65,7 0,8 65,7 0,7 0,01 1,5 0,01 1,5 53,1 0,9 65,1 0,8

2,0 111,1 0,7 110,2 0,7 2,91 1,8 7,18 1,9 90,6 1,0 102,6 0,8

Tabel 1.6 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias Reverse

Vs

(V)

Bias Reverse Vd

Dioda Penyearah LED Dioda Zener

IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1

0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2

0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5

1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0

1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5

2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0

1.6 Analisa Data Hasil Percobaan

1.6.1 Analisa Percobaan Pemerikasaan Keadaan Dioda

Pada percobaan pemeriksaan keadaan dioda, diperoleh data hasil

percobaan sebgai berikut :

A. Dioda Penyearah

Tabel 1.7 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda Penyearah

Tipe

DiodaMutimeter

Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda

Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk

IN 4002 Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 4,5 Ω

-

Ge IN 54 Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 4,5 Ω -

Dari data tabel 1.7 diatas dapat diketahui bahwa dioda penyearah IN 4002

dan Ge IN 54 yang diukur dalam keadaan baik karena resistansi pada forward

bias tidak melewati range resistansi forward bias dioda penyearah.

B. Dioda Zener

Tabel 1.8 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda Zener

Tipe

DiodaMutimeter

Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda

Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk

5,1 V Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 7,5 Ω -

9 V Analog ∞ 2-20 Ω ∞ 6,5 Ω -

Dari data tabel 1.8 diatas dapat diketahui bahwa dioda zener 5,1 V dan 9

V yang diukur dalam keadaan baik karena resistansi pada forward bias tidak

melewati range resistansi forward bias dioda zener secara teori.

C. LED

Tabel 1.9 Pemeriksaan Baik Buruknya LED

Tipe

DiodaMutimeter

Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda

Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk

RED Analog ∞ 35-45 Ω ∞ 35 Ω -

Green Analog ∞ 50-70 Ω ∞ 63 Ω -

Dari data tabel 1.9 diatas dapat diketahui bahwa LED merah dan LED

hijau yang diukur dalam keadaan baik karena resistansi pada forward bias tidak

melewati range resistansi forward bias LED secara teori, dan pada LED tipe

dioda RED pada reverse bias didapatkan hasil pengukuran resistansinya sebesar

65 Ω.

D. Dioda Varaktor

Tabel 1.10 Pemeriksaan Baik Buruknya Dioda Varaktor

Tipe

DiodaMutimeter

Range Resistansi Resistansi Pengukuran Keadaan Dioda

Reverse Forward Reverse Forward Baik Buruk

MV

2209Analog ∞ 5-10 Ω ∞ 5 Ω -

Dari data tabel 1.10 diatas dapat diketahui bahwa dioda Varaktor MV 2209

yang diukur dalam keadaan baik karena resistasi pada forward bias tidak

melewati range resistansi forward bias dioda penyearah.

1.6.2 Analisa Karakteristik V – I (Dengan Multimeter)

Rangkaian yang digunakan pada percobaan karakteristik dioda dapat

dilihat pada gambar 1.8. Pada rangkaian tersebut dapat diketahui bahwa pada

saat tegangan VS ≤ 0, maka nilai arus yang mengalir pada rangkaian adalah 0.

Karena sifat dari dioda, bila pada keadaan itu maka dioda mengalami reverse

bias, sehingga pada dioda akan berlaku hubungan terbuka. Untuk lebih telitinya,

maka dapat dilihat sebagai berikut:

1. Pada saat reverse bias ( VS ≤ 0):

=

Untuk nilai Vs ≤ 0 berarti tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian

(I=0) sehingga :

−V s+V R+VD=0

−V s+0+V D=0

V s=V D

Persamaan ini berlaku untuk semua jenis dioda baik itu jenis Si maupun

Ge. Selama perhitungan, walaupun tegangan diubah-ubah, selama VS lebih kecil

dari 0 maka Vd = Vs.

