BAB I

LAPORAN KARAKTERISTIK DIODA

1.1 Tujuan Percobaan

1. Mengetahui tentang karakteristik dioda

2. Mampu menganalisis rangkaian dioda disaat forward bias (bias maju) dan

reverse bias (bias mundur)

1.2 Alat dan Bahan

1. Dioda IN4001

2. Resistor 1,2 kΩ

3. Multimeter

4. Power supply DC

5. Jumper

6. Proto board

1.3 Gambar Rangkaian

Gambar 1.1 Rangkaian percobaan karakteristik forward bias

Gambar 1.2 Rangkaian percobaan karakteristik reverse bias

1.4 Langkah Percobaan

1.4.1 Percobaan Karakteristik Forward Bias

1. Merangkai alat dan bahan sesuai dengan gambar rangkaian

2. Mengukur tegangan pada dioda (Vo)

3. Mengukur tegangan pada resistor (Vr)

4. Mencatat hasil pengukuran

5. Melakukan langkah 1-4 dengan 10 variasi sumber tegangan

1.4.2 Percobaan Karakteristik Reverse Bias

1. Merangkai alat dan bahan sesuai dengan gambar rangkaian

2. Mengukur tegangan pada dioda (Vo)

3. Mengukur tegangan pada resistor (Vr)

4. Mencatat hasil pengukuran

5. Melakukan langkah 1-4 dengan 10 variasi sumber tegangan

1.5 Data Percobaan

NoTegangan

Sumber (Vs) volt

Tegangan Diode maju

(Vd)

Tegangan beban Diode maju (Vd)

Tegangan Diode

mundur (Vd)

Tegangan beban Diode mundur (Vd)

1 1,27 0,56 0,71 1,27 02 1,35 0,57 0,78 1,35 03 2,00 0,59 1,41 2,00 04 2,72 0,61 2,1 2,71 05 3,21 0,62 2,59 3,21 06 4,22 0,66 3,56 4,22 07 4,64 0,65 3,99 4,64 08 5,22 0,65 4,57 5,22 09 6,38 0,66 5,71 6,38 010 6,85 0,66 6,2 6,84 0

1.6 Analisa dan Pembahasan

D i o d e a d a l a h s u a t u k o m p o n e n e l e k t r o n i k

y a n g d a p a t melewatkan arus pada satu arah saja. Struktur diode adalah

sambungan semikonduktor jenis-p dan jenis-n. Dengan struktur demikian, arus

akan mengalir dari sisi p menuju sisi n. Ada berbagai macam diode, yaitudiode

tabung, diode sambungan p-n, diode kontak titik (point-contact diode) d a n

s e b a g a i n y a . D i o d e m e m e g a n g p e r a n a n s a n g a t p e n t i n g dalam

elektronika, diantaranya adalah untuk menghasilkan tegangansearah

dari tegangan searah dari tegangan bolak-balik, untuk mengesangelombang radio,

untuk membuat berbagai bentuk gelombang isyarat,u n t u k m e n g a t u r

t e g a n g a n s e a r a h a g a r t i d a k b e r u b a h d e n g a n b e b a n m a u p u n

d e n a g n p e r u b a h a n t e g a n a n j a l a - j a l a ( P L N ) , u n t u k

s a k l a r   elektronik, LED, laser semikonduktor, mengesan gelombang

mikrodan lain-lain.

Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda

seringkalidisebut karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum

dari dioda adalahu n t u k m e m p e r b o l e h k a n a r u s l i s t r i k m e n g a l i r

d a l a m s u a t u a r a h ( d i s e b u t kondisi panjar maju) dan untuk menahan

arus dari arah sebaliknya (disebutk o n d i s i p a n j a r m u n d u r ) .

K a r e n a n y a , d i o d a d a p a t d i a n g g a p s e b a g a i v e r s i elektronik dari

katup pada transmisi cairan.

Adapun beberapa jenis dioda antara lain adalah :

LED ( Light Emmiting Diode )

Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED ( light

emitting diode ) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya

monokromatik.

