LAPORAN PRAKTIKUM LABORATURIUM ANALOG

NOMOR PERCOBAAN : 03

JUDUL PERCOBAAN : RESISTANSI DIODA

KELAS / GROUP : TELKOM 3B/3

NAMA PRAKTIKAN : INDAH DIAN PRATIWI

PARTNER : 1. ANGGA MOSANTO PRATAMA

2. WHITA FEBRINA NURKANTI

TANGGAL PERCOBAAN : 10 SEPTEMBER 2012

TGL. PENYRHN LAP. : 18 SEPTEMBER 2012

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2012

PERCOBAAN III

RESISTANSI DIODA

3.1 TUJUAN : - Membandingkan resistansi dioda pada saat dibias maju dan dibias balik

- Membandingkan resistansi dioda Si dengan dioda Ge

- Memperlihatkan bahwa resistansi balik berubah sesuai dengan perubahan

Temperatur

3.2 ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN :

1. Sumber tegangan searah (1 – 15) V DC Pascal PS 150242 : 1 buah

2. Voltmeter analog SANWA CX 506a : 1 buah

3. Dioda Si : 1 buah

4. Dioda Ge : 1 buah

5. Tahanan : 100 Ω

6. Kabel – kabel penghubung

3.3 DASAR TEORI

1. Bias Maju (Forward Bias)

Gambar Dioda dengan Bias Maju

Gambar di bawah ini menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut

lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti

yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron

sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu

jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari

sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi

P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena

ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N. Jika menggunakan terminologi

arus listrik, maka dapat dikatakan bahwa terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N atau pada

kondisi ini dioda bekerja bagai kawat yang tersambung.Dengan tegangan bias maju yang

kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta di atas 0 volt, tetapi memang

tegangan beberapa volt di atas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya

dinding deplesi. Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah di

atas 0.7 volt. Kira-kira 0.3 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari

bahan Germanium.

2. Bias Mundur (Reverse Bias)

Gambar 5. Dioda dengan Bias Mundur

Pada kondisi bias mundur, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P. Dalam

hal ini tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun

sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan.

Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.

Pada bias mundur ini dioda bekerja bagaikan kawat yang terputus dan membuat tegangan

yang jatuh pada dioda akan sama dengan tegangan supply.Pada keadaan bias negatif ini,

dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh

bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran

elektron yang terbentuk di lapisan deplesi.

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG

Rangkaian penyearah gelombang merupakan rangkaian yang berfungsi untuk merubah arus

bolak-balik (Alternating Current / AC) menjadi arus searah (Direct Current / DC). Komponen

elektronika yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda, karena dioda memiliki sifat

hanya memperbolehkan arus listrik melewati-nya dalam satu arah saja.

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Rangkaian penyearah setengah gelombang

merupakan rangkaian penyearah sederhana yang hanya dibangun menggunakan satu dioda

saja, seperti diilustrasikan pada gambar berikut ini.

Prinsip kerja dari rangkaian penyearah setengah gelombang ini adalah pada saat

setengah gelombang pertama (puncak) melewati dioda yang bernilai positif menyebabkan

dioda dalam keadaan ‘forward bias’ sehingga arus dari setengah gelombang pertama ini bisa

melewati dioda. Pada setengah gelombang kedua (lembah) yang bernilai negatif

menyebabkan dioda dalam keadaan ‘reverse bias’ sehingga arus dan setengah gelombang

kedua yang bernilai negatif ini tidak bisa melewati dioda. Keadaan ini terus berlanjut dan

berulang sehingga menghasilkan bentuk keluaran gelombang seperti diperlihatkan pada

gambar berikut ini.

Dari gambar di atas, gambar kurva ‘D1-anoda’ (biru) merupakan bentuk arus AC

sebelum melewati dioda dan kurva ‘D1-katoda’ (merah) merupakan bentuk arus AC yang

telah dirubah menjadi arus searah ketika melewati sebuah dioda.Pada gambar tersebut

terlihat bahwa ketika gelombang masukan bernilai positif, arus dapat melewati dioda tetapi

ketika gelombang masukan bernilai negatif, arus tidak dapat melewati dioda. Karena hanya

setengah gelombang saja yang bisa di searah-kan, itu sebabnya mengapa disebut sebagai

Penyearah Setengah Gelombang.

3.4 CARA MELAKUKAN PERCOBAN :

1. Buatlah rangakaian seperti gambar 1 dengan menggunakan dioda silikon dan

tegangan suplai sebesar + 5V. Ukurlah Vo.

2. Ulangi langkah 1) dengan nilai Vs yang lain

3. Baliklah posisi dioda atau polaritas sumber tegangan dibalik sehingga dioda dibias

mundur/balik. Atur Vs sebesar -5 V. Ukurlah Vo.

4. Ulangi langkah 3) dengan nilai Vs yang lain

5. Kemudian, peganglah ujung katoda dengan ibu jari dan jari telunjuk (untuk

memanaskan dioda dengan panas tubuh). Hati – hati jangan sampai dioda terhubung

oleh jari saudara, atau memparalel dioda dengan tahanan kulit !

6. Perhatikan tegangan pada R selama dioda dipegang dan catat nilai Vo pada alat ukur

!

7. Kemudian lepaskanlah salah satu kaki dioda (seperti saklar terbuka) dengan

tegangan suplai yang sama. Ukur Vo!

8. Gantilah dioda Si dengan dioda Ge dan ulangi langkah – langkah diatas !

3.5 HASIL PERCOBAAN

Tabel 1 Dioda Silikon

Kondisi dioda Vs Vo (ukur) I (hitung) R (hitung)

Bias maju +5 V +8 V

+10 V

4,6 V 46 𝜇A 8,69 KΩ

7,5 V 75 𝜇A 6,67 KΩ

9,6 V 96 𝜇A 4,17 KΩ

Bias balik -5 V -8 V

-10 V

0 V 0 ~

0 V 0 ~

0 V 0 ~

Bias balik dan katoda dipegang -10 V 0,6 V 6 𝜇A 1,77 MΩ

Salah satu kaki dioda dilepas -10 V 0 V 0 ~

Tabel 2 dioda germanium

Kondisi dioda Vs Vo (ukur) I (hitung) R (hitung)

Bias maju +5 V +8 V

+10 V

4,8 V 48 𝜇A 4,17 KΩ

7,8 V 78 𝜇A 2,56 KΩ

9,8 V 98 𝜇A 2,04 KΩ

Bias balik -5 V -8 V

-10 V

0,5 V 5 𝜇A 900 KΩ

0,7 V 7 𝜇A 1,04 MΩ

0,8 V 8 𝜇A 1,15 MΩ

Bias balik dan katoda dipegang -10 V 1,4 V 14 𝜇A 614 KΩ

Salah satu kaki dioda dilepas -10 V 0 V ~ ~

3.6 ANALISA

Pada saat dioda berkonduksi (menghantarkan), dioda akan bersifat sebagai saklar

tertutup sehingga arus mengalir melewati RL. Lalu pada saat dioda pada setengah

perioda dioda akan bersifat sebagai sklar terbuka dan menghambat nilai tahanan dioda.

Sehingga nilai tahanan dioda sangat tinggi sehingga dioda tidak dapat menghantarkan

arus listrik.

3.7 TUGAS

1. Manakah yang lebih besar resistansi balik dioda Ge atau dioda Si ? Mengapa ?

2. Dioda apa yang lebih stabil (tidak banayakdipengaruhi oleh perubahan suhu) ?

Mengapa ?

JAWAB:

1. Dioda silikon. Karena dioda slikon memiliki tegangan yang lebih besar yaitu

senilai 0,7 V. Selain itu dioda silikon berfungsi sebagai penyearah arus.

2. Dioda germanium. Karena dioda silikon hanya dapat menanggapi perubahan

suhu saja sedangkan germanium untