** JURNAL KARAKTERISTIK DIODA**

LEMBAR PENGESAHAN

Laporan Lengkap Praktikum Elektronika Dasar yang berjudul “ Karakteristik Dioda “ disusun oleh :

Nama                : Minarti

Nim                 : 20600112099

Kelompok/Gol : V/C

Telah diperiksa dengan teliti oleh Asisten dan dinyatakan Acc dengan nilai :                     

                                                                                                                                   

                                                                                                    Samata,    Januari 2014

Asisten                                                                                                  Praktikan

Muh. Syihab Ikbal, S.pd                                                                         Minarti

Nip :                                                                                                Nim : 20600112099

                                                           

 Mengetahui,

                                                         Koordinator Kelas

                                                           

                                                            Budi Haryanto

                                                      Nim : 20404110020

KARAKTERISTIK DIODA

Minarti, Sitti Zam-zam, Yusfirah khariskawat, Bandi

Jurusan Pendidikan Fisika Fakultas Tarbiyah UIN Alauddin Makassar

Abstrak

Telah dilakukan praktikum elektronika dengan judul “karakteristik dioda”. Praktikum ini               dilaksanakan di Laboratorium Elektronik Jurusan Pendidikan Fisika. Praktikum ini bertujuan untuk menjelaskan perbedaan mendasar antara dioda penyearah, memahami prinsip kerja dioda penyearah, menggambarkan dan menjelaskan karekteristik arus tegangan (i-v) dari dioda penyearah. Variabel yang diukur dalam praktikum ini adalah tegangan dan arus dioda.  Hasil pengamatan menunjukkan bahwa pada pengukuran teganngan dan arus  pada  panjar maju arus mulai menujukkan arah ketika voltmeter menunjukkan tegangan sebesar 0,00 volt dengan arus sebesar 0,01 mA .  Jika kenaikan tegangan 0,01 volt arus juga meningkat.pada keadaan panjar mundur, arus mulai mengalir pada arus 0,00 mA. Tegangan bias kemudian dinaikkan dengan kenaikan 0,00 dan arus meningkat menjadi 0,16 dan seterusnya arus terus meningkat dengan kenaikan 1 mA dan tegangannya tetap 0,00 sampai pada akhir pengambilan data tetap 0,00 volt akan tetapi arusnya tetap terus meningkat.

Kata kunci: karakteristik Dioda, Dioda penyearah, Panjar Maju dan Panjar Mundur.

TUJUAN

1.   Dapat mengetahui prinsip kerja diode penyearah.

2.      Dapat menggambarkan dan menjelaskan karakteristik Arus-Tegangan (I-V) dari diode penyearah.

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Dasar

Dalam hal ini ada dua jenis dioda, yaitu : dioda ideal dan real dioda. Ketika kita mendiskusikan dioda ideal, kita akan mengganti ke sebuah model ideal dari dioda. Kita menggunakan model kira-kira dari I-IV dioda. Jadi, ketika kita menggunakan bentuk “real dioda,” kita mengganti ke sebuah model perbahan dioda, bukan sebuah jenis dioda yang berbeda. Begitu banyak dioda tersedia karena dioda biasanya digunakan untuk rektifikasi, banyak perusahaan manufaktur menggunakan dioda pula. Dioda alami dibentuk dari tabung hampa. Pada tahun 1940 dan tahun 1950, teknik mesin di Bell Laboratories menemukan bahwa mereka bisa membentuk dioda dari bahan kristal, yang secara umum dibuat dari silikon dan germanium. Banyak dioda modern dibuat dari bahan material semikonduktor silikon. Untuk alasan ini, akan dibatasi pembahasannya dan selanjutnya dua silikon dioda, jenis dioda tambahan, termasuk itu dioda germanium. Untuk menemukan kurva I-IV untuk sebuah real dioda dan mengukur tegangan dan arus yang dimiliki suatu dioda dengan memasukkan sumber tegangan yang bervariasi. Ketika tegangan dioda adalah negatif, arus dioda adalah negatif pula dan sangat kecil. Arus yang mengalir dalam dioda sering disebut arus bocor. Arus bocor adalah begitu kecil, biasanya diasumsikan bahwa sebuah real dioda tersebut adalah sebuah lintasan terbuka. Jika dibandingkan kurva real dioda I-IV dengan kurva baterai I-IV, dapat dilihat kenaikan yang mendekati untuk arus positif. Dalam kedua kasus ini, kurva adalah suatu garis yang hampir mendekati vertikal. Dioda berperan sebagai sebuah baterai 0,7V. ini merupakan perbedaan umum dari dioda ideal dan real dioda. Antara real dioda dan dioda ideal memperkirakan lintasan yang terbuka ketika keduanya OFF, dioda ideal adalah sebuah lintasan pendek ketika ON, sedangkan real dioda dapat diperkirakan dengan sebuah baterai 0,7V ketika ON. Tidak seperti baterai biasanya, dioda bukanlah sebuah sumber energi. Dioda merupakan sebuah perangkat yang mana penurunan resistansi karena arus yang melewatinya mengalami penaikan. Tegangan menyimpang pada saat dioda ON. Penggunaan baterai 0,7V untuk membuat tegangan dioda menyala merupak suatu perubahan sederhana dengan model on-off. Biarpun, sebuah model akurat dari real dioda juga termasuk beberapa resistansi(Michael Hassul, 1997: 48-50).

