LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu. Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya : penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.Dioda sebenarnya tidak menunjukkan kesearahan hidup dan mati yang sempurna (benar-benar menghantar saat bias maju dan menyumbat pada bias mundur), tetapi mempunyai karakteristik listrik tegangan arus tak linier kompleks yang bergantung pada teknologi yang digunakan dan kondisi penggunaan. Dioda zener adalah dioda yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir kearah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas. Sebuah komponen sangat berpengaruh dalam suatu rangkaian, baik rangkaian dasar maupun rangkaian kelas industri. Apabila terjadi kerusakan pada satu komponen tersebut dapat berpengaruh fatal terhadap sebuah rangkaian, contohnya komponen dapat terbakar atau rangkaian tidak bekerja.1.2 Tujuan Percobaan

1. Untuk mengambil kesimpulan yang didapat dari tegangan yang diperoleh dari percobaan2. Untuk mengetahui karateristik statik dioda3. Untuk mengetahui penyusun dasar dioda4. Untuk mengetahui jenis-jenis dioda5. Untuk mengetahui aplikasi diodaBAB IIDASAR TEORI

Sebuah dioda adalah komponen semikonduktor yang memungkinkan mengalir melalui dalam satu arah, tetapi blok currentin arah lain tergantung pada polaritas dari tegangan diterapkan untuk itu. itu bertindak seperti sebuah saklar polaritas-sensitif. Dioda digunakan terutama untuk rectificaion, proses konversi AC ke DC. Jika kamu menempatkan kapasitor di resistor beban, maka akan dikenakan biaya hingga puncak tegangan sinus dan menyimpannya. Hasilnya adalah bahwa output adalah nilai DC dekat konstan. Catu daya elektronik yang paling bekerja seperti ini.Dioda khusus dibuat untuk memancarkan cahaya (LED), mengatur tegangan (dioda zener), bertindak sebagai variabel kapasitor (varactor), atau sebagai switch (dioda PIN).

(Louis E.Frenzel, Jr., 2010)Arus bolak balik tidak sesuai untuk bebrapa aplikasi. Sebagai contoh, arus bolak-balik tidak dapat digunakan untk pengisian baterai atau beberapa operasi kmponen didalam alat elektronika. Oleh karena itu, ini sangat penting untuk mendapatkan cara penganti arus bolak-balik pada arus lngsung. Alat yang digunakan ini disebutkan rectifiers. Ini mempunyai dua tipe basis dari rectifiers : dioda tube-vakum dan dioda zat padat khusus. Pada gambar 20.13 adlah merupakan sketsa dari sebuah dioda vakum dan arus searah. Didalam ruang vakum (tube) adalah dua buah elemen: sebuah pelat logam dan sebuah filamen tipis, banyak yangmenggunakan filamen didallam sebuah lampu. Sumber filamen volta Vf mudah mengirim sebuah arus melalui filamen dan diikuti pengosongan tempat, pelat adalah kutub positif. Pancarkan elektron dari filamen tertarik ke pelat dan juga disini adalah pengosongan arus yang mengalir. Jadi, untuk polarisasi dari Vp yang terlihat, arus terbawa kedalam pipa.

Seandainya polarisasi dari Vp adalah kebalikannya. Bagaimna pun, ketika pelatnya adalah negatif dan menolak pancaran dari filamen elektron tidak dapat bergerak jauh dari pelat, dan arus yang megalir ke pipa adalah nol. Oleh karena itu kita meliat bahwa sebuah dioda sebuah dioda vakum mengairkan arus jika pelatnya positif dan arusnya tidak bolehjika pelatnya adalah negatif.

Sampai pada tahun 1950, pipa vakum banyak digunaka, tetapi sejak ditemukan dioda zat padat telah mengantikan dioda pipa vakum kecuali didlaam bagian aplikasi kecil. Ini cukup untuk kita jika kita meihat bahwa simbol dari dioda zat padat adalah dan bahwa dioda mempunyai sifat yang dibawahnya : dia sebagai pengatur arus didalam arus penyearah pada tanda panah, tetapi tidak didalam arah sebalikya sehingga kita semakin mengerti tentang diode itu seperti apa dan serta akan di bahas pembagiannya. (F. Bueche, 1988)Dalam bab ini dibahas diode-dioda penghantar tangung. Doida pengantar tanggung adalah elekmen pembangunan dengan 2 sambungan (di = 2). Diode ini terbuat dari bahan pengantar tanggung germanium dan silicon. Jadi terdapat diode-Ge dan diode-Si kita sebut germanium dan silicon pengantar tanggung karena mempunyai hambatan yang terletak antara hambatan rendahnya penghantar tanggung dan hambatan tingginya isolator.

Sifat terpenting dari sebuah dioda ialah bahwa ia berperilaku sebagai sebuah pentil untuk arus listrik. Arus hanya mengalir kesatu arah. Pada itulah landaskannya penerapan sebagai alat penyearah arus dalam rangaian enyearah. Tegangan bolak-baliknya disearahkan, yang berarti dijasikan tegangan searah. Dioda ini disebut penyearahan.

Selanjutnya dioda peghanata disearahkan, yang berarti sebagai stabilisator tegangan, yang berarti untuk membiarkan tegangan itu konstan. Dioda untuk stabilisator tegangnan ini disebut dioda saner. Didalam industri dioda pengantar tanggung itudipakai sebagai m=hambatan yang tidak tergantung daari cahaya. Ini disebut dioda foto. Pada bagian pengaturan suara dari pesawaat-pesawat penerima radio dan TV, dioda pengantar tanggung itu dipakai sebagai kapasitor variabel. Ini disebut dioda variakap atau dioda kapasiytas. Pada pengupasan dioda kita abaikan saja, itu berati, bahwa hal-hal tertentu anda harus menerimanya, dioda zener, dioda foto dan dioda varikap dibahas dalam dioda-dioda penghantar tanggung khusus, bila anda menguasai sifat-sifat dari dioda penghantar tanggung, tidak akan ada kesulitan untuk mengerti cara kerjanya transistor. Kita dapat menganggap transistor sebagai kombinasi dari dua dioda pengantar tanggung.

Dioda itu ditempatkan didalam rumah dari plastik, gelas atau logam, dioda itu mempunyai dua sambungan, yaitu katoda dan anodanya dinyatakan dengan sebuah titik atau sebuah cincin. Kadang-kadang nomor tipenya diyatakan dengan tanda warna pada diodanya. Pita yang paling lebar menunjukkan sisi katodanya. Bila tidak terdapat sesuatu tanda dan rumahnya mempunyai bentuk. Maka sisi yang bulatnya ialah, katodanya. Pada dioda-dioda untuk daya dengan rumah dari logam biasanya pembungkusnya adalah katoda. Akan tetapi ada juga yang sering disebut dengan tipe reversed (reversed = terbaik ), pada mana bungkusana merupakan anoda. Kalau anda ingin meyakinkannya, anda harus melihat dokumentasinya. Kadang-kadang tanda bagan yang dikupas pada paragraf 4 dipasang pada diodanya.

Ada terdapat tiga sistim pengkodean utuk dioda-dioda.

a. Pada sistm amerika sebuah dioda ditandai dengan 1N, diikuti dengan sebuah nomor tipe yang sama sekali, tidakk mempunyai arti teknis. Angka 1 berarti, bahwa elemen yang bersangkutan itu merupakan sebuah dioda. Huruf N berarti non-heating, yang berarti bukan kawat pijar, jadi sebuah penghantar tanggung.

b. Sistim jepang adalah sama seperti sistim ama=erika, tetapi yang ditulis ialah 1 s, bukan 1 N. S ini berarti semi-conduktor = penghatar tanggung.

c. Pada sistim eropa dipakai pengkodean yang diterapkan baik untuk dioda penghatar tanggun, maupun untu transistor. Pengkodean pada sistim eropa terdiri dari dua atau tiga huruf, diikuti oleh sebuah nomor seri, misalnya BDY33; AC121; AFY67.

Huruf pertama menyatakan bahan apa yang digunakan pada dioda pengahantar tanggung, atau transistor yang bersangkutan dibuatnya. A = germanium ; B = silium.

Huruf kedua menyatakan fungsinya, misalnya A = dioda pada umumnya ; Y = dioda daya. Huruf ketifa dipdakai untuk apa yang disebut tipe-tipe indusri, yaitu tipe-tipe yang memenuhi syarat-syarat yang lebih tinggi. Nomor serinya tidak mepunyai arti tekhnis.

Pada pengukuran hambatan dihubungkan sebuah baterai dalam seri dengan pengukuranna, jadi terhadap arus tertentu yang mengair melalui suku bagian yang diukurnya.

Sekarang ternyatalah bahwa arus ingin mengalir melalui dioda pada satu arah, diodanya mempunyai hambatan yang tinggi. Maka perilakunya adalah sesuai dengan perilaku sebuah sekelar terbuka, bila dioda itu kita putarkan dan arus itu ingin mengalir pada arah yang lain, maka dioda itu mempnyai hambatan yang rendah. Makaperilakunya adalah sesuai dengan perilaku sakelar tertutup.

Kita katakan sekarang bahwa dioda itu berada dalam arah hantaran, bila dioda itu mempunyai hambatan yang rendah dan berada dalam arah penghantar, bila dioda itu mempunyai hambatan yang tinggi. Jadi dioda itu berperilaku sebagai sebuah ventril. Pada arah yang satu ia membiarkan arus mengalir, dan pada arah yang lain tidak. Dari percobaan ternyata, penghantaran ataru penghalanagan dioda itu tegantung dari cara bagaimana dioda itu dihubungkan. Tanda bagan sebuah dioda dipilih sedemikian rupa, bahwa pada sebuah rangkaian, dengan memerhatikan tegeangannya, dapat langusung ditentukan apakah dioda itu berada pada arah penghalangan atau hantaran pada baganya. Garis lurus yang tebal pada titik anak panah adalah sesuai dengan sisi katida dari dioda, sebagai alat bantu untuk mengingAt ingat hal ini, kita dapat berpikir bahwa pada katoda itu kita dapat membaca sebuah k atau k yang terbaik. Arus konvesional pada sebuah baterai di luar mengalir dari kutub + ke kutub berada pada arah hantaran, karena anak panah pada tanda bagan menunjukkan bahwa arus konvensional itu dapat mengalir dari kiri ke kanan. Sebuah diode menghantar bila memenuhi syarat kata KNAP. Sebuah doida pada arah hantaran tidak sluruhnya berprilaku seperti hubungan singkat. Ada terdapat tegangan tertentu yan disebut tegangan pelulusan atau tegangan ambang. Tegangan ambang pada diode si ialah kira-kira 0,6 V tegangan ambang pada diode Ge ialah kira-kira 0,2 V. arah penghalangan bila arah anak panah pada tanda bagan berlawanan dengan arah ke mana arus konvensional itu ingin mengalir, diodanya menghalangi. Sebuah diode menghalangi, bila anodanya adalah negative terhadap katodanya, sebuah diode yang dihubungkan pada arah penghalangan, menghalangi tidak sepenuhnya, masih ada arus penghalangan atau arus kebocoran kecil yang mengalir, yang sangat terganting pada suhu. Bila suhu meningkat, arus penghalangnya pada ioda Si. Penerapan diode sebagai sakelar, pilihan lampu dengan membiarkan lampu L1 atau lampu L2 menyala kita dapat memindahkan informasi pada jarak jauh. Dari tempat pelayanan ke lampu-lampu kita memerlukan tiga kawat. Pada penerapan diode-dioda kita masih memerlukan dua kawat. Hal ini dapat dilakukan dengan tegangan searah. Pengaturan daya dihubugkan pada tegangan bolak-balik jaringan a bertukar-tukar menjadi + dan terhadap B. bila s tertutup, mengalirlah secara normal arus bolak-balik melalui lampu. Selama setengah perioda positif arus itu mengalir ke bawah dan selama setengah perioda mengalirlah arus melalui lampu dan menyinarkan cahaya. Bila s terbuka:

a. L tetap menyala sama kuat

b. L tidak menyala lagi

c. L menyala dengan setengah kekuatan

Bila S terbuka, arusnya harus mengalir melalui diode. Maka hanya mengalir arus dari atas ke bawah. Jadi hanya mengalir arus selama stengah peroed positif dan lampunya menyala dengan setengah kekuatan.bila S ditutup maka berlaku bentuk gelombang untuk arus melalui L. Sehingga arus itu berbentuk sinus. Dengan S terbuka berlaku untuk gelombang yang paling bawh. Hanya selama setengah periode positif mengalir arus. Bila sebuah alat ukur kumparan putar misalnya dari sebuah multimeter dibebani lebih, kumparannya dapat terbakar atau bagiannya rusak. Dengan menghubungkan anti-paralel 2 buah diode melalui alat ukur itu, alat ukur itu diamankan dari pembebana lebih. Arti paralel ialah bahwa ujung-ujung diode itu disambungkan, tetapi polaritasnya berlawanan. Tergantung dari apakah kita mempergunakan diodaGe atau Si, tegangannya melalui alat ukur itu sekarang dibatasi sampai 0,2 V atau 0,6 V. Di sini kita mempergunakan 2 buah diode, oleh karena tegangan melalui alat ukur itu sekarang dapat salah sambung dan alat ukur itu juga harus diamankan.Kita sekarang akan membahas pengukuran sabuah diode penghantar tanggung dengan sebuah multimeter atau sbuah voltmeter tabung. Dengan sebuah multimeter yang dilengkapi dengan sebuah daerah ukur untuk hambatan-hambatan, secara cepat dapat ditentukan apakah diode germanium atau diode silicium masih dapat dipakai. Sebuah multimeter untuk pengukuran hambatan biasanya dihubungkan.

Bila kini sebuah diode dihubungkan pada instrumennya maka diode itu dihubungkan pada arah pembatasan dan pada diode Ge kita mengukur hambatan yang tinggi. Pada diode Si bahkan jarum penunjukkan dalam hal ini tidak akan bergerak, oleh karena hambatan pada arah penghalangan pada diode si sangat besar. Bila diode itu dihubungkan, maka diode itu berada dalam arah pelulusan dan kita mengukur hambatan yang rendah, baik pada diode Ge maupun diode si.

Sekarang kita akan melanjutkan pembahasan mengenai perkutuban pada apitan-apitan alat ukur dan perkutubn pada baterai yang dipasang dalam alat ukur ohm. Pada apitan-apitan alat ukur, kita dapat memisalkan bahwa diodanya dihubungkan pada arah hantaran. (A.J. Dirksen.1984)Faraday dikenal sebagai seorang jagoan listrik dari abad 19, penemuan-penemuannya telah memberikan dampak penting pada revolusi dunia. Nasihatnya tentang cara mencapai prestasi tersebut diungkapkan dalam kata-kata sebagai berikut: lepaskan imaginasi anda dengan dituntun oleh kepercayaan dan prinsip, tetapi dikendalikan dan diarahkan oleh eksperimen. Alam merupakan kawan sekaligus juga kritikus anda yang terbaik dalam ilmu pengetahuan eksperimental, selama anda bersedia menerimanaya secara akrab dalam pikiran anda tanpa prasangka. Tiada sesuatu yang lebih baik dari suatu eksperimen yang selain membetulkan kesalahan, juga memberikan kepada anda suatu kemajuan mutlak dalam penegetahuan sebagai imbalan.

eksperimental, selama anda bersedia menerimanya secara akrab dalam pikiran anda tanpa prasangka.

Pada tahun 1883, Dalam usahanya untuk mencegah pemancaran gas oleh kawat pijar Edison menempatkan suatu elektroda tambahan dalam sebuah bola lampu. Ketika elektroda ini diberi tegangan positif terhadap kawat (filament) tersebut, terjadilah aliran arus listrik antara kedua kawat itu. Bila tegangan electrode menjadi negative, arus pun berhenti. Edison mengabaikan gejala ini (yang disebut efek Edison) sebagai sesuatu yang tidak mempunyai nilai praktis. Tanpa mengtahuinya, Edison telah membuat diode pertama yang diakui dalam sejarah sebagai titik tolak dari elektronika modern.

