Upload
ade-ekha-narumi
View
391
Download
30
Embed Size (px)
DESCRIPTION
laporan lab elka analog
Citation preview
Laporan Praktikum Elektronika Analog
Nomor Percobaan : 01Judul Percobaan : PENDEKATAN KARAKTERISTIK
DIODA
Nama Nim1. Ade Eka Saputri 13110300022. Arief Triasmoro K. 13110300243. W.A Loviyantara 1311030016
Kelas : TT-2BDOSEN : Benny Nixon, ST. MT
Jurusan Teknik ElektroProgram studi Teknik Telekomunikasi
Politeknik Negeri Jakarta2012
PERCOBAAN 1
PENDEKATAN KARAKTERISTIK DIODA
TUJUAN
Menunjukan keadaan dimana karakteristik dioda sesungguhnya dapat didekati oleh garis lurus.
Mengetahui tegangan knee pada dioda silikon dan dioda germanium.
DASAR TEORI
Dioda 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.
Bias dioda adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal dioda. Apabila A diberi
tegangan positif dan K diberi tegangan negative maka bias tersebut dikatakan bias maju (forward
bias). Simbolnya:
Karakteristik statis dioda 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 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 silikon. Jadi agar dioda dapat mengalirkan arus,
tegangan Anoda – Katoda harus terlampaui sebesar 0,3 V untuk Ge dan 0,7 V untuk Si.
KA
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 If 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 dioda.
Bias Maju (Forward Bias)SiGeIF (mA)
IR (nA)
VAKV
VR VFBias Mundur (Reverse Bias)
Ge = 0.3 VSi = 0.7 V
PERALATAN YANG DIPERGUNAKAN
No. Alat-alat dan Komponen Jumlah
1 Power Supply DC (Pascal PS 1502A2) 1
2 Multimeter (Sanwa CX5060) dan (BBC) 1
3 Dioda Silikon 1
4 Dioda Germanium 1
5 Resistor (470 Ω; 1k Ω; 4,7 Ω) 1
6 Protoboard 1
7 Jumper Secukupnya
8 Kabel-kabel Penghubung Secukupnya
R
LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
A. Percobaan dengan Dioda Silikon (Si) (tipe 1N400..)
1. Membuat rangkaian seperti gambar 1, dengan menggunakan dioda silikon dan
R= 470 Ω.
Vf
If
Gambar 1. Rangkaian Dioda dibias maju
2. Mengatur tegangan power supply sedemikian sehingga Vf mencapai = 0,35 V.
3. Mengukur arus maju (forward) pada dioda dan mencatat pada tabel 1.
4. Mengulangi langkah (2) dan (3) untuk harga Vf yang berlainan.
B. Percobaan dengan Dioda Germanium (Ge)
5. Mengganti dioda silikon dengan dioda germanium serta mengubah R menjadi 1k Ω.
6. Mengatur tegangan power supply sedemikian hingga Vf = 0,1 V. Mengukur arus maju
(forward) pada dioda dan mencatat pada tabel 2.
7. Mengulangi langkah (6) untuk harga Vf yang berlainan.
C. Percobaan tegangan jatuh dioda.
8. Membuat rangkaian seperti gambar 2 dengan menggunakan Dioda Silikon, R = 4,7 kΩ
dan tegangan supply = 14 V.
+
DCSUPPLY
_
A
V
R
DC SUPPLY
-
+ If
Vf
Vo
Gambar 2. Pengukuran tegangan jatuh dioda dan tegangan beban.
9. Mengukur Vf dan Vo.
10. Selanjutnya menurunkan tegangan power supply menjadi 3 V. Mengulangi langkah (9).
11. Mengganti tahanan R menjadi 470 Ω dan menjaga tegangan power supply tetap = 3 V.
Mengulangi langkah (9).