Foto Dioda

Foto Dioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda

dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya

menjadi arus listrik.

Dioda Zener

Sebuah dioda biasanya dianggap sebagai komponen yang menyalurkan listrik

ke satu arah, namun Zener Dioda dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat

mengalir ke arah yang berlawanan, jika tegangan yang diberikan melampaui

batas "tegangan rusak"(breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Dioda

jenis ini biasa digunakan sebagai penstabil tegangan.

Dioda Schottky (SCR)

SCR singkatan dari Silicon Control Rectifier. Adalah Dioda yang mempunyai

fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk keluarga

semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron.

Sebagai pengendalinya adalah gate (G).

1.6.1 Perhitungan Arus

1.6.1.1 Arus Dioda Bias Maju

Arus yang mengalir pada dioda itu besarnya sama dengan

besar arus total karena dirangkai secara seri. Maka untuk mencari

arus pada dioda bisa digunakan rumus

I=VrR

Jika dimasukkan menggunakan data nomer 1, arus yang mengalir

pada dioda didapat sebesar 0,59 mA. Dengan cara yang sama

menggunakan data yang lain akan didapat hasil sebagai berikut.

No Tegangan beban Diode maju (Vd) Hambatan (R) kΩArus Dioda (Id)

mA1 0,71 1,2 0,592 0,78 1,2 0,653 1,41 1,2 1,1754 2,1 1,2 1,755 2,59 1,2 2,166 3,56 1,2 2,977 3,99 1,2 3,338 4,57 1,2 3,809 5,71 1,2 4,7610 6,2 1,2 5,17

Dari hasil perhitungan di atas dapat disimpulkan bahwa semakin

besar tegangan yang diberikan maka akan semakin besar arus yang

melalui dioda tersebut.

1.6.1.2 Arus Dioda Bias Mundur

Saat dioda dibias mundur, tegangan pada resistor kita

dapatkan nilai nol. Jika kita masukkan dalam rumus

I=VrR

Jika dimasukkan menggunakan data nomer 1, arus yang mengalir

pada dioda didapat sebesar 0 mA. Dengan cara yang sama

menggunakan data yang lain akan didapat hasil sebagai berikut.

NoTegangan Diode

mundur (Vd)

Tegangan beban Diode mundur

(Vd)

Hambatan (R) kΩ

Arus Dioda (Id) Ampere

1 1,27 0 1,2 02 1,35 0 1,2 03 2,00 0 1,2 04 2,71 0 1,2 05 3,21 0 1,2 06 4,22 0 1,2 07 4,64 0 1,2 08 5,22 0 1,2 09 6,38 0 1,2 010 6,84 0 1,2 0

Dari data di atas dapat kita simpulkan jika dioda diberi bias mundur

(reverse bias) maka arus tidak bisa mengalir pada dioda (besar arus

sama dengan 0 A).

1.6.2 Perhitungan Hambatan

1.6.2.1 Hambatan Dioda Bias Maju

Untuk mencari hambatan pada dioda kita dapat

menggunakan rumus R=VdI

. Dengan menggunakan data nomor 1

maka hambatan dioda yang didapat adalah sebesar 0,95 kΩ.

Dengan cara yang sama menggunakan data yang berbeda akan

didapatkan hasil sebagai berikut.

NoTegangan Sumber

(Vs) voltTegangan Diode

maju (Vd)Arus Dioda

(Id) mAHambatan Dioda

(Rd) kΩ1 1,27 0,56 0,59 0,952 1,35 0,57 0,65 0,883 2,00 0,59 1,175 0,504 2,72 0,61 1,75 0,355 3,21 0,62 2,16 0,296 4,22 0,66 2,97 0,227 4,64 0,65 3,33 0,198 5,22 0,65 3,80 0,179 6,38 0,66 4,76 0,1410 6,85 0,66 5,17 0,13

Berdasarkan data di atas dapat kita simpulkan jika semakin

besar arus yang mengair pada dioda maka hambatan pada dioda

akan semakin kecil.