2. Pada saat forward bias ( VS > 0):

=

Pada saat Vs > 0 maka :

Secara matematis perhitungannya menggunakan persamaan berikut

ini: ID=IR=I

V S=V R+V D=IR+V D

I=V s−V DR

Berikut data hasil percobaan pengukuran dioda pada karakteristik V-I

pada kondisi forward bias dan reverse bias dengan multimeter analog :

Tabel 1.11 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias

Forward

Vs

(V)

Bias Forward Vd

Dioda Penyearah LED Dioda Zener

IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1 0 0,1

0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2 0 0,2

0,5 0,9 0,5 0,56 0,5 0 0,5 0 0,5 0,01 0,5 0 0,9

1,0 23,5 0,8 28,63 0,7 0 1,0 0 1,0 5,68 0,9 22,52 0,8

1,5 65,7 0,8 65,7 0,7 0,01 1,5 0,01 1,5 53,1 0,9 65,1 0,8

2,0 111,1 0,7 110,2 0,7 2,91 1,8 7,18 1,9 90,6 1,0 102,6 0,8

Tabel 1.12 Pengukuran Dioda pada Karakteristik dengan Multimeter Kondisi Bias

Reverse

Vs

(V)

Bias Reverse Vd

Dioda Penyearah LED Dioda Zener

IN 4002 GE IN 34 RED GREEN 5.1 V 9 V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

ID

mA

VD

V

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1 0 -0,1

0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2 0 -0,2

0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5 0 -0,5

1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0 0 -1,0

1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5 0 -1,5

2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0 0 -2,0

Dari data tabel 1.12 diatas, dapat dibuat gambar grafik karakteristik dioda

forward bias dan reverse bias sebagai berikut :

A. Dioda Penyearah IN 4002

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 10

20406080

100120

IN 4002

REVERSE FORWARD

Vd (V)

Id (m

A)

Gambar 1.9 Grafik Karakteristik Dioda Penyearah IN 4002 Forward dan Reverse

Pada gambar 1.9 di atas terlihat bahwa dioda akan mengalirkan arus listrik

pada saat diberikan tegangan 0,5 Volt atau lebih saat forward bias. Pada reverse

bias arus tidak akan mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian sama

dengan 0 V.

B. Dioda Penyearah GE IN 34

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 10

20

40

60

80

100

120

GE IN 34

REVERSE FORWARD

Vd (V)

Id (m

A)

Gambar 1.10 Grafik Karakteristik Dioda Penyearah GE IN 34 Forward dan Reverse

Pada gambar 1.10 di atas terlihat bahwa dioda akan mengalirkan arus

listrik pada saat diberikan tegangan 0,5 V atau lebih saat forward bias. Pada

reverse bias arus tidak akan mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian

sama dengan 0 V.

C. LED Red

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.50

0.51

1.52

2.53

3.5

RED

REVERSE FORWARD

Vd (V)

Id (m

A)

Gambar 1.11 Grafik Karakteristik LED Red Forward dan Reverse

Pada gambar 1.11 di atas terlihat bahwa LED merah akan mengalirkan

arus listrik atau akan memancarkan cahaya pada saat diberikan tegangan 1,5

Volt atau lebih saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan mengalir

sehingga arus yang mengalir ke LED sama dengan 0 V atau LED tidak

memancarkan cahaya.

D. LED Green

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.50

2

4

6

8

GREEN

REVERSE FORWARD

Vd (V)

Id (m

A)

Gambar 1.12 Grafik Karakteristik LED Green Forward dan Reverse

Pada gambar 1.12 di atas terlihat bahwa LED merah akan mengalirkan

arus listrik atau akan memancarkan cahaya pada saat diberikan tegangan 1,5

Volt atau lebih saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan mengalir

sehingga arus yang mengalir ke LED sama dengan 0 V atau LED tidak

memancarkan cahaya.

E. Dioda Zener 5.1 V

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.50

20406080

100

5.1 V

RESEVES FORWARD

Vd (V)

Id (m

A)

Gambar 1.13 Grafik Karakteristik Dioda Zener 5.1V Forward dan Reverse

Pada gambar 1.13 di atas terlihat bahwa dioda zener akan mengalirkan

arus listrik pada saat diberikan tegangan 0,5 V atau lebih sampai tegangan

maksimal yaitu 5,1 V saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan

mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian sama dengan 0 V.