Terjadinya pasangan elektron lubang merupakan proses yang dapat-balik; energi dilepas bila elektron bergabung kembali dengan lubang. Untuk silikon dan germanium, rekombinasi biasanya terjadi pada cacat dalam kristal yang dapat menjebak elektron atau lubang yang bergerak, menyerap energinya, dan menahannya hingga mitra rekombinasi datang. Hanya kadang-kadang pada silikon atau germanium tetapi sering pada senyawa III-V seperti galium arsenida, elektron langsung jatuh ke lubang dan foton energi dibangkitkan. Sambungan galium arsenida yang memberikan kondisi optimum untuk pembangkitan radiasi dalam daerah tampak mata disebut dioda pemancar-cahaya (LED – light-emitting diode). Dengan kondisi khusus, cahaya yang dipancarkan menjadi koheren dan piranti disebut laser sambungan (junction laser)(Ralph, 1984 : 290).

R adalah tahanan untuk mengatur arus I, sehingga arus kerjanya tercapai. Jadi setiap saat bila arus yang memulainya berubah, maka harga R harus pula diatur kembali. Koefisien temperatur dari tegangan terminalnya tergantung dari tegangan terminal itu sendiri. Stabilitas dari tegangan terminal adalah kira-kira 0,005% per tahun. Dioda Zener yang secara mekanis adalah kuat memungkinkan diambilnya arus dalam batas-batas yang tertentu, dan sering dipergunakan sebagai pengganti dari sel standar. Akan tetapi harga tegangan terminalnya dari dioda Zener harus ditentukan dengan mempersamakannya dengan sel standar.                                                                                                                     Bentuk dan lambang diode adalah sebagai berikut ini.terminal A adalah anode dan terminal C adalah katode. Diode dapat mengalirkan arus ke arah maju (A) tetapi menghambat arus dalam arah terbalik (B), pekerjaan ini disebut pengarahan /penyearahan(Osamu, 2000: 152).

Alat dan Komponen

1.    Alat

a.       Power Supply 0,75 Volt                                                                                  1 buah

b.      Kabel penghubung                                                                                           6 buah

c.       Ammeter   digital DC 20 mA                                                                          1 buah                   

d.      voltmeter digital DC 20 volt                                                                            1 buah

2.      Komponen                                                 

a.       Resistor 220 Ω                                                                                                 1 buah

b.      Dioda IN 4002                                                                                                  1 buah

c.       Potensiometer B10 K                                                                                       1 buah

Identifikasi Variabel

1.    Variabel Kontrol        : Potensiometer

2.    Variabel Ukur            : Tegangan Dioda, Arus Dioda

3.    Variabel Manipulasi  : Tegangan Potensiometer

4.    Variabel Konstan       : Tegangan Sumber

Definisi Operasional

1.    Variabel Kontrol

-       Potensiometer adalah komponen yang digunakan untuk memanipulasi tegangan sumber.

2.    Variabel Ukur

-       Tegangan Dioda (V_D) adalah tegangan yang diukur dengan voltmeter di panjar maju dan panjar mundur  pada dioda penyearah.

-       Arus Dioda (I_D) adalah arus yang diukur dengan amperemeter di panjar maju dan panjar  mundur pada dioda penyearah.