V
DATA DAN HASIL PERCOBAAN
TABEL 1 R = 470 Ω
DIODA SILIKON
Vs (V) Vf (V) If (mA)
0,366 V 0,35 V 4,2 x 10-5 = 0,042 mA
0,437 V 0,40 V 11,7 x 10-5 = 0,117 mA
0,4943 V 0,45 V 20,5 x 10-5 = 0,205 mA
0,638 V 0,50 V 2,5 x 10-4 = 0,25 mA
0,84 V 0,55 V 60 x10-5 = 0,6 mA
1,78 V 0,60 V 225 x10-5 = 2,25 mA
2,4 V 0,65 V 3,5 x 10-3 = 3,5 mA
3 V 0,70 V 4,3 x 10-3 = 4,3 mA
No. Percobaan : 01 Pelaksanaan Praktikum : 29 September–3 September 2012Judul : PENDEKATAN KARAKTERISTIK DIODA Penyerahan Laporan : 3 September 2012Mata Kuliah : Laboratorium Digital Nama Praktikan : Ade Eka SaputriKelas / Kelompok : TT-3B Nama Rekan Kerja : 1. Arief Triasmoro K.Tahun Akademik : 2012 2. W.A Loviyantara
TABEL 2 R = 1k Ω
DIODA GERMANIUM
Vs (V) Vf (V) If (mA)
0,12 V 0,10 V 2,5 x 10-5 = 0,025 mA
0,16 V 0,15 V 5 x 10-5 = 0,05 mA
0,24 V 0,20 V 3 x 10-5 = 0,03 mA
0,26 V 0,25 V 10-5 = 0,01 mA
0,32 V 0,30 V 4 x10-5 = 0,04 mA
0,39 V 0,35 V 6 x10-5 = 0,06 mA
0,5 V 0,40 V 1,1 x 10-4 = 0,11 mA
0,65 V 0,45V 0,205 mA
1,1 V 0,50 V 0,4 mA
2,9 V 0,55 V 2 mA
TABEL 3
Vs (Volt)
R (Ohm)
Vf (Volt) Vo (Volt)
Ukur Hitung Ukur Hitung14 V 4,7 k Ω 0,55 V 0,5 V 13,5 V 13,45 V
3 V 4,7 k Ω 0,5 V 0,6 V 2,4 V 2,5 V
3 V 470 Ω 0,6 V 0,6 V 2,7 V 2,4 V
ANALISA
1. Buatlah grafik If fungsi Vf (kurva karakteristik dioda silikon) pada kertas melimeter dan
tentukan besar Vk!
2. Buatlah grafik If fungsi Vf (kurva karakteristik dioda germanium) pada kertas millimeter dan
tentukan besar Vk!
3. Hitunglah besar Vf dan Vo lalu lengkapi tabel 3 dan bandingkan!
4. Mengapa tegangan dioda silikon tidak bisa mencapai 0,85 V dan dioda germanium tidak bisa
mencapai 0,55 V.
Jawaban :
1.
0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.70
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0.35; 0.0420.4; 0.1170.45; 0.2050.5; 0.25
0.55; 0.6
0.6; 2.25
0.65; 3.5
0.7; 4.3
Y-Values
Y-Values
DIODA SILIKON
Vs (V) Vf (V) If (mA)
0,366 V 0,35 V 4,2 x 10-5 = 0,042 mA
0,437 V 0,40 V 11,7 x 10-5 = 0,117 mA
0,4943 V 0,45 V 20,5 x 10-5 = 0,205 mA
0,638 V 0,50 V 2,5 x 10-4 = 0,25 mA
0,84 V 0,55 V 60 x10-5 = 0,6 mA
1,78 V 0,60 V 225 x10-5 = 2,25 mA
2,4 V 0,65 V 3,5 x 10-3 = 3,5 mA
3 V 0,70 V 4,3 x 10-3 = 4,3 mA
Pada grafik diatas, data diambil dari hasil percobaan dioda silikon dari tabel percobaan
pertama. Garis Vertikal menunjukan If (Arus forward dioda, dalam satuan mA). Dan garis
horizontal menunjukan Vf (tegangan forward dioda, dalam satuan Volt). Dioda Silikon
mempunyai tegangan jatuh sebesar 0.7 Volt artinya dioda akan bekerja dengan baik saat
tegangan forwardnya mencapai 0.7 Volt. Dibawah tegangan 0.5 Volt, arus kecil sekali secara
eksponensial sampai tegangan Vf sebesar 0.7 Volt, dan dioda dalam kondisi off. Setelah
melewati tegangan tsb. arus If naik sangat besar sekali hampir linier.