Kata diode adalah singkatan dari kata-kata dua (di) dan electrode (ode). Diode merupakan suatu piranti dua electrode dengan arah arus yang tertentu. Dengan kata lain, diode bekerja sebagai penhantar bil beda tegangan listrik diberikan dalam arah tertentu, tetapi diode akan bekerja sebagai isolator bila beda tegangan diberikan dalam arah berlawanan.diode-diode semula berupa piranti-piranti tabung hampa dengan filament panas (disebut katode) yang memancarkan electron-elektron bebas, dan suatu pelat yang sensitive disebut anode) yang mengumpulkan electron-elektron tersebut. Diode modern adalah piranti semikonduktor dengan bahan tipe-n yang menyediakan electron-elektron bebas dan bahan tipe yang mengumpulkannya.

Pada suhu ruang, suatu semikonduktor tipe p mempunyai pembawa muatan dengan sebagian besar berupa lubang-lubang yang dihasilkan dengan pemasukan tak-murnian dan sebagian kecil berupa elektron-elektron bebas yang dihasilkan oleh energy termal. Dari pihak lain, dalam semikonduktor tipe n, sebagian besar dari pembawa muatan adalah electron-elektron bebas dan hanya mengandung lubang-lubang yang berjumlah kecil. Jika dipakai secara terpisah, baik semikonduktor tipe n maupun semikonduktor tipe p, masing-masing tidak lebih berguna dari sebuah penghambat (resistor) karbon. Tetapi, dengan memasukkan tak-murnian ke dalam suatu Kristal sedemikian rupa hingga setengahnya bertipe n dan sisanya bertipe p, maka hasilnya berupa suatu penghantar satu arah.

Kita tinjau satu atom yang netral. Atom ini mempunyai electron dan proton yang sama jumlahnya. Misalkan bahwa ialah satu elektronnya disingkirkan. Sebagai akibatnya, atom tersebut mempunyai satu muatan positif dan disebut ion positif. Sebaliknya, jika suatu atom netral diberi satu elektron tambahan, atom akan bermuatan negatif dan dikenal sebagai ion negatif.

Dalam pabrik semikonduktor orang dapat menghasilakn Kristal dengan bahan tipe p pada suatu sisi dan bahan bertipe n pada sisi lainnya. Ini bukan merupakan dua potong bahan semikonduktor terpisah yang direkatkan menjadi satu, melainkan berupa satu Kristal tunggal kontinu yang mempunyai dua daerah tak-murnian berbeda.

Batas antara bahan tipe p dan bahan tipe n disebut persambungan (junction). Karena gaya tolak-menolak antara sesamnya, elektron-elektron bebas di sebelah n dari persambungan cenderung untuk berdifusi (menyebar) ke segala penjuru. Sebagian akan berdifusi melintasi persambungan. Bila suatu elektron memasuki daerah p, elektron ini menjadi pembawa minoritas. Dengan dikelilingi oleh lubang-lubang yang berjumlah besar itu, pembawa minoritas tersebut tidak akan berumur panjang dan dengan cepat akan masuk atau terjatuh ke dalam salah satu lubang di sekitarnya. Apabila hal ini terjadi, lubang bersangkutan akan lenyap dan elektron bebas tersebut menjadi elektron valensi.

Arus balik yang kecil. Karena positif baterai dihubungkan dengan sisi n dan terminal negatifnya dihubungkan dengan sisi p, maka elektron-elektron bebas dan lubang-lubang untuk sementara waktu akan mengalir menjauhi persambungan. Hal ini akan memperlebar lapisan pengosongan sampai potensialnya menyamai tegangan terpasang. Dalam keadaan ini pembawa-pembawa mayoritas akan berhenti mengalir, dan dalam beberapa nanosekon saja arus listrik akan menurun sampai sekitar harga nol.

Tingkat-tingkat energi. Cara lain untuk memahami apa yang terjadi di dalam diode dapat diperoleh dengan meninjau susunan tingkat energi dari pembawa mayoritas. Tegangan yang dipasang dari luar menurunkan tingkat-tingkat energi elektron bebas di sebelah n dari persambungan. Ini adalah sebab mengapa pita energi n menjadi turun jauh di bawah pita energi p. Dalam keadaan ini, elektron-elektron bebas tidak dapat menyeberangi persambungan karen orbit-orbitnya terlampau kecil untuk menyamai orbit-orbit yang lebih besar pada sisi p.

Pembawa-pembawa arus. Pada suhu nol mutlak, hanya elektron-elektron bebas yang terdapat dalam bahan tipe n dan hanya lubang-lubang yang terdapat dalam bahan tipe p. Karena itu, suatu prategangan maju akan menghasilakan arus dc yang besar sedangkan prategangan balik tidak akan menghasilkan arus dc. Jadi, diode merupakan penghantar dalam arah maju dan merupakan isolator dalam arah sebaliknya.

Di atas suhu nol mutlak, energi termal akan menghasilkan beberapa elektron bebas di sisi p dan beberapa lubang di sisi n. JIka diode diberi prategangan balik, maka pembawa-pembawa minoritas ini akan mengalir menuju ke persambungan diode dan bergabung kembali disitu. Setiap kali terjadi rekombinasi di persambungan antara sepasang elektron bebas akan meninggalkan terminal negatif dari baterai dan memasuki ujung kiri dari kristal. Bersamaan dengan itu, suatu elektron valensi akan meninggalan ujung kanan kristal dan memasuki terminal positif dari baterai. Mengngat bahwa pembawa-pembawa minoritas akan dihasilkan oleh energi termal secara terus-menerus, aliran yang dijelaskan di atas akan berlangsung secara kontinu pula. Jika suatu ammeter dc yang sangat peka dihubungkan secara seri dengan diode dan beterai, maka alt tersebut akan menunjukkan adanya arus dc yang sangat kecil dalam rangkaian luar itu.

Kebocoran Permukaan. Selain arus pembawa minoritas yang baru dijelaskan itu, pada permukaan kristal dapat pula terjadi arus balik yang kecil. Sebab atom-atom pada permukaan kristal mempunyai ikatanikatan kovalensi yang terputus, maka kulit kristal itu penuh dengan lubang-lubang dan merupakan saluran berhambatan tinggi bagi arus yang bersangkutan. Arus kebocoran permukaan ini tidak bergantung pada suhu tetapi dipengaruhi oleh tegangan. Makin besar tegangan balik yang dibrikan, makin besar pila arus kebocoran permukaan itu.

Arus Balik. Arus balik total adalah jumlah dari arus pembawa minoritas dan arus kebocoran permukaan. Pada suhu ruang, arus balik yang terjadi sangat kecil dibandingkan dengan arus maju. Sebagai contoh diode IN914 (diode silikon) yang terdapat dalam pasran mempunyai arus balik sebesar 25nA. Pada prategangan balik sebesar 20 V. Kecuali untuk penerapan-penerapan yang sangat menuntut kecermatan, arus balik dari suatu diode silikon biasanya diabaikan saja karena terlalu kecil pengaruhnya.

Perbandingan Silikon terhadap Germanium. Kita tinjau kembali gambaran tentang celah terlarang antara pita valensi dan pita konduksi. Dari waktu ke waktu, suatu elektron valensi dapat pindah ke d dalam pita konduksi dengan bantuan energi termal. Peristiwa ini akan menciptakan suatu elektron bebas dan suatu lubang yang dapat memperbesar arus pembawa minoritas. Celah terlarang dari silikon lebih besar dari celah terlarang dari germanium. Karena itu, produksi pembawa minoritas dengan energitermal lebih sulit terjadi dalam silikon dari pada proses serupa dalam germanium. Dengan kata lain, silikon tidak sepeka germanium terhadap kenaikan suhu. Ini adalah sebab mengapa diode silikon mempunyai arus balik yang jauh lebih kecil dari diode germanium, dan ini pula sebabnya silikon, dan bukan germanium, yang telah menjadi standart industri.

Sisi kiri diode disebut anode dan sisi kanan diode disebut katode. Bila dibei prategangan maju, antara katode dan anode akan terjadi aliran electron yang ekuvalen dengan arus konvensional dari anode ke katode. Mungkin berguna juga untuk memberi sedikit penjelasan tentang aliran konvensional dan aliran elektron.

Aliran Konvensional lawan aliran elektron. Pada tahun 1750, Franklin meggambarkan elektrisitas sebagai suatu sistim fluida ( cairan yang dapat mengalir) tak nampak. takan Jika suatu benda mempunyai jumlah fluida yang melampaui bagian normalnya, benda itu dikatakan bermuatan positif. Jika jumlah tersebut kurang dari bagian normalnya, muatan benda itu dianggap bersifat negative. Atas dasar teori ini, Franklin berkesimpulan bahwa fluida listrik mengalir dari bagian positif atau kelebihan ke bagian yang negative atau kekurangan. Aliran khayal yang dibayangkan berawal dari sebelah positif dan menuju ke sebelah negative ini, sekarang dikenal sebgai aliran konvensional. antara tahun-tahun 1750 dan 1897, banyak sekali konsep-konsep dan rumu. Tidak se-rumus yang dikembangkan atas dasar teori aliran konvensional tersebut.

Pada tahun 1897, Thomson menemukan elektron, yang berupa partikel bermuatan negative dalam atom. Tidak lama kemudian, para sarjana menyadari bahwa muatan yang mengalir dalam kawat tembaga hanya terdiri dari electron-elektron bebas. Dengan kata lain, bila sebuah baterai dihubungkan dalam suatu rangkaian, maka satu-satunya aliran yang terjadi secara fisis adalah aliran electron dari terminal negatif baterai ke terminal positifnya. Konsep aliran ini disebut aliran elektron.

Baik konsep aliran konvensional maupun konsep aliran elektron, masing-masing memberi jawaban-jawaban yang lama, kecuali mengenai arah aliran yang ternyata berlawanan itu. Dua konsep ini sama-sama dijumpai dalam lingkungan industry. Sebagian orang lebih menyukai konsep aliran electron karena ini lebih sesuai dengan kenyataan. Kelompok lain yangyang banyak terlibat dalam analisis matematis lebih menyukai konsep aliran konvensional karena kaitannya yang lebih erat dengan tumpukan rumus yang telah dikembangkan dan dikenal sebelum penemuan elektron.

Sebagian besar dari para sarjana dan insinyur tetap lebih menyukai aliran konsep konvensional. Ketika diciptakan suatu piranti semikonduktor yang baru, mereka memperkenalkan lambing skematik yang menunjukkan arah mengalirnya arus konvensional dalam piranti tersebut. Ini merupakan sebab mengapa segitiga atau tanda panah diode. Ditujukan pada arah mudah (easy direction) dari aliran konvensional.

(Albert Paul Malvino,1994)BAB IIIMETODOLOGI PERCOBAAN3.1 PERALATAN

1. PSA adjust

Fungsi : Sebagai sumber tegangan DC

2. Multimeter

Fungsi : Untuk mengukur arus,tegangan,dan hambatan listrik

3. Protoboard

Fungsi : Sebagai tempat untuk merangkai rangkaian sementara

4. Penjepit buaya

Fungsi : Sebagai menghubungkan komponen dengan peralatan lainnya

5. Kabel penghubung

Fungsi : Sebagai menghubungkan peralatan dengan peralatan lainnya

3.2 KOMPONEN

1. Dioda

Fungsi : untuk penyearah tegangan dan pada LED sebagai penghambat tegangan

2. Resistor

Fungsi : untuk menghambat arus dan tegangan yang mengalir3.3 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Dipersiapkan peralatan dan komponen yang akan digunakan2. Dirangkai rangkaian seperti gambar berikut3. Dihubungkan kutub positif PSA pada kutub anoda dan negatif digroundkan4. Dihubungkan kutub positif multimeter pada anoda dan negatif pada katoda untuk mengukur Vab5. Dihubungkan kutub positif multimeter pada anoda dan negatif digraundkan untuk mengukur tegangan PSA6. Diberikan tegangan 5 V oleh PSA kemudian dilihat hasil dari Vab pada multimeter7. Dilihat multimeter untuk mengukur tegangan Vab8. Dicatat hasil pengukurannya9. Dilakukan percobaan yang sama pada nomor 6 dengan tegangan masukan 9 V dan 15 V10. Dihubungkan kutub (+) multimeter pada anoda dan kutub (-) pada katoda untuk mengukur Vbc 11. Diberi tegangan sebesar 9 V12. Dilihat hasil pengukuran yang terjadi pada multimeter untuk tegangan Vbc13. Diulangi percobaan yang sama yaitu dengan menghubungkan kutub (+) multimeter pada anoda dan kutub (-) pada katoda untuk mengukur Vac14. Diberikan tegangan sebesar 15 V15. Dicatat hasilnya pengukurannya 16. Dimatikan semua peralatan baik PSA dan multimeter dioffkan/dinolkan

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN4.1Data Percobaan

Vin (V)Vout (V)

VabVbcVac

5 (10)0,54,24,9

9 (10)0,58,28,8

9 (50)0,688,5

Medan, 12 November 2013Asisten,

Praktikan, (Lasmini Sihombing)

(Muhammad Balyan)4.2 Analisa Data

1. Menentukan arus (Idd) di setiap Vdd

a. Pada tegangan 5 volt =

b. Pada tegangan 9 volt

c. Pada tegangan 9 volt

=

2. Kurva karakteristik diode Idd-vs-Vdd IabVdd (Volt)

4,55

8,59

8,49

Slope = = 1,02 ohm

IbcVdd (Volt)

0,85

0,89

19

Slope = = 20 ohm

IacVdd (Volt)

0,15

0,29

0,59

Slope = = 10 ohm

3. Tabel Resistor

WarnaWarna ke 1Warna ke 2Warna ke 3Warna ke 4

Hitam-0100

Coklat11101Toleransi 1%

Merah22102Toleransi 2%

Orange33103

Kuning44104

Hijau55105

Biru66106

Ungu77107

Abu abu88108

Putih99109

EmasToleransi 5%

PerakToleransi 10%

Tanpa warnaToleransi 20%

4. Jelaskan tentang dioda!

Diodaadalah komponen elektron yang memiliki dua saluranaktif, anoda dan katoda, tapi terkadang memiliki tiga saluran dimana saluran yang satunya hanya berfungsi sebagai pemanas, dimana arus listrik dapat mengalir di dalamnya dan biasanya digunakan karena sifatnya yang memungkinkan arus mengalir hanya satu arah, melawan arus yang lain.

Sebuah tegangan yang diberikan dapat menyebabkan elektron mengalir hanya satu arah, dari katoda ke anoda, dan kemudian kembali ke katoda melalui sebuah sirkuit eksternal.Dioda yangpaling dikenal adalah tabung vakum dandioda semikonduktor. Semikonduktor dioda, yang paling sederhana dari perangkat semikonduktor, terdiri dari dua elektroda dan dua zat semikonduktor yang berbeda. Dioda tersebut membentuk dasar untuk peralatan semikonduktor yang lebih kompleks (termasuktransistor) yang digunakan dalam komputer dan peralatan elektronik lainnya. Dioda semikonduktor termasuk diode pemancar cahaya dan dioda laser, yang terakhir memancarkan sinar laser, berguna untuk telekomunikasi melalui serat optik dan untuk membaca CD.

Secara fisikdioda ini berbentuk tabung vakum yang digunakan dalam rangkaian elektronik sebagai penyearah atau detektor frekuensi radio. Aplikasi modern dari dioda tabung umumnya terbatas pada rectifier dalam high-end amplifier audio dan lainnya khusus tegangan tinggi sirkuit. Dioda tabung menggunakan tiga elemen saluran, dua elemen aktif dan satu elemen pasif (yang berfungsi sebagai pemanas).

BAB VGAMBAR PERCOBAAN

5.1 Untuk mengukur tegangan Vab

5.2 Untuk mengukur tegangan Vbc

5.3 Untuk mengukur tegangan Vac

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 KESIMPULAN

1. Dari percobaan diperoleh tegangan output pada titik ac dan bc dengan nilai yang mendekati tegangan masukan, sedangkan pada titik ab, nilai tegangan yang diperoleh yaitu jauh dari tegangan masukan. Hal ini disebabkan karena adanya komponen dioda dan resistor dalam rangkaian.2. Dari percobaan diketahui karakteristik statik dioda ialah :

Kurva karakteristik dioda menjelaskan kemampuan sebuah dioda yaitu berapakah nilai ambang tegangan maju dan nilai tegangan breakdown mundurnya dari dioda tersebut. Kurva tersebut menunujukkan hubungan antara arus dioda dengan tegangan dioda. Contoh Gambar diatas menggambarkan kurva dioda silikon secara kasar. Nilai ambang tegangan maju pada dioda silikon adalah sekitar 0,6 V hingga 0,7 V sedangkan, dioda germanium memiliki nilai ambang tegangan majunya sekitar 0,2 V hingga 0,3 V.

3. Dari percobaan diketahui terdapat beberapa bahan dasar pembentuk dioda, yaitu Silikon dan Galium Arsnida. Dengan bahan dasar yang berbeda, maka tegangan maksimum yang dimiliki juga berbeda. Silikon memiliki tegangan maksimum 0,7 V dan GaAr ialah 0,3 V.

4. Beberapa jenis dioda :

- Dioda biasa

- Dioda Zener

- Dioda pemancar cahaya

- Fotodioda

- Dioda kapasitansi variabel

5. Salah satu aplikasi dari penggunaan diode ialah dalam PSA. Dalam rangkaian sederhana PSA diberikan komponen dioda, karena fungsi utama dioda ialah sebagai sumber tegangan DC untuk menyearahkan tegangan dari PLN (AC). Dioda juga digunakan dalam rangkaian LED.

6.2 SARAN

1. Agar praktikan selanjutnya lebih memperhatikan penjelaskan dari asisten

2. Agar praktikan selanjutnya lebih mengerti untuk merangkai rangkaian diode

3. Agar praktikan selanjutnya teliti dalam mengerjakan analisa data

4. Agar praktikan selanjutnya lebih memahami aplikasi dari percobaanDAFTAR PUSTAKA

Buece, F. 1998. PRINCIPLES OF PHYSICS. United State Of America: Mcgraw-Hill. Inc.

Halaman : 477-478

Dirksen, A. J. 1981. BUKU PELAJARAN ELEKTRONIKA. Jakarta: Erlangga.

Halaman : 29-37Frenzel, L. 2010. ELCTRONICS EXPLAINED. Jakarta:Artha Book

Page:50

Malvino,A. 1994. PRINSIP-PRINSIP ELEKTRONIKA. Jakarta: Erlangga.

Halaman: 18;26 Medan, 12 November 2013

Asisten,

Praktikan,

(Lasmini Sihombing)

(Marta Masniary Nainggolan)RESPONSI

NAMA

: Marta Masniary Nainggolan

NIM

: 120801034

KELOMPOK: IV/B

JUDUL PERC.: Karakteristik Dioda & Aplikasi

ASISTEN

: Lasmini Sihombing

1. Tuliskan judul percobaan I-VI!

Jawab:

Judul Percobaan:

I : Pengukuran Komponen Pasif

II : Pengukuran dengan Osiloskop

III : Karakteristik Dioda & Aplikasi

IV : Power Supply

V : Transistor sebagai Penguat

VI : Transistor sebagai Switching

2. Tuliskan tujuan dari setiap judul percobaan!

Jawab:

Tujuan Percobaan Pengukuran Komponen Pasif:

1. Untuk mengenal komponen aktif dan pasif dalam elektronika

2. Untuk menguji baik buruknya suatu komponen

3. Untuk mengetahui batas kemampuan komponen

4. Untuk mengetahui fungsi dasar dari komponen

Tujuan Percobaan Pengukuran dengan Osiloskop:

1. Untuk mengetahui fungsi osiloskop 2. Untuk mengetahui prinsip kerja osiloskop

3. Untuk mengetahui frekuensi gelombang secara praktek menggunakan osiloskop

4. Untuk mengetahui perbedaan osiloskop analog dan osiloskop digital

Tujuan Percobaan Karakteristik Dioda & Aplikasi:

1. Untuk mengetahui karakteristik statik diode2. Untuk melihat sifat diode sebagai penyearah3. Untuk mengetahui aplikasi dari diodeTujuan Percobaan Power Supply:

1. Untuk mengetahui prinsip kerja catu daya

2. Untuk mengetahui pembuatan power supply dengan regulator

3. Untuk menganalisa tegangan keluaran regulator

4. Untuk mengetahui aplikasi dari rangkaian catu daya dan regulator Tujuan Percobaan Transistor sebagai Penguat:

1. Untuk menentukan titik kerja DC teori dan praktik

2. Untuk membandingkan penguat tegangan teori dan praktik

3. Untuk mengetahui pengaruh CE pada gain4. Untuk mengetahui aplikasi dari rangkaian.Tujuan Percobaan Transistor sebagai Switching:

1. Untuk memahami transistor dikontrol oleh arus2. Untuk memahami daerah saturasi dan Cut-off.3. Untuk mengaplikasikan transistor sebagai switching4. Untuk mengetahui prinsip kerja transistor sebagai switching3. Tuliskan peralatan dan komponen yang kalian ketahui (dari setiap judul percobaan)!

Jawab:

a. Komponen Pasif :

- Multimeter

- Dioda

- Kabel Penghubung- Transistor

- Resistor

- Trafo

b. Pengukuran dengan Osiloskop :

- Signal Generator

- Osiloskop Digital

- Penjepit buaya

c. Power Supply :

- PSA

- Resistor

- Multimeter- Kapasitor

- penjepit buaya- Dioda

- Trafo step down- IC Regulator 7805

- Protoboard

d. Karakteristik Dioda dan Aplikasi :

- Multimeter- Kabel penghubung

- Protoboard- Resistor

- Dioda

- PSA

e. Transistor Sebagai Penguat :

- PSA

- Transistor BC548

- Protoboard- Resistor

- Multimeter- Jumper

f. Transistor Sebagai Switching :

- Multimeter- Resistor

- PSA

- LED

- Penjepit buaya- Transistor

- Jumper 4. Apa yang Anda ketahui tentang dioda?

Jawab:

Diode merupakan suatu elemen unilateral dua terminal (satu port) yang dianggap resitif. Dioda telah menyearahkan arus ac berarti mengubahnya dari arus bolak-balik menjadi arus searah. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi p ke sisi n. Dioda adalah suatu alat biner, dalam arti bahwa ia hanya dapat berada dalam satu dari kedua keadaanya, yaitu diode itu hanya dapat menyala atau mati pada suatu saat.5. Apa yang kalian ketahui?

Jawab:

Lab Eldas salah satu laboratorium di Fakultas Mipa dibawah naungan Departemen Fisika S1. Kepala Lab ialah bapak Kerista Tarigan dan koordinator Lab ialah kak Juliana Sitorus. Dalam praktikum Eldas ada 6 judul, yaitu Komponen Pasif, Pengukuran dengan Osiloskop, Karakteristik Dioda dan Aplikasi, Power Supply, Transistor Sebagai Penguat, Transistor Sebagai Switching. Nama nama asisten di Lab Eldas : kak Maisyarah Yuniar, kak Lasmini Sihombing, bang Parasian Simbolon, kak Nova Pratiwi Barus, kak Desy, kak Lurani.

TUGAS PERSIAPAN

NAMA

: Marta Masniary Nainggolan

NIM

: 120801034

KELOMPOK: IV/B

JUDUL PERC.: Karakteristik Dioda & Aplikasi

ASISTEN

: Lasmini Sihombing

1. Sebutkan Jenis-jenis diode

Jawab :

a. Dioda Zener : merupakan dioda junction P dan N yang terbuat dari bahan dasar silikon. Dioda ini dikenal juga sebagai Voltage Regulation Diode yang bekerja pada daerah reverse (kuadran III).

b. Dioda Penyearah : Dioda penyearah adalah jenis dioda yang terbuat dari bahan Silikon yang berfungsi sebagai penyearah tegangan / arus dari arus bolak-balik (ac) ke arus searah (dc) atau mengubah arus ac menjadi dc.

c. Dioda Kapasiansi Variabelyang disebut juga diodavaricapatau diodavaractor. Sifat dioda ini ialah bila dipasangkan menurut arah terbalik akan berperan sebagai kondensator. Kapasitansinya tergantung pada tegangan yang masuk.

d. Suatu jenis dioda yang lain adalahLight Emiting Diode(LED) yang dapat mengeluarkan cahaya bila diberikan forward bias. Dioda jenis ini banyak digunakan sebagai indikator dan display.

2 Buatlah suatu rangkaian diode pemancar cahaya, lED, dengan bias maju

Jawab :Rangkaian dasar Diode

3. Apa yang dimaksud dengan regulator dan factor ripple !

Jawab :

a. Regulator :Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan keinginan. Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya output tegangan.

b. Factor Ripple (faktor riak) adalah perbandingan antara nilai efktif kandungan riak tegangan/arus keluaran terhadap nilai rata-rata tegangan/arus keluaran. Faktor ini menentukan baik tidaknya sinyal hasil penyearahan. Faktor riak dinyatakan dengan

4. Terangkan kurva karakteristik static diode dengan diode zener?

Kurva karakteristik statik diodamerupakan fungsi dari arus ID, arus yang melaluidioda, terhadap tegangan VD, beda tegang antara titika danb. Karakteristik statik dioda dapat diperoleh denganmengukur tegangan dioda (Vab) dan arus yangmelalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan duacara, yaitu mengubah VDD.Bila arus dioda ID kitaplotkan terhadap tegangan dioda Vab, kita perolehkarakteristik statik dioda. Bila anoda berada padategangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif)dioda dikatakan mendapat bias forward. Bila VDnegatip disebut bias reserve atau bias mundur.Pada gambar 2 VC disebut cut-in-voltage, IS arussaturasi dan VPIV adalah peak-inverse voltage.Bila harga VDD diubah, maka arus ID dan VD akanberubah pula. Bila kita mempunyai karakteristik statikdioda dan kita tahu harga VDD dan RL, maka harga

arus ID dan VD dapat kita tentukan sebagai berikut.Dari gambar 1 diperoleh :

VDD = Vab + (I RL) atauI = -(Vab/RL) + (VDD / RL).

5. Apa yang dimaksud dengan tegangan break down dari diode zenner!

Jawab :

tegangan breakdown dioda ini menjadibagian terpenting dalam pembuatan komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda.Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai.Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt.

Kebanyakan dioda tidak diperkenankan untuk breakdown. Dengan kata lain, padawaktu disain diusahakan agar tegangan balik pada dioda penyearah lebih kecil dari tegangan breakdownnya EMBED Visio.Drawing.11

EMBED Visio.Drawing.11

_1446441044.vsdtext

text

BATTERY

b

a

R

c

I

DIODE

-5V

-9V

-12V

+5V

+12V

+15V

+9V

-15V

GND

_1446441808.vsdtext

text

BATTERY

b

a

R

c

I

DIODE

-5V

-9V

-12V

+5V

+12V

+15V

+9V

-15V

GND

_1446380793.vsdBATTERY

b

a

R

c

I

DIODE

_1446440961.vsdtext

text

BATTERY

b

a

R

c

I

DIODE

-5V

-9V

-12V

+5V

+12V

+15V

+9V

-15V

GND

_1446361229.vsd