F. Dioda Zener 9 V

-2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 10

20406080

100120

9 V

REVERSE FORWARD

Vd (V)

Id (m

A)

Gambar 1.14 Grafik Karakteristik Dioda Zener 9 V Forward dan Reverse

Pada gambar 1.14 di atas terlihat bahwa dioda zener akan mengalirkan

arus listrik pada saat diberikan tegangan 0,5 V atau lebih sampai tegangan

maksimal yaitu 9 V saat forward bias. Pada reverse bias arus tidak akan

mengalir sehingga arus yang mengalir ke rangkaian sama dengan 0 V.

1.6.3 Analisa Arus (I) pada Dioda

1.6.3.1Arus Dioda Secara Teori

Untuk menghitung arus pada pengukuran dioda, dapat menggunakan

persamaan sebagai berikut :

I = V S−V DR

………………………………………………(1.2)

A. Tegangan Kerja 0,5 Volt

Untuk tegangan kerja 0,.5 Volt, maka dioda akan mengalirkan arus atau

terbuka pada tegangan 0,5 Volt ke atas, maka dapat dihitung arus dioda dari VS

sebesar 0,5 Volt sampai 2 Volt sebagai berikut :

1. Pada Vs = 0,5 V

I = 0,5– 0,510

= 0 mA

2. Pada VS = 1 V

I = 1– 0,510

= 50 mA

3. Pada VS = 1,5 V

I = 1,5– 0,510

= 100 mA

4. Pada VS = 2 V

I = 2– 0,510

= 150 mA

B. Tegangan Kerja 0,7 Volt

Untuk tegangan kerja 0,7 Volt, maka dioda akan mengalirkan arus atau

terbuka pada tegangan 0,7 Volt ke atas, maka dapat dihitung arus dioda dari VS

sebesar 0,5 sampai 2 V sebagai berikut.

1. Pada VS = 1 V

I = 1– 0,710

= 30 mA

2. Pada VS = 1,5 V

I = 1,5– 0,710

= 80 mA

3. Pada VS = 2 V

I = 2– 0,710

= 130 mA

C. Pada LED

Untuk LED tegangan kerja normalnya adalah 1,5 Volt, maka dioda akan

mengalirkan arus atau menyala pada tegangan 1,5 Volt ke atas, maka dapat

dihitung arus dioda dari VS sebesar 1,5 sampai 2 V sebagai berikut.

1. Pada VS = 1,5 V

I = 1,5– 1,510

= 0 mA

2. Pada VS = 2 V

I = 2−1,510

= 50 mA

1.6.3.2 Perbandingan Arus Dioda Teori dan Praktikum

Untuk menghitung persentase kesalahan arus pada pengukuran dioda,

dapat menggunakan persamaan sebagai berikut :

Kesalahan relatif % = | I pengukuran−IteoriIteori | x 100%…………..…………………(1.3)

Dengan menggunakan persamaan 1.3, dapat dihitung kesalahan relatif

pengukuran arus pada setiap dioda sebagai berikut.

1. Dioda IN 4002 VS = 0,5 V

Kesalahan relatif % =|0 .9−00 |x100% = 0 %

2. Dioda IN 4002 VS = 1 V

Kesalahan relatif % = |23.5−5050 |x100% = 53 %

Dengan menggunakan perhitungan yang sama, maka dapat dibuat tabel

persentase kesalahan setiap pengukuran arus forward bias pada dioda-dioda

yang digunakan sebagai berikut :

A. Dioda Penyearah

Tabel 1.13 Persentase Kesalahan Pengukuran Arus Dioda Penyearah

VS

(V)

Dioda IN 4002 Dioda Ge IN 34

ITeori

(mA)

IPengukuran

(mA)

Kesalahan

Relatif

ITeori

(mA)

IPengukuran

(mA)

Kesalahan

Relatif

0,5 0 0,9 ∞ 0 0,56 ∞

1,0 50 23,5 43,36 % 50 28,63 42,74 %

1,5 100 65,7 34,3 % 100 65,7 34,3 %

2,0 150 111,1 25,93 % 150 110,2 26,53 %

0.5 1 1.5 20

20406080

100120140160

0

50

100

150

0.923.5

65.7

111.1

0.5628.63

65.7

110.2

Arus Teori Arus IN 4002 Arus Ge IN 34

Vd (V)

Id (

mA)

Gambar 1.15 Grafik Perbandingan Arus pada Dioda Penyearah

Dari gambar 1.15 diatas dapat dilihat terjadi perbedaan antara arus dioda

penyearah secara teori dengan arus dioda hasil praktikum. Hal tersebut dapat

dilihat dari penyimpangan garis pada gambar 1.15.