3.    Variabel Manipulasi

-       Tegangan Potensiometer adalah tegangan sumber yang diubah-ubah nilai resistansinya untuk mendapatkan nilai tegangan masukan yang diinginkan.

4.    Variabel Konstan

-       Tegangan sumber power supply adalah penyuplai energi atau  tegangan pada rangkaian panjar maju dan panjar mundur dioda penyearah.

ProsedurKerja

       Adapun prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini adalah sebagai beriku:

1.    Hubungan antara tegangan dan arus pada keadaan panjar maju

a.       Membuat rangkaian seperti rangkaian berikut:

.

                                                                           

Gambar 8.1 rangkaian dioda panjar maju (Copyright, Penuntun Elektronika Dasar 1, 2014: 36).

b.      Mengatur tegangan pada power supply yaitu 7,5 volt.

c.       Mengatur potensiometer pada posisi minimum dan mengamati penunjukan kedua yang tertera pada alat ukur.

d.      Menaikkan tegangan bias dengan memutar potensiometer hingga voltmeter menunjukkan tegangan 0,01 volt,mencatat penunjukkan kedua alat ukur pada tabel pengamatan.

e.       Mengulangi kegiatan 4,untuk tiap kenaikan tegangan bias.

f.       Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

2.    Hubungan tegangan dan arus dioda pada keadaan panjar mundur

a.         Membuat rangkaian seperti rangkaian berikut

 

Gambar 8.2 Rangkaian dioda pada panjar mundur (Copyright, Penuntun Elektronika dasar 1, 2014: 36).

b.      Mengatur tegangan pada power supply yaitu 7,5 volt

c.       Mengatur potensiometer pada posisi minimum dan mengamati penunjukkan kedua yang tertera pada alat ukur.

d.      Menurunkan tegangan bias dengan memutar potensiometer hingga voltmeter menunjukkan tegangan -0,01 volt,mencatat penunjukkan kedua alat ukur pada tabel pengamatan.

e.       Mengulangi kegiatan 4,untuk tiapa penurunan tegangan bias.

f.       Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Hasil Pengamatan

        Hasil pengamatan yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

a.       Panjar Maju

Tabel 8.1 : Hubungan tegangan (VD) dengan arus (ID) pada dioda dengan panjar maju

Batas Ukur Amperemeter            : 200 A

 Batas Ukur Voltmeter                 : 20 Volt

Potensiometer                              : B10 K

Resistor                                        : 220 Ω

	VD (Volt)	ID
1	0	0
2	0,05	0,01
3	0,15	0,01
4	0,25	0,01
5	0,35	0,01
6	0,45	0,21
7	0,56	0,82
8	0,58	3,53
9	0,60	4,34
10	0,61	5,13
11	0,62	6,20
12	0,63	6,84
13	0,64	6,95
14	0,65	8,36
15	0,66	8,62
16	0,67	11,36
17	0,68	12,40
18	0,69	12,52
19	0,70	13,62
20	0,71	13,60
21	0,72	15,05

b.    Panjar Mundur

Tabel 8.2 : Hubungan antara Arus dan Tegangan (I-V) pada Ciri Statistik dioda penyearah    Panjar Mundur.

Batas Ukur Amperemeter              : 200 A

Batas Ukur Voltmeter                    : 20 Volt

Potensiometer                                 : 12,63 V

Potensiometer                                 : B10 K

Resistor                                          : 220 Ω

No	Vd (Volt)	Id (A)
1	0,0	-0,0
2	0,1	-0,01
3	0,2	-0,01
4	0,3	-0,01
5	0,4	-0,01
6	0,5	-0,01
7	0,6	-0,01
8	0,7	-0,01
9	0,8	-0,01
10	0,9	-0,01
11	1,0	-0,01
12	2,11	-0,01
13	3,05	-0,01
14	4,07	-0,01
15	5,04	-0,01
16	6,18	-0,01
17	7,35	-0,01
18	8,06	-0,01
19	8,18	-0,01

Grafik

a.       Panjar Maju

a.   Grafik panjar maju

Analisis Grafik

Garis beban diperoleh dari:

            V_DD      = I_D . R_L

                I_D         =

                        =

                        = 0,00327 A

                        = 3,27 mA

            V_DD      = V_{D maksimum}

                        = 0,72 volt

b.      Grafik Panjar Mundur

PEMBAHASAN

Kegiatan 1 : Hubungan antara arus (I_D) dan tegangan (V_D) dioda pada panjar maju

Pada percobaan ini, kami menggunakan tegangan sumber 7,5 Volt dari power suplay dan menggunakan multimeter dengan batas ukur 20 mA dan batas ukur Voltmeter 20 V serta resistor 220 KΩ. Komponen lain yang kami gunakan adalah potensiometer dan dioda IN 4002 yang akan diukur nilai tegangan dan arusnya pada panjar maju. Dimana anoda dioda dihubungkan dengan kutub positif power suplay dan katoda dihubungkan dengan kutub negatif power suplay. Kemudian mengukur arus dan mengukur tegangan pada dioda. Sehingga didapat pembacaan kuat arus dan tegangan pada dioda, kemudian kami memutar potensiometer untuk memperoleh data sebanyak mungkin sampai pembacaan tegangan pada voltmeter taklagi mampu mendeteksi tegangan yang masuk pada dioda. Sehingga dapat disimpulkan, bahwa semakin tinggi tegangan pada dioda panjar maju maka nilai kuat arus akan semakin bertambah seiring bertambahnya tegangan. Hingga voltmeter taklagi mampu mendeteksi tegangan yang mengalir pada dioda.

Kegiatan 2: : Hubungan antara arus dan tegangan pada panjar mundur

Pada percobaan ini, kami menggunakan tegangan sumber sebesar 7,5 Volt dari power suplay. Menggunakan multimeter batas ukur amperemeter 20 mA dan batas ukur Voltmeter  20 Volt serta resistor 220 KΩ. Komponen lain yang kami gunakan adalah potensiometer dan dioda IN 4002 . Pada kegiatan ini, dimana dioda dibalik dari posisi semula yaitu anoda dihubungkan dengan kutub negatif power suplay dan katoda dihubungkan dengan kutub positif power suplay. Kemudian kami mengukur arus yang melewati dioda dantegangan pada dioda. Sehingga didapat tegangan pada dioda bermula pembacaannya adalah kecil dan seiring diputarnya potensiometer maka tegangannya pun meningkat sedangkan arus-nya hanya terbaca -0,1A. Sehingga dapat disimpulkan, bahwa pada panjar maju seiring  meningkatya tegangan pada mulanya arus yang terbaca tetap dan perlaha nmeningka tdan  melonjat. Sehingga grafik yang diperoleh hubungan antara tegangan dan arus pada diode adalah melengkung ke atas. sedangkan  pada panjar mundur tegangan bermula kecil dan semakin membesar seiring diputarnya potensiometer sedangkan arusnya yang terdeteksi tidak berubah yaitu -0,1 A. Sehingga grafiknya digambarkan melengkung kearah kiri bawah.

SIMPULAN DAN DISKUSI

Kesimpulan yang didapat pada percobaan ini yaitu dioda penyearah berfungsi sebagai stabilitas tegangan yang bekerja pada keadaan panjar maju, dan pada percobaan yang kami lakukan pada panjar maju tegangan mulai menunjukkan kenaikan arus pada tegangan 0,00 dan terus meningkat sampai pada tegangan 0,05 volt dengan arus 0,01 A, sedangkan pada pengukuran tegangan dan arus diode pada panjar mundur, tegangan mulai memperlihatkan kenaikan arus pada tegangan 0,00 dengan kenaikan arus pertama 0,00 A dan tegangannnya yaitu pada data 2 dan data terakhir mengalami peningkatan dimana diperoleh 0,01 volt sampai seterusnya 8,18 volt, tetapi nilai arus tetap sampai pengambilan data terakhir.

DAFTAR RUJUKAN

Blocher, Richard, 2004.  Dasar Elektronika. Yogyakarta: Andi

Daryanto. 2010. Pengetahuan Praktis Teknik Radio. Jakarta : Bumi Aksara

Hassul, M. 1997. Electronic Devices and Circuits. Prentice-Hall International.             Nishino,O. 2000. Pengukuran Alat-Alat Untuk Listrik. Jakarta : PT Pradnya Paramita.

Smith, J.Ralph.1984. Rangkaian, Piranti,dan Sistem Edisi Keempat. Jakarta : Erlangga.