LAPORAN PRAKTIKUMKARAKTERISTIK V I SEMIKONDUKTOR
Nama NPM Fakultas Departemen Kode Praktikum Tanggal
Praktikum
: Erlangga Rizki Fauzi : 1006758294 : Teknik : Teknik Sipil :
LR03 : 5 Oktober 2011
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar (UPP-IPD)
Universitas Indonesia
I. TujuanMelihat karakteristik hubungan beda potensial (V)
dengan arus listrik (I) pada suatu semikonduktor
II. Peralatan- Bahan semikonduktor - Amperemeter - Voltmeter -
Variable power supply
- Camcorder - Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali
otomatis
III. Landasan TeoriSemikonduktor adalah sebuah bahan dengan
konduktivitas listrik yang berada di antara insulator dan
konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada
temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan
besifat sebagai konduktor. Bahan semikonduksi yang sering digunakan
adalah silikon, germanium, dan gallium arsenide. Ada dua jenis
semikonduktor yaitu intrinsik dan ekstrinsik. Untuk kelompok
ekstrinsik terdapat dua jenis/tipe semikonduktor yaitu
semikonduktor tipe-p dan semikonduktor tipe-n. Bahan semikonduktor
yang banyak dipelajari dan secara luas telah dipakai adalah bahan
silikon (Si). Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik,
karena
konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi
lain (biasa disebut materi doping). Salah satu alasan utama
kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat elektroniknya
dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan menambah
sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebut
dopant.
Doping
sejumlah
besar
ke
semikonduktor
dapat
meningkatkan
konduktivitasnya dengan faktor lebih besar dari satu milyar.
Dalam sirkuit terpadu modern, misalnya, polycrystalline silicon
didop-berat seringkali digunakan sebagai pengganti logam. Alat
Semikonduktor atau semiconductor devices, adalah sejumlah komponen
elektronik yang menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor, yaitu
Silikon, Germanium, dan Gallium Arsenide. Alat-alat semikonduktor
zaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung
hampa). Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik
dalam bentuk padat (solid state), bukannya bentuk hampa (vacuum
state) atau bentuk gas (gaseous state). Alat-alat semikonduktor
dapat ditemukan dalam bentuk- bentuk dicrete (potongan) seperti
transistor, diode, dll, atau dapat juga ditemukan sebagai bentuk
terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu
keping Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC).
IV. Langkah KerjaEksperimen rLab ini dapat dilakukan kemudian
lakukan dengan klik cara masuk ke VI
http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory Semikonduktor dan
LR03karakteristik langkah
berikut:
1. Perhatikan halaman web percobaan karakteristik VI semi
konduktor 2. Berikan beda potensial dengan memberi tegangan V1.
3. Aktifkan power supply/baterai dengan mengklik radio button di
sebelahnya. 4. Ukur beda potensial dan arus yang terukur pada
hambatan!
5. Ulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga
V8
V. Data PengamatanData yang diperoleh adalah sebagai
berikut:
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
V(volt) 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94 1.38
1.38 1.38 1.38 1.38 1.87 1.87 1.87 1.87 1.87 2.29 2.28 2.29 2.28
2.28 2.87 2.87 2.87 2.86 2.86 3.20 3.19 3.18 3.19 3.18 3.64 3.63
3.62 3.61 3.61
I(mA) 3.58 3.58 3.58 3.58 3.58 7.49 7.49 7.49 7.49 7.49 11.40
11.40 11.08 11.40 11.40 15.64 15.64 15.64 15.31 15.64 19.22 19.88
19.22 19.55 19.88 25.42 26.07 26.07 26.39 26.72 28.67 29.33 29.65
29.65 29.98 34.86 34.86 35.84 36.49 36.49
VI. Pengolahan DataRata-rata beda potensial yang terukur tiap
pengukuran:
V1
V2
V3 V4
V5
V6
V7
V8
Lalu, besar beda potensial rata-ratanya:
Nilai rata-rata arus yang terukur tiap pengukuran adalah: I1
I2
I3 I4
I5
I6
I7
I8
Lalu, besar arus rata-ratanya adalah:
Perhitungan untuk nilai hambatan yang didapat dari pengujian
adalah. V=IxR
Dengan memasukkan nilai Vrata-rata dan Irata-rata maka didapat
besar hambatannya adalah sebagai berikut:
Di bawah ini adalah grafik yang menunjukkan hubungan antara beda
potensial ratarata dan arus rata-rata.