B. LED

Tabel 1.14 Persentase Kesalahan Pengukuran Arus LED

VS

(V)

LED RED LED Green

ITeori

(mA)

IPengukuran

(mA)Kesalahan

ITeori

(mA)

IPengukuran

(mA)Kesalahan

1,5 0 0,01 ∞ 0 0,01 ∞

2,0 50 2,91 94,18 % 50 7,18 85,64 %

1.5 20

50

0 2.9107.18

Arus Teori LED RED LED GREEN

Vd (V)

id (m

A)

Gambar 1.16 Grafik Perbandingan Arus pada LED Merah dan Hijau

Dari gambar 1.16 diatas dapat dilihat terjadi perbedaan yang besar antara

arus LED secara teori dengan arus LED merah dan hijau hasil praktikum. Hal

tersebut dapat dilihat dari penyimpangan garis pada gambar 1.16.

C. Dioda Zener

Tabel 1.15 Persentase Kesalahan Pengukuran Arus Dioda Zener

VS

(V)

Dioda Zener 5.1 V Dioda Zener 9 V

ITeori

(mA)

IPengukuran

(mA)

Kesalahan

Relatif

ITeori

(mA)

IPengukuran

(mA)

Kesalahan

Relatif

1,0 30 5,68 81,06 % 30 22,52 24,9 %

1,5 80 53,1 33,62 % 80 65,1 18,62 %

2,0 130 90,6 30.30 % 180 102,6 43 %

1 1 . 5 20

20

40

60

80

100

120

140

30

80

130

5.68

53.1

90.6

22.52

65.1

102.6

Arus Teori Zener 5,1 V Zener 9 V

Vd (V)

Id (m

A)

Gambar 1.17 Grafik Perbandingan Arus pada Dioda Zener

Dari gambar 1.17 diatas dapat dilihat terjadi perbedaan antara arus dioda

zener 5,1 Volt dan 9 Volt secara teori dengan arus dioda zener 5,1 V dan 9 V

hasil praktikum. Hal tersebut dapat dilihat dari penyimpangan garis pada gambar

1.17.

1.8 Kesimpulan

Dari percobaan karakteristik dioda, maka dapat ditarik kesimpulan

sebagai berikut :

1. Dioda merupakan suatu komponen elektronika yang memiliki fungsi

sebagai penyearah dan penstabil tegangan.

2. Dari percobaan yang telah dilakukan pada saat praktikum maka dapat

disimpulkan sebagai berikut :

Apabila terdapat atau terbaca suatu nilai pada salah satu resistansi dioda

yaitu pada saat bias maju saja atau pada saat bias mundur saja maka dapat

dipastikan bahwa dioda tersebut dalam keadaan baik sehingga dapat digunakan.

Namun apabila terdapat nilai saat bias maju dan saat bias mundur atau tidak

terdapat nilai sama sekali pada saat kedua resistansi (reverse dan forward) maka

dioda akan berkondisi buruk dan tidak dapat di gunakan lagi.

Pada percobaan yang memakai 2 dioda yang dipasang pada polaritas

positif dan negatif terjadi kesalahan pengukuran yang diakibatkan karena

polaritas positif dan negatif pada rangkaian sama-sama diberi dioda ,saat diukur

seakan-akan rangkaian short/dihubung singkat sehingga hasil pengukuran

tegangan menjadi 0. Ini mengakibatkan resistor menjadi panas.

Pada saat mengukur Vd tidak ada tegangan negatif, karena Vd merupakan

tegangan AC, tegangan AC tidak memiliki nilai minus/negatif.

1.9 Daftar Referensi Buku

Boylestad Robert, Nashelsky Louis, Electronic Device and Circuit Theory.

Malvino,A.P. 1987. Prinsip-Prinsip Elektronika. Erlangga.

http://www.scribd.com/doc/33212293/Diode-Dan-Rangkaian-Diode

http://elka.ub.ac.id/praktikum/de/de.php?page=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Dioda

http://ilmu-elektronika.co.cc/index.php/komponen-elektronika/dioda.ht