Saat tegangan forward dioda (0.35V, 0.042mA); (0.4V, 0.117mA); (0.45V, 0.205mA);
(0.5V, 0.25mA) arus yang terukur sangat kecil. Dioda mulai bekerja saat tegangan Vf (tegangan
forward) yang terukur mencapai 0.55 Volt dan arusnya 0.6 mA. Dioda mulai bekerja normal saat
Vf dan If-nya, (0.6V, 2.25mA); (0.65V, 3.5mA); (0.70V, 4.3mA). Vs yang terukur mempunyai
nilai tegangan yang lebih besar dari tegangan forward dioda. Batas terakhir tegangan forward
yang kami ukur adalah saat Vf-nya mencapai 0.70 Volt. Setelah itu tidak dapat terukur lagi.
2.
DIODA GERMANIUM
Vs (V) Vf (V) If (mA)
0,12 V 0,10 V 2,5 x 10-5 = 0,025 mA0,16 V 0,15 V 5 x 10-5 = 0,05 mA0,24 V 0,20 V 3 x 10-5 = 0,03 mA0,26 V 0,25 V 10-5 = 0,01 mA0,32 V 0,30 V 4 x10-5 = 0,04 mA0,39 V 0,35 V 6 x10-5 = 0,06 mA0,5 V 0,40 V 1,1 x 10-4 = 0,11 mA0,65 V 0,45V 0,205 mA1,1 V 0,50 V 0,4 mA2,9 V 0,55 V 2 mA
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60
0.5
1
1.5
2
2.5
0.025 0.05 0.03 0.01 0.04 0.06 0.110.205
0.4
2
Y-Values
Y-Values
Pada grafik diatas, data diambil dari hasil percobaan dioda germanium dari tabel
percobaan kedua. Garis Vertikal menunjukan If (Arus forward dioda, dalam satuan mA). Dan
garis horizontal menunjukan Vf (tegangan forward dioda, dalam satuan Volt). Dioda germanium
mempunyai tegangan jatuh sebesar 0.3 Volt artinya dioda akan bekerja dengan baik saat
tegangan forwardnya mencapai 0.3 Volt. Dibawah tegangan 0.3 Volt, arus kecil sekali secara
eksponensial sampai tegangan Vf sebesar 0.3 Volt dan dioda dalam kondisi off. Setelah melewati
tegangan tsb. arus If naik sangat besar sekali hampir linier.
Saat tegangan forward dioda (0.10V, 0.025mA); (0.15V, 0.05mA); (0.20V, 0.03mA);
(0.25V, 0.01mA); (0.30V, 0.04mA); (0.35V, 0.06mA); (0.40V, 0.11mA); arus yang terukur
sangat kecil. Dioda mulai bekerja saat tegangan Vf (tegangan forward) yang terukur mencapai
0.55 Volt dan arusnya 0.6 mA. Dioda mulai bekerja normal saat Vf dan If-nya, (0.45V,
0.205mA); (0.50V, 0.4mA); (0.55V, 2mA). Vs (sumber) yang terukur mempunyai nilai tegangan
yang lebih besar dari tegangan forward dioda. Batas terakhir tegangan forward yang kami ukur
adalah saat Vf-nya mencapai 0.55 Volt. Setelah itu tidak dapat terukur lagi.
3.