Grafik antara Arus dan Beda Potensial4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5
0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Linear (V vs I) V vs I
y=0,101x+0,2486
Nilai hambatan semikonduktor: V = R I y = mx+ b
x (I)3,58 7,49 11,34 15,57 19,55 22,13 29,46 35,71 144,83i
i-
y (V)0,46 0,94 1,38 1,87 2,28 2,87 3,19 3,62 16,61
x12,82 56,10 128,50 242,55 382,20 489,91 867,66 1275,06
3454,80
y0,21 0,88 1,90 3,50 5,22 8,21 10,16 13,12 43,21
x.y1,65 7,04 15,64 29,12 44,65 63,44 93,91 129,33 384,78
m=
= 0,101
b =
-( -
)
= 0,2486
VII. Analisa1. Analisa Percobaan Percobaan dilakukan dengan
tujuan mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus
listrik (I) pada suatu semikonduktor. Pertama-tama praktikan
mengaktifkan webcam lalu mengukur beda potensial dan arus yang
terukur pada hambatan. Setelah mendapatkan semua data tersebut,
praktikan akan mencari berapa nilai dari hambatan yang digunakan
pada percobaan tersebut. Namu, pada saat percobaan video tidak bisa
diaktifkan sehingga praktikan tidak dapat mengontrol besarnya beda
potensial yang akan terukur. 2. Analisa Hasil
Data yang didapat dari percobaan ini adalah sebagai
berikut:V(volt) 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.94 0.94 0.94 0.94 0.94
1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 1.87 1.87 1.87 1.87 1.87 2.29 2.28 2.29
2.28 2.28 2.87 2.87 2.87 2.86 2.86 3.20 3.19 3.18 3.19 3.18 3.64
3.63 3.62 3.61 3.61 I(mA) 3.58 3.58 3.58 3.58 3.58 7.49 7.49 7.49
7.49 7.49 11.40 11.40 11.08 11.40 11.40 15.64 15.64 15.64 15.31
15.64 19.22 19.88 19.22 19.55 19.88 25.42 26.07 26.07 26.39 26.72
28.67 29.33 29.65 29.65 29.98 34.86 34.86 35.84 36.49 36.49
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
Dari data pengamatan yang saya dapatkan, saya bisa memperoleh
besar hambatan semikonduktor dengan jalan memasukkan data-data
tersebut ke dalam persamaan
hukum ohm. Hukum ohm menyatakan bahwa Kuat arus yang melalui
penghantar sebanding dengan beda potensial pada kedua uju g pe gha
tar. V=IR
Pada semikonduktor dapat digunakan rumus pada hukum ohm karena
semikonduktor dapat bersifat baik sebagai isolator dan konduktor
dan itu semua bergantung pada suhu. Apabila sedang dalam kondisi
sebagai konduktor maka pada semikonduktor itu terdapat hambatan.
Pengaruh temperatur pada semikonduktor berpengaruh pada perhitungan
konsentrasi dari elektron bebas atau hole.
3. Analisa Grafik
Grafik antara Arus dan Beda Potensial4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5
0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Linear (V vs I) V vs I
y=0,101x+0,2486
Dari grafik diatas dapat dilihat hubungan antara beda potensial
dan arus. Grafik tersebut merupakan kurva linier. Semakin besar
arus yang diberikan maka beda potensialnya pun makin besar. Hal ini
menyatakan bahwa arus berbanding lurus dengan beda potensial.
Berdasarkan grafik, kita dapat mengetahui nilai gradien dari kurva
linier tersebut. Disebutkan bahwa nilai gradien adalah 0,101. Nilai
gradien disini menunjukkan besar hambatan semikonduktor yang kita
cari.
VIII. KesimpulanSemikonduktor merupakan bahan yang dapat
bersifat isolator maupun konduktor. Semikonduktor sangat berguna
dalam bidang elektronik karena nilai konduktansinya yang dapat
diubah dengan menyuntikkan materi lain. Untuk mencari besar
hambatan pada semikonduktor dapat digunakan hukum ohm yaitu:
Hubungan antara beda potensial (V) dan arus (I) adalah berbanding
lurus. Semakin besar beda potensial maka arus yang dihasilkan juga
semakin besar. Semikonduktor dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi
suhu maka sifat konduktor menjadi lebih kuat, sebaliknya jika suhu
rendah maka sifat isolator yang menjadi lebih kuat
IX. Referensi Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan
Teknik-Jilid 2 (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga Halliday,
Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended
Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005
www.wikipedia.com