1.6.2.2 Hambatan Dioda Bias Mundur

Pada dioda bias mundur, untuk mencari hambatan pada

dioda bisa kita gunakan rumus R=VdI

, dimana I adalah arus saat

bias mundur yang besarnya 0 A. Jika dari data 1 kita masukkan

maka hambatan pada dioda akan didapat sebesar ∞ (tak hingga).

Dengan cara yang sama menggunakan data yang berbeda

maka akan didapat hasil sebagai berikut.

NoTegangan

Sumber (Vs) voltTegangan Diode

mundur (Vd)Arus Dioda (Id) Ampere

Hambatan Dioda (Rd) kΩ

1 1,27 1,27 0 ∞2 1,35 1,35 0 ∞3 2,00 2,00 0 ∞4 2,72 2,71 0 ∞5 3,21 3,21 0 ∞6 4,22 4,22 0 ∞7 4,64 4,64 0 ∞8 5,22 5,22 0 ∞9 6,38 6,38 0 ∞10 6,85 6,84 0 ∞

Dari hasil data di atas dapat kita ambil kesimpulan bahwa

jika dioda di reverse bias, maka hambatan yang ada pada dioda

tersebut adalah sebesar ∞ (tak hingga).

1.6.3 Grafik Hubungan antara Tegangan dan Arus pada Dioda

1.6.3.1 Grafik Tegangan dan Arus Dioda Bias Maju

Dioda bila diberi bias maju ( forward biased ) akan mampu

mengalirkan arus. Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa dioda

memiliki karakteristik sebagai komponen non linear karena

perbandingan pertambahan besar tegangan dan arus tidak lah linear.

Kita lihat dari grafik diatas bahwa terdapat tegangan batas, yaitu pada

sekitar 0.6 – 0.7 Volt. Dimana sebelum tegangan batas ini tercapai

dioda hanya mampu mengalirkan arus yang sangat kecil, namun setelah

tegangan batas ini tercapai dioda dapat mengalirkan arus yang besar.

Dan ketika tegangan batas ini tercapai, tegangan pada dioda hampir

dapat dikatakan tidak bertambah lagi walaupun tegangan sumber

diperbesar.

1.6.3.2 Grafik Tegangan dan Arus Dioda Bias Mundur

Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa ketika diode diberi bias

mundur, maka diode tidak dapat mengalirkan arus. Walaupun tegangan

diperbesar diode tetap tidak dapat mengalirkan arus.

1.6.3.3 Grafik Ideal Tegangan dan Arus Dioda

Gambar diatas merupakan gambar grafik ideal tegangan dan

arus untuk diode. Dari grafik diatas, ketika diode diberi bias maju dapat

kita lihat terdapat tegangan batas sebesar 0.7 Volt atau yang biasa

disebut tegangan offset. Dapat dilihat diode memiliki karakteristik

dimana ketika tegangan offset ini belum tercapai diode belum dapat

mengalirkan arus. Sedangkan ketika tegangan offset ini tercapai diode

dapat mengalirkan arus yang besar.

Dari grafik diatas, dapat pula kita lihat ketika diode diberi bias

mundur terdapat tegangan breakdown. Tegangan breakdown ini adalah

batas tegangan dimana diode yang seharusnya tidak dapat mengalirkan

arus ketika diberi bias mundur dapat mengalirkan arus saat tegangan

breakdown ini tercapai. Bila hal ini terjadi dapat merusak diode

tersebut.

1.7 Kesimpulan

1. Dioda merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai

penyearah arus listrik

2. Dioda bekerja dengan 2 macam cara yaitu forward bias dan reverse bias

3. Saat forward bias besar hambatan tergantung pada besar tegangan dan arus

yang melewati dioda

4. Saat reverse bias hambatan pada dioda adalah ∞ (tak hingga) sehingga tdk

bisa mengalirkan arus