Vs (Volt)
R (Ohm)
Vf (Volt) Vo (Volt)
Ukur Hitung Ukur Hitung14 V 4,7 k Ω 0,55 V 0,5 V 13,5 V 13,45 V
3 V 4,7 k Ω 0,5 V 0,6 V 2,4 V 2,5 V
3 V 470 Ω 0,6 V 0,6 V 2,7 V 2,4 V
Data diatas adalah data dari hasil rangkaian dari gambar 2 dengan menggunakan dioda
silikon, dengan R = 4,7 kΩ; dan 470 Ω. Tegangan sumber awal (Vs) yang diberikan adalah 14
Volt. Saat menggunakan Vs sebesar 14 Volt dan Hambatan (resistor) sebesar 4,7 k Ω, Vf
(tegangan forward dioda) yang terukur sebesar 0,55 Volt. Dan tegangan pada resistor (Vo) yang
terukur sebesar 13,5 Volt. Saat tegangan Vs diturunkan menjadi 3 Volt dan besar nilai hambatan
tetap, maka Vf (tegangan forward dioda) yang terukur sebesar 0,5 Volt. Dan tegangan pada
resistor (Vo) yang terukur sebesar 2,4 Volt. Selanjutnya tegangan Vs yang diberikan tetap dan
besar nilai hambatan yang diberikan berubah menjadi 470 Ω, maka Vf (tegangan forward dioda)
yang terukur sebesar 0,6 Volt. Dan tegangan pada resistor (Vo) yang terukur sebesar 2,7 Volt.
Dari kedua data tersebut, terdapat perbandingan antara data hasil terukur dan data hasil
terhitung. Perbedaan kedua data tersebut tidak besar karena perbedaan data hanya terdapat
dikoma sekian. Perbedaan tersebut mungkin disebabkan saat pembacaan hasil yang terukur, oleh
karena itu kami akan lebih teliti lagi dalam menggunakan alat ukur dan skala yang dipergunakan
pada alat ukur dan pembacaannya.
4. Karena dioda silikon mempunyai tegangan jatuh sebesar 0,7 Volt yang artinya dioda akan
bekerja dengan baik saat tegangan forwardnya mencapai 0.7 Volt. Setelah itu, hasil yang terukur
tidak berubah-ubah lagi atau saturasi. Namun pada prakteknya, bisa lebih dari0,7 Volt atau 0,75
Volt. Karena dioda germanium mempunyai tegangan jatuh sebesar 0,3 Volt yang artinya dioda
akan bekerja dengan baik saat tegangan forwardnya mencapai 0.3 Volt. Setelah itu, hasil yang
terukur tidak berubah-ubah lagi atau saturasi. Namun pada prakteknya, bisa lebih dari 0,3 Volt
atau 0,35 Volt; 0,40 Volt; 0,50 Volt.
PERTAYAAN DAN TUGAS
1. Apa perbedaan dioda silikon dengan dioda germanium?
2. Apa yang dimaksud dengan dioda ideal?
3. Carilah karakteristik dioda yang dipakai di datasheet dan jelaskan!
Jawaban :
1. Perbedaannya terdapat pada jenis bahan pembuatannya dan tegangan jatuhnya, yaitu dioda
silikon sebesar 0,7 Volt dan dioda germanium sebesar 0,3 Volt
2. Dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi bias forward dan sebagai saklar
terbuka jika diberi bias reverse. Artinya secara ideal, dioda berlaku seperti konduktor sempurna
(tegangan nol) jika dibias forward dan seperti isolator sempurna (arus nol) saat dibias reverse.
Sebagai sakelar, sebagaimana Gambar 1 (c), dioda akan konduksi (ON) jika potensial pada
anode lebih positif daripada potensial pada katoda, dan dioda akan memblok (OFF) jika
potensial pada anoda lebih negatif daripada potensial pada katoda.
Jika dioda dalam kondisi ideal, ketika dioda dalam kondisi ON memiliki karakteristik tegangan
pada dioda sama dengan nol dan arus yang mengalir pada dioda sama dengan arus bebannya.
Sebaliknya, dioda dalam kondisi OFF memiliki karakteristik tegangan pada dioda sama dengan
tegangan sumbernya dan arus yang mengalir sama dengan nol. Dalam kondisi dioda ON dan OFF
ini dapat dinyatakan tidak terjadi kerugian daya pada dioda.
3.
Karakteristik dioda terdiri atas dua macam, yaitu karakteristik dioda maju pada
saat diberi tegangan muka maju (forward bias) dan karakteristik dioda terbalik pada saat di beri
tegangan muka balik (reverse bias). Pada karakteristik dioda ini yang akan dibicarakan adalah
karakteristik tegangan dan arus. Pada saat tegangan maju (forward) Vf nol, maka arus maju If
masih dalam posisi nol. Jika sedikit demi sedikit tegangan maju ditambah, maka arus maju If
masih dalam posisi nol (sangat kecil) mengalirlah If secara besar-besaran, dalam grafik
digambarkan merupakan garis lurus (grafik linear). Sebaliknya apabila diberi tegangan balik,
dioda akan tetap tidak menghantar sampai mencapai tegangan breakdown dioda tersebut.
Apabila telah mencapai tegangan breakdown dioda akan menghantar dan arus riverse Ir seperti
diberi tegangan maju. Besarnya tegangan maju untuk dioda jenis silikon adalah 0,7 Volt
dan 0,3 untuk germanium.
KESIMPULAN
Dari percobaan yang kami lakukan ada beberapa yang dapat kami simpulkan, antara lain :
1. Makin besar arus forward yang mengalir di dapat dengan makin besar tegangan
yang di berikan. Ini terlihat pada kurva karakteristik diatas.
2. Dioda Silikon mempunyai tegangan jatuh sebesar 0.7 Volt artinya dioda akan
bekerja dengan baik saat tegangan forwardnya mencapai 0.7 Volt. dibawah
tegangan 0.5 Volt, arus kecil sekali secara eksponensial sampai tegangan Vf sebesar
0.7 Volt, dan dioda dalam kondisi off. Setelah melewati tegangan tsb. arus If naik
sangat besar sekali hampir linier.
Untuk Dioda Germanium mempunyai tegangan jatuh sebesar 0.3 Volt artinya dioda
akan bekerja dengan baik saat tegangan forwardnya mencapai 0.3 Volt. Dibawah
tegangan 0.3 Volt, arus kecil sekali secara eksponensial sampai tegangan Vf sebesar
0.3 Volt dan dioda dalam kondisi off. Setelah melewati tegangan tsb. arus I f naik
sangat besar sekali hampir linier.
3. 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.
DAFTAR PUSTAKA
Http://electroniclib.wordpress.com/2009/12/31/dioda/
https://www.google.co.id/#hl=id&output=search&sclient=psy-ab&q=perbedaan+dioda+silikon+dengan+dioda+germanium&oq=perbedaan+dioda+silikon+&gs_l=hp.1.1.0j0i30l2.1187.6875.1.9891.24.14.0.10.10.2.641.4190.0j2j7j2j2j1.14.0...0.0...1c.1.hx0WgKlmaOs&psj=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_cp.r_qf.&fp=4dadfde0f050061b&biw=1278&bih=703
Https://www.google.co.id/#hl=id&sclient=psyab&q=pengertian+dioda+ideal&oq=dioda+ideal&gs_l=hp.1.5.0j0i30l2j0i5i30l6j0i8i30.109053.110162.2.114670.11.7.0.0.0.0.1883.7062.41j3j0j1j2.7.0...0.0...1c.1.yCIE83x055k&psj=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_cp.r_qf.&fp=4dadfde0f050061b&biw=1278&bih=703.
LAMPIRAN
Grafik Karakteristik Dioda Silikon :
Grafik Karakteristik Dioda Germanium :