LAPORAN LABORATORIUM

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

02

GARIS BEBAN DIODA

Nama Praktikan : Putri Lemuel

Nama Rekan Kerja : Brilliant Wiguna

Khaleda Nur Asyifa

Kelas / Kelompok : T.Telkom 3D / 10

Tanggal Pelaksanaan Praktikum : 02 September2015

Tanggal Penyerahan Laporan : 09 September 2015

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2015

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

DAFTAR ISI ......................................................................................................... ii

TUJUAN ............................................................................................................... 1

DASAR TEORI .................................................................................................... 1

DAFTAR PERALATAN ...................................................................................... 5

LANGKAH KERJA ............................................................................................. 5

ANALISA DAN KESIMPULAN

1. ANALISA .................................................................................................... 8

2. KESIMPULAN ............................................................................................ 9

TUGAS ................................................................................................................. 10

DATA HASIL PERCOBAAN .............................................................................. 11

LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

ii

PERCOBAAN II

GARIS BEBAN DIODA

2.1 TUJUAN

Menggambarkan garis beban dioda dan menunjukan pengunaannya

2.2 DASAR TEORI

Dioda

Dioda merupakan komponen elektronika yang non linier karena dalam

gambar kurva karakteristik arus terhadap tegangan tidak menggambarkan

garis yang lurus. Ketika tegangan dioda kurang dari tegangan batas, arus

dioda kecil. Ketika tegangan dioda melebihi tegangan batas (tegangan knee)

arus dioda naik secara cepat.

Simbol dioda

Gambar simbol skematik dioda terlihat seperti pada gambar 1a. Sisi p

disebut sebagai anoda dan sisi n disebut sebagai katoda. Gambar 1b.

menunjukan beberapa bentuk fisik dari dioda. Beberapa atau tidak selalu kaki

katoda pada dioda dikenali dengan adanya tanda gelang berwarna. Sedangkan

gambar 1.c menunjukan gambar rangkaian bias maju suatu dioda dimana kaki

anoda tersambung dengan kutub positif baterai dan kaki katoda tersambung

dengan kutub negatif baterai.

Gambar 1. Simbol Dioda

1

Kurva dioda

Dengan memberi bias maju kepada dioda seperi gambar 1.c diatas, kita

dapat mengukur arus dan tegangan dioda. Kemudian kita buat plot data hasil

pengukuran menjadi gambar grafik kurva dioda seperti pada gambar 2.

Pada gambar tersebut nampak bahwa pada bagian bias maju dimana arus

dioda naik secara cepat dimulai pada suatu nilai tegangan tertentu yang

dikenal sebagai tegangan lutut (knee voltage) Vk = 0,7 V.

Dari gambar juga tampak bahwa setelah tegangan dioda melewati tegangan

lutut arus akan naik, hal ini disebapkan adanya parameter yang disebut

sebagai ohmic resistance dalam dioda. Karena dioda terbentuk dari gabungan

komponen sisi p dan n dimana masing-masing mempunyai nilai hambatan

tertentu maka dalam dioda terdapat hambatan dalam yang disebut sebagai

hambatan bulk yang merupakan penjumlahan kedua hambatan ohmic dioda.

RB = Rp + Rn

Gambar 2. Kurva dioda

Garis Beban dan Titik Operasi Dioda.

Jika suatu rangkaian dioda yang seri dengan suatu hambatan pembatas (R) dan

sumber tegangan (VDD), dianalisa, maka akan didapat persamaan sebagai berikut:

2

Jika tegangan input dan hambatan pembatas diketahui, maka hanya tegangan

dan arus dioda yang tidak diketahui. Persamaan ini menyatakan hubungan yang

linear antara tegangan dan arus.

Pada saat Vd sama dengan nol, maka:

Titik ini disebut dengan titik jenuh (saturation point) yang terletak pada sumbu

tegak arus. Sementara itu, jika Vd sama dengan Vin, maka

ID = 0

Titik ini disebut dengan titik putus (cut off point) yang terletak pada sumbu

mendatar. Jika kedua titik ini dihubungkan, atau dengan mengukur titik-titik lain,

akan didapatkan sebuah garis yang khas, disebut garis beban (load line).

Apabila grafik garis beban dioda digambarkan pada grafik dioda, maka akan

didapatkan grafik seperti pada Gambar 1. Kedua grafik itu memiliki sebuah titik

potong, yang disebut dengan titik operasi (operating point), yang menyatakan arus

dan tegangan dioda sesuai dengan tegangan input dan tahanannya.

Gambar 3 Load Line dan Operating Point

3

Garis beban seperti yang sering akan dijumpai pada transistor digunakan untuk

mengetahui nilai sebenarnya dari suatu arus dan tegangan dioda pada suatu

rangkaian.

Misal dioda dirangkai bias maju seperti gambar berikut :

Maka akan didapatkan garis beban dengan melalui tahap sebagai berikut:

berdasarkan rumus tersebut akan kita cari nilai ID jika VD = 0 dan VD = VS.

1. Untuk VD = 0 maka nilai

2. Untuk VD = VS= 2 V maka nilai

Dari kedua nilai ID tersebut dan nilai VD masing-masing ke dalam kurva dioda

maka dapat ditarik garis yang nantinya akan disebut garis beban. Titik yang

berpotongan antara garis beban dan garis kurva dioda disebut titik Q yang akan

menunjukkan nilai sebenarnya dari arus dioda dan tegangan dioda untuk rangkaian

dioda tersebut.

Gambar garis beban dan titik Q seperti pada gambar berikut :

Gambar 4. Garis Beban dan Titik Q

4

2.3 DAFTAR PERALATAN.

NO ALAT-ALAT DAN KOMPONEN JUMLAH

1. Sumber Daya Searah ( 1-15 ) V 1 Buah

2. Multimeter Analog 2 Buah

3. Dioda Si 1 Buah

4. Dioda Ge 1 Buah

5. Resistor 470

1 K

2 K

6. Kabel- Kabel Penghubung Secukupnya

2.4 LANGKAH KERJA.

A. Pembuatan Garis Beban Dioda

1. Buatlah garis beban dioda dengan tegangan sumber sebesar 1,5 V

dan R sebesar 470 pada kurva karakteristik dioda silikon yang

telah dibuat pada percobaan 1.

2. Lengkapilah Tabel di bawah ini

Tegangan Dioda (Vd) Arus Dioda (Id)

Titik Operasi (Q) 0,65 1,8

Titik Cut Off 0,55 0,2

Titik Saturasi 0,7 7

Pada titik cut off : tidak ada arus dioda ( dioda putus ) = dioda seperti

saklar terbuka.

Pada titik saturasi : arus dioda maksimum + dioda seperti saklar tertutup

5

Gambar 5. Rangkaian Dioda sederhana

B. Pengukuran Arus dan Tegangan Dioda Pada Titik Operasi, Cut Off dan

Saturasi.

3. Buatlah rangkaian seperti Gambar 5, dengan R sebesar 470 dan

Vs sebesar 1,5 V.

4. Ukurlah Id , Vd ,Vo ( Pengukuran Pada Titik Operasi ).

5. Lepas salah satu kaki dioda dari rangkain dan Vs tetap sebesar 1,5

V. Lalu ukurlah Id, Vd, dan Vo ( Pengukuran Pada Titik Cut Off).

6. Hubungan singkat dioda dan Vs tetap sebesar 1,5 , lalu ukurlah Id,

Vd , dan Vo ( Pengukuran Pada Titik Saturasi ).

7. Ulangi langkah 1 sampai dengan 6 dengan dioda yang sama tapi

nilai Vs sebesar 3 V dan R sebesar 2 K .

8. Lengkapi Tabel dibawah ini .

Tabel 1. Dioda Silikone tipe i N400

Vs

(V)

R

() Kondisi

Dioda

Id(mA) Vd(volt) Vo(volt)

Kurva ukur kurva ukur Hitung ukur

1.5 470

Terpasang 1,8 1,7 0,65 0,6 0,8 0,9

Lepas 0 0 1,5 1,5 0 0

Hubungan

Singkat 3,1 3,2 0 0 1,5 1,5

6

3 2000

Terpasang 1,1 1,1 0,65 0,6 2,3 2,4

Lepas 0 0 3 3 0 0

Hubungan

Singkat 1,5 1,4 0 0 3 3

9. Ulangi langkah 1 sampai dengan 8 dengan menggunakan dioda

germanium.

Tabel 2. Dioda Germanium tipe.....

Vs

(V)

R

() Kondisi

Dioda

Id(mA) Vd(volt) Vo(volt)

Kurva ukur kurva ukur Hitung Uku

r

1.5 1000

Terpasang 1,2 1,15 0,3 0,3 1,2 1,18

Lepas 0 0 1,5 1,5 0 0

Hubungan

Singkat 1,5 1,35 0 0 1,5 1,5

3 2000

Terpasang 1,45 1,25 0,35 0,3 2,7 2,6

Lepas 0 0 3 3 0 0

Hubungan

Singkat 1,5 1,4 0 0 3 3

7

2.5 ANALISA.

1. Bandingkan nilai Id,Vd,Vo dari hasil pengukuran dan perhitungan pada

dioda silikon dan dioda germanium !

Dapat dilihat pada tabel anatara perbedaan nilai antara perhitungan dan

pengukuran pada percobaan ini kecil karena hanya selisih beberapa angka

dibelakang koma saja. Sebagai contoh dapat dilihat dibawah ini:

Dioda silikon Id

Id = (Vs Vd) : R Id = (1,5 0,65) : 470 Id = 1,8 mA

Vd

Vd = Vs Vo Vd = 1,5 0,85 Vd = 0,65 V

Vo

Vo = Vs Vd Vo = 1,5 0,7 Vo = 0,8 V

Dioda germanium Id

Id = (Vs Vd) : R Id = (1,5 0,3) : 1000 Id = 1,2 mA

Vd Vd = Vs Vo Vd = 1,5 1,2 Vd = 0,3 V

Vo Vo = Vs Vd Vo = 1,5 0,3 Vo = 1,2 V

2. Buatlah presentase perbedaan hasil pengukuran dan perhitungan nilai Id,

Vd, Vo, lalu jelaskan kenapa terjadi perbedaan !

Untuk mengetahui berapa prosentase perbedaannya, praktikan

menggunakan rumus:

Prosentase=bilangan besar-bilangan kecilx 100%

8

a. Jumlah arus pada diode (Id)

Prosentase Id=(13,15-12,55)x 100%=0,6 %

b. Jumlah tegangan pada diode (Vd)

Prosentase Vd=(10,95-10,8)x 100%=0,15 %

c. Jumlah tegangan pada resistor (Vo)

Prosentase Vo=(16,08-16)x 100%=0,08 %

Dari persentase diatas dapat dilihat secara garis besar bahwa perbedaan

antara perhitungan dan pengukuran kecil, tidak sampai 1 %.ini dapat diartikan

bahwa semua komponen masih dalam kondisi bagus dan tak bermasalah . kalau

ada masalah dan perbedaan yang jauh pertama kita harus memeriksa alat ukur

yang kita gunakan terlebh dahulu apakah sudah benar baru kita periksa alat

yang lain karena kesalah yang didapat dari pengukuran yang jauh dari hasil

perhitungan dapat terjadi seacra acak.

2.6 KESIMPULAN

Garis beban dibentuk oleh 2 titik nilai yaitu , nilai Id dan Vd. Perpotongan

antara garis beban dan kurva karakteristik disebut titik operasi (Q).

Id ( vertikal ) , Vd ( Horizontal ). Garis beban pada dioda dapat

mempermudah mencari dan mengetahui nilai yang sebenarnya dari suatu

arus dan tegangan dioda pada suatu rangkaian dan mencakup setiap

kemungkinan yang ada pada titik operasi rangkaian .

9

2.7 TUGAS.

1. Selain pada dioda, dimana lagi kita menggunakan garis beban ?

jelaskan jawaban saudara !

2. Apa sebenarnya fungsi dari garis beban dioda ?

JAWAB :

1. Garis beban juga dapat digunakan pada Transistor , karena transistor

dan dioda keduanya terdiri dari bahan semikonduktor serta bila hambata

yang terjadi bervariasi mulai dari 0 sampai tak terhingga maka dapt

menyebabkan arus basis ( IB ) berubah menjadi arus kolektor ( IC) dan

V CE pun bervariasi menurut daerah masing-masing.

2. Garis beban berfungsi untuk mengetahui nilai sebenarnya dari suatu arus dan tegangan dioda pada suatu rangkaian dengan mudah, lalu

perpotongan antara garis beban dengan kurva karakteristik disebut Q

Point atau titik kerja diode. Garis beban mencakup setiap kemungkinan

yang ada pada titik operasi rangkaian.

10

2.8 DATA HASIL PERCOBAAN

TABEL 1. DIODA SILIKON

Vs

(V)

R

() Kondisi

Dioda

Id(mA) Vd(volt) Vo(volt)

Kurva ukur kurva ukur Hitung ukur

1.5 470

Terpasang 1,8 1,7 0,65 0,6 0,8 0,9

Lepas 0 0 1,5 1,5 0 0

Hubungan

Singkat 3,1 3,2 0 0 1,5 1,5

3 2000

Terpasang 1,1 1,1 0,65 0,6 2,3 2,4

Lepas 0 0 3 3 0 0

Hubungan

Singkat 1,5 1,4 0 0 3 3

Tegangan Dioda (Vd) Arus Dioda (Id)

Titik Operasi (Q) 0,65 1,8

Titik Cut Off 0,55 0,2

Titik Saturasi 0,7 7

NO. PERCOBAAN : 19 PELAKSANAAN PRAKTIKUM : 2 SEPTEMBER 2015

JUDUL : GARIS BEBAN DIODA PENYERAHAN LAPORAN : 9 SEPTEMBER 2015

MATA KULIAH : LABORATORIUM ANALOG NAMA PRAKTIKAN : PUTRI LEMUEL

KELAS/KELOMPOK : T.TELKOM 3D/10 NAMA REKAN KERJA : 1.BRILLIAN WIGUNA

TAHUN AKADEMIK : 2015 2.KHALEDA NUR A.S

11

TABEL 2. DIODA GERMANIUM

Vs

(V)

R

() Kondisi

Dioda

Id(mA) Vd(volt) Vo(volt)

Kurva ukur kurva ukur Hitung Uku

r

1.5 1000

Terpasang 1,2 1,15 0,3 0,3 1,2 1,18

Lepas 0 0 1,5 1,5 0 0

Hubungan

Singkat 1,5 1,35 0 0 1,5 1,5

3 2000

Terpasang 1,45 1,25 0,35 0,3 2,7 2,6

Lepas 0 0 3 3 0 0

Hubungan

Singkat 1,5 1,4 0 0 3 3

12

LAMPIRAN

DAFTAR PUSTAKA

Susanti, Anna. 2006. LABORATORIUM ELEKTRONIKA (Garis Beban Dioda).

Memory Book. 2009. dioda http://mumurangkas.blogspot.com/ (September

2015)

Bisma. 2011. teori dioda http://bismarmaulani.blogspot.com/. (September 2015)