pengukuran karakteristik dioda

23
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika Informatika mth 2009 EL2140 EL2140 Praktikum Elektronika Praktikum Elektronika Percobaan 1 Percobaan 1 Karakteristik dan Karakteristik dan Aplikasi Dioda Aplikasi Dioda

Upload: gegerkalongciwarua

Post on 14-Dec-2014

93 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

pengukuran karakteristik dioda

TRANSCRIPT

Page 1: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

EL2140EL2140Praktikum ElektronikaPraktikum Elektronika

Percobaan 1Percobaan 1

Karakteristik danKarakteristik danAplikasi DiodaAplikasi Dioda

Page 2: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

TujuanTujuan

• Memahami karakteristik dioda biasa Memahami karakteristik dioda biasa dan dioda zener dan dioda zener

• Memahami penggunaan dioda dalam Memahami penggunaan dioda dalam rangkaian penyearah rangkaian penyearah

• Mempelajari pengaruh filter Mempelajari pengaruh filter sederhana pada suatu sumber DC sederhana pada suatu sumber DC

• Memahami penggunaan dioda untuk Memahami penggunaan dioda untuk rangkaian Clipper dan Clamper rangkaian Clipper dan Clamper

Page 3: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Karakteristik IV DiodaKarakteristik IV Dioda

• Berpola eksponensialBerpola eksponensialIIDD = I = IS S (exp(V (exp(VD D /nV/nVT T )-1))-1)

• PenyederhanaanPenyederhanaan– Forward bias cut-in Forward bias cut-in

voltage voltage – Reverse bias Reverse bias

breakdown voltagebreakdown voltage

• Tegangan cut-inTegangan cut-in– Si 0.7VSi 0.7V– Ge 0.2VGe 0.2V

iD

vD

0

vD >0vD <0

iD

vD

0

vD >0vD <0

Page 4: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

PlottingPlotting Karakteristik Dioda Karakteristik Dioda

• Pengukuran ideal Pengukuran ideal plot dengan plot dengan Curve Curve TracerTracer– Prinsip: memberikan Prinsip: memberikan

tegangan sweep dan tegangan sweep dan mengukur arusmengukur arus

• Alternatif: arus Alternatif: arus diukur secara tidak diukur secara tidak langsung pada langsung pada tegangantegangan– Plot dengan Plot dengan xy-xy-

recorderrecorder atau xy-plot atau xy-plot dengan osiloskopdengan osiloskop

A

VDUT

i

-

+

vD

D

Page 5: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Pengukuran Karakteristik Pengukuran Karakteristik DiodaDioda

• Rangkaian PengukuranRangkaian Pengukuran– Arus ID diukur amperemeterArus ID diukur amperemeter– Tegangan VD dengan voltmeterTegangan VD dengan voltmeter

• PengamatanPengamatan– Ubah-ubah V dari nilai nol Ubah-ubah V dari nilai nol

hingga sekitar maks 0.7V atau hingga sekitar maks 0.7V atau arus maks sesuai dioda yang arus maks sesuai dioda yang dipakai dan catat Idipakai dan catat IDD dan V dan VDD

– Lakukan dengan polaritas V Lakukan dengan polaritas V dibalik untuk VD negatif mulai dibalik untuk VD negatif mulai nol hingga sekitar 6Vnol hingga sekitar 6V

– Plot kurva IPlot kurva IDD vs V vs VDD

• Resistor R pembatas arus/ Resistor R pembatas arus/ pengaman diodapengaman dioda

A

VDUT

i-

+

vD

D

V

R

Page 6: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Rangkaian PengukuranRangkaian Pengukuran

Generator Sinyal

Page 7: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Pengamatan v vs vPengamatan v vs v• PengamatanPengamatan

– Tegangan diberikan dengan Tegangan diberikan dengan generator sinyalgenerator sinyal

– Osiloskop pada mode Osiloskop pada mode pengukuran xypengukuran xy

• PerhatikanPerhatikan– GND signal generator tidak GND signal generator tidak

boleh tersambung dengan boleh tersambung dengan osiloskoposiloskop

– Polaritas tegangan resistor Polaritas tegangan resistor berlawanan dengan arus dioda berlawanan dengan arus dioda (gunakan tombol INV untuk (gunakan tombol INV untuk membaliknya)membaliknya)

– Resistor R pembatas arus/ Resistor R pembatas arus/ pengaman dioda dan pengubah pengaman dioda dan pengubah arus menjadi teganganarus menjadi tegangan

VDUT

i

+

-vR

D

R

-

+v

D

vy

vx

GND

+

iiDD = -V = -VRR/R/R

Page 8: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Masalah KoplingMasalah Kopling

• Untuk membuat kurva I-V dengan Untuk membuat kurva I-V dengan osiliskop, kopling port X dan Y harus osiliskop, kopling port X dan Y harus selalu DC!selalu DC!

• Perhatikan titik awal (origin) dan Perhatikan titik awal (origin) dan garis absis dan ordinatgaris absis dan ordinat

Page 9: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Pemberian TeganganPemberian Tegangan

• KCLKCLvvSS = V = VRR + V + VDD = I = IDD R + V R + VDD

• Arus diodaArus dioda– Dari rangkaianDari rangkaian

IIDD = (V - V = (V - VD D )/R)/R– Sifat dioda forward biasSifat dioda forward bias

IIDD = I = IS S (exp(V (exp(VD D /nV/nVT T )-1))-1)– Sifat dioda reverse biasSifat dioda reverse bias

mirip dengan besaranmirip dengan besaranberbedaberbeda

• Perubahan tegangan padaPerubahan tegangan padaresistor tidak linier terhadap resistor tidak linier terhadap tegangan sumbertegangan sumber i

-

+

vD

D

++ -vR

vS

iD

vD

0

vS >0vS <0

Page 10: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Penggunaan ResistorPenggunaan Resistor

• ManfaatManfaat– Mengubah arus ke teganganMengubah arus ke tegangan– Membatasi arus rangkaian khususnya diodaMembatasi arus rangkaian khususnya dioda

• Rating komponenRating komponen– Resistor – daya disipasi, contoh 0.5W, 5WResistor – daya disipasi, contoh 0.5W, 5W– Dioda – arus, tegangan breakdownDioda – arus, tegangan breakdown– Dioda Zener – daya disipasi, contoh 250mWDioda Zener – daya disipasi, contoh 250mW

• Lakukan perhitungan kasar kaitan rating Lakukan perhitungan kasar kaitan rating dengan rangkaian yang disusundengan rangkaian yang disusun

Page 11: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Dioda Sebagai PenyearahDioda Sebagai Penyearah

• Penyearah setengah gelombangPenyearah setengah gelombang• Penyearah gelombang penuhPenyearah gelombang penuh

– Dengan rangkaian jembatanDengan rangkaian jembatan– Dengan center-tap transformerDengan center-tap transformer

• ManfaatManfaat– Konversi arus ac ke DCKonversi arus ac ke DC– Modulasi atau Modulasi atau mixingmixing frekuensi frekuensi

• Isu terkaitIsu terkait– Tegangan jatuh untuk forward biasTegangan jatuh untuk forward bias– PIV untuk reverse biasPIV untuk reverse bias

Page 12: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Penyearah Setengah Penyearah Setengah GelombangGelombang

• Menggunakan satu Menggunakan satu Dioda Untuk Dioda Untuk vvSS=V=Vss

sin(sin(t)t) Peak Inverse Peak Inverse Voltage (PIV) sebesar Voltage (PIV) sebesar VVss

vL

vS

t0

VVss kecil kecilvSvL

t0

VVss besar besar

-

+

vL+

+ -vD

vS

Page 13: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Rangkaian PengukuranRangkaian Pengukuran

Jala-jala Listrik

Page 14: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Pengukuran Arus PenyearahPengukuran Arus Penyearah

Resistansi Kecil

Page 15: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Penyearah Gelombang Penuh Penyearah Gelombang Penuh JembatanJembatan

• Menggunakan empat Menggunakan empat dioda untuk dioda untuk vvSS=V=Vss

sin(sin(t)t) Peak Inverse Peak Inverse Voltage (PIV) sebesar Voltage (PIV) sebesar 22VVs s --VV

vL

t0

-

+

vL

+vD+

vS-

Page 16: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Rangkaian PengukuranRangkaian Pengukuran

Page 17: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Penyearah Gelombang Penuh Penyearah Gelombang Penuh dengan Center Tapdengan Center Tap

• Menggunakan dua Menggunakan dua Dioda dan Dioda dan transformator center transformator center tap untuk tap untuk vvSS=V=Vss sin( sin(t)t) PIV sebesar PIV sebesar VVss

-

+

vL

+ + -vDvS

vS

vL

t0

vS

+

Page 18: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Rangkaian PengukuranRangkaian Pengukuran

Page 19: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Pengukuran Resistansi Pengukuran Resistansi OutputOutput

• Beri tegangan input Beri tegangan input dan gunakan digital dan gunakan digital multimeter membaca multimeter membaca tegangan output saat tegangan output saat terbuka (RX dilepas) terbuka (RX dilepas) dan terhubung dengan dan terhubung dengan beban. Ubah beban beban. Ubah beban hingga tegangan hingga tegangan output pada beban output pada beban setengah tanpa bebansetengah tanpa beban

???? V

+V0 vi RX

R0

Page 20: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Rangkaian ClipperRangkaian Clipper

• Digunakan untuk “memotong” kelebihan Digunakan untuk “memotong” kelebihan tegangantegangan

• Dapat menggunakan dioda biasa atau Dapat menggunakan dioda biasa atau dengan dioda zenerdengan dioda zener

• Dioda biasa menggunakan cut in untuk Dioda biasa menggunakan cut in untuk memotong, perlu sumber tegangan untuk memotong, perlu sumber tegangan untuk menentukan nilai “tegangan potong”-nyamenentukan nilai “tegangan potong”-nya

• Dioda zener menggunakan tegangan Dioda zener menggunakan tegangan zener untuk menentukan tegangan zener untuk menentukan tegangan potongnyapotongnya

Page 21: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Rangkaian PengukuranRangkaian Pengukuran

150k

5V 5V

Sekunder Transformator,Primer dihubungkan ke jala-jala

Page 22: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Rangkaian PengukuranRangkaian Pengukuran

150k

Sekunder Transformator,Primer dihubungkan ke jala-jala

Page 23: Pengukuran Karakteristik Dioda

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

mth 2009

Hal-hal yang Perlu Hal-hal yang Perlu DiperhatikanDiperhatikan

• Letak dan hubungan GND sumber sinyal Letak dan hubungan GND sumber sinyal dan osiloskopdan osiloskop– Apakah terhubung langsung melalui GND kabel Apakah terhubung langsung melalui GND kabel

koaksial?koaksial?– Apakah GND terhubung melalui jaringan jala-Apakah GND terhubung melalui jaringan jala-

jala?jala?

• Pemilihan input coupling pada osiloskopPemilihan input coupling pada osiloskop– Bentuk tegangan apa yang akan diukur?Bentuk tegangan apa yang akan diukur?

• Pemilihan signal triger untuk signal sweepPemilihan signal triger untuk signal sweep• Impedansi output Generator SinyalImpedansi output Generator Sinyal