Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

  • View
    214

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

  • 8/18/2019 Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

    1/32

    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 Dio a

    Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terb at dari bahan semikond ktor dan memp nyai f ngsi nt k menghantarkan ar s listrik ke sat arah tetapi menghambat ar s listrik dari arah sebaliknya, selain it dioda memiliki f ngsi sebagai berik t! "nt k penyerah ar s, sebagai #at daya, sebagai penyaring ata pendeteksi dan nt k stabilisator tegangan, sebagai pengganda tegangan, dll.

    $arena f ngsinya sebagai penyearah ar s maka, dioda sering diperg nakan sebagai penyearah dalam rangkaian elektronika. Dioda pada

    m mnya memp nyai 2 elektroda (terminal) yait anoda (%) dan katoda (&) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertem an '& semikond ktor

    yait dapat mengalirkan ar s dari sisi tipe&' (anoda) men j ke sisi tipe& (katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan ar s ke arah sebaliknya.

    ifat dioda yait dapat menghantarkan ar s pada tegangan maj dan menghambat ar s pada tegangan balik. *ala p n dioda kristal (semikond ktor) dipop lerkan sebel m dioda termionik, dioda termionik dan dioda $ristal dikembangkan se#ara terpisah pada +akt yang bersamaan. 'rinsip kerja dari dioda termionik ditem kan oleh rederi#k - thrie pada tah n 1 /0 edangkan prinsip kerja dioda $ristal ditem kan pada tah n 1 / oleh peneliti erman,$arl

    erdinand 3ra n. 'ada +akt penem an, peranti seperti ini dikenal sebagai penyearah ( rectifier ). 'ada tah n 1414, *illiam 5enry 6##les memperkenalkan istilah dioda yang berasal dari di berarti dua , dan oda berarti 7jal r8.

    Dalam per#obaan ini akan dipelajari karakteristik I = f (V) dari dioda. Dioda akan diberi forward bias dan reverse bias dengan tegangan bias dinaikan se#ara bertahap. 'ada +akt tegangan bias dinaikkan, ar s dan tegangan dioda di#atat, pada ked a semikond ktor terseb t terdapat resistansi, r&' (resistansi tipe ') dan r& (resistansi tipe ), j mlah ked a resistansi terseb t diseb t resistansi

    Bulk.

    http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Frederick_Guthrie&action=edit&redlink=1 http://id.wikipedia.org/wiki/1873 http://id.wikipedia.org/wiki/Karl_Ferdinand_Braun http://id.wikipedia.org/wiki/Karl_Ferdinand_Braun http://id.wikipedia.org/wiki/Karl_Ferdinand_Braun http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=William_Henry_Eccles&action=edit&redlink=1 http://id.wikipedia.org/wiki/1873 http://id.wikipedia.org/wiki/Karl_Ferdinand_Braun http://id.wikipedia.org/wiki/Karl_Ferdinand_Braun http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=William_Henry_Eccles&action=edit&redlink=1 http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Frederick_Guthrie&action=edit&redlink=1

  • 8/18/2019 Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

    2/32

    ResistansiBulk = ∆Vd ∆ Id .9999999999999...(1.1)

    !a"bar 1.1 s nan dan imbol Dioda

    ( mber! $endi, 2:1 )

    1.2.2 Prinsi# Kerja Dio a

    'rinsip $erja Dioda berbeda dengan prinsip ata teori elektron yang menyeb tkan bah+a ar s listrik yang terjadi dikarenakan oleh pergerakan elektron dari k t b positif men j ke k t b negatif, tetapi dioda ini hanya mengalirkan ar s sat arah saja, yait D;.

  • 8/18/2019 Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

    3/32

    (lapisan deplesi) dimana terjadi keseimbangan m atan elektron dan hole. 3iasanya pada sisi ' banyak terbent k hole-hole yang siap menerima m atan elektron, sedangkan pada sisi banyak elektron yang siap nt k membebaskan diri, dengan kata lain jika sisi ' diberi m atan potensial yang lebih, maka elektron dari sisi akan langs ng mengisi setiap hole-hole yang ada di sisi '.

    1.2.$ Karakteristik Dio a

    "nt k mengetah i karakteristik dioda dapat dilak kan dengan #ara memasang dioda seri dengan seb ah #at daya D; dan seb ah resistor. Dari rangkaian per#obaan dioda terseb t dapat di k r tegangan dioda dengan ariasi s mber tegangan yang diberikan. Dari rangkaian peng jian terseb t dapat dib at k r a karakteristik dioda yang mer pakan f ngsi dari ar s ID, ar s yang melal i dioda, terhadap tegangan VD, beda tegangan antara titik a dan b.

    !a"bar 1.$ >angkaian 'eng jian $arakteristik Dioda ( mber! 5andoko, 2:1?)

    $arakteristik dioda dapat diperoleh dengan meng k r tegangan dioda (Vab) dan ar s yang melal i dioda, yait ID. Dapat di bah dengan d a #ara, yait meng bah VDD. 3ila ar s dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab, kita

    peroleh karakteristik dioda. 3ila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif) dioda dikatakan mendapat forward bias. 3ila VD negatif diseb t reverse bias ata bias m nd r. 'ada diatas V ; diseb t cut In voltage , I ar s sat rasi dan V'IV adalah peak inverse voltage . 3ila harga VDD di bah, maka ar s ID dan VD akan ber bah p la. 3ila kita memp nyai karakteristik dioda dan kita tah harga VDD dan >@, maka harga ar s ID dan VD dapat kita tent kan sebagai berik t. Dari gambar peng jian dioda diatas dapat ditent kan beberapa persamaan sebagai berik t. 3ila h b ngan di atas

    dil kiskan pada karakteristik dioda kita akan mendapatkan garis l r s dengan

  • 8/18/2019 Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

    4/32

    kemiringan (1A>@). -aris ini diseb t garis beban (load line ) seperti gambar berik t. !

    !a"bar 1.% $ r a $arakteristik Dioda Dan -aris 3eban ( mber! 5andoko, 2:1?)

    Dari gambar karakteristik diatas dapat dilihat bah+a garis beban memotong s mb V dioda pada harga VDD yait bila ar s I=:, dan memotong s mb I pada harga (VDDA>@). Bitik potong antara karakteristik dengan garis beban memberikan harga tegangan dioda V D(C) dan ar s dioda ID(C). Dengan meng bah harga VDD maka akan mendapatkan garis&garis beban sejajar seperti pada gambar diatas. 3ila VDD : dan EVDDE V'IV maka ar s dioda yang mengalir adalah ke#il sekali, yait ar s sat rasi I . Fr s ini memp nyai harga kira&kira 1GF

    nt k diodasilicon.

    1.2.% Bias &aju an Bias &un ur Dio a 1. 3ias Maj Dioda

    !a"bar 1.' Dioda dengan 3ias Maj ( mber! Fnonim )

    -ambar 1.? mer pakan gambar karakteristik dioda pada saat diberi bias maj . @apisan yang melintang antara sisi ' dan sisi diatas diseb t sebagai lapisan deplesi (depletion layer ), pada lapisan ini terjadi proses keseimbangan hole dan electron. e#ara sederhana #ara kerja dioda pada saat diberi bias maj adalah sebagai berik t, pada saat dioda diberi bias maj , maka electron akan bergerak dari terminal negative baterai men j terminal positive baterai (berkebalikan dengan arah ar s listrik). 6lektron yang men#apai bagian katoda

    (sisi dioda) akan memb at electron yang ada pada katoda akan bergerak

  • 8/18/2019 Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

    5/32

    men j anoda dan memb at depletion layer akan terisi pen h oleh electron , sehingga pada kondisi ini dioda bekerja bagai ka+at yang tersamb ng.

    2. 3ias M nd r Dioda

    !a"bar 1.( Dioda dengan 3ias M nd r ( mber! Fnonim )

    3erkebalikan dengan bias maj , pada bias m nd r electron akan bergerak dari terminalnegative baterai men j anoda dari dioda (sisi '). 'ada kondisi ini potensial positif yang terh b ng dengan katoda akan memb atelectron pada katoda tertarik menja hi depletion layer , sehingga akan terjadi pengosongan pada depletion layer dan memb at ked a sisi terpisah. 'ada bias m nd r ini dioda bekerja bagaikan ka+at yang terp t s dan memb at tegangan yang jat h pada dioda akan sama dengan tegangan supply.

    1.2.' )enis*)enis Dio a 1. Dioda ilikon ( i)

    Disamping oksigen, silikon adalah elemen yang banyak dalam d nia. at dari masalah terseb t terselesaikan, ke nt ngan silikon segera

    memb atnya menjadi pilihan semikond ktor. Banpa it elektronika modern, kom nikasi dan komp ter tidak dapat bekerja. eb ah atom silikon terisolasi memp nyai 1 proton dan 1 elektron.

  • 8/18/2019 Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

    6/32

  • 8/18/2019 Percobaan 1 Fix Pebri Yeni S

    7/32

    dengan memberi j mlahdoping yang lebih banyak pada samb ngan ' dan , ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin #epat ter#apai. ika pada dioda biasanya bar terjadi breakdown pada tegangan rat san olt, pada ener bisa terjadi pada angka p l han dan sat an olt. Didatasheet ada ener yang memiliki tegangan V sebesar 1,? Volt, 0,? Volt dan sebagainya.

    !a"bar 1., imbol Hener ( mber! 5andoko, 2:10)

    . @6D @6D adalah singkatan dariLight Emiting Dioda , mer pakan komponen

    dapat mengel arkan emisi #ahaya. @6D mer pakan prod k tem an lain setelah dioda. tr kt rnya j ga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditem kan bah+a elektron yang menerjang samb ngan '& j ga melepaskan energi ber pa energi panas dan energi #ahaya. @6D dib at agar lebih efisien jika mengel arkan #ahaya. "nt k mendapatkan emisi #ahaya pada semikond ktor, doping yang dipakai adalah gali m, arseni# dan phospor s. enis doping yang berbeda

    menghasilkan +arna #ahaya yang berbeda p la.

    !a"bar 1.- imbol @6D ( mber! 5andoko, 2:10)

    'ada saat ini +arna&+arna #ahaya @6D yang banyak ada adalah +arna merah, k ning dan hija . @6D ber+arna bir sangat langka. 'ada dasarnya sem a +arna bisa dihasilkan, nam n akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih @6D selain +arna, perl diperhatikan tegangan kerja, ar s maksim m dan disipasi dayanya. > mah (chasing ) @6D dan bent knya j ga berma#am&ma#am, ada yang persegi empat, b lat dan lonjong. @6D terb at dari berbagai material setengah penghantar #amp ran seperti misalnya galli m arsenida fosfida (-aFs'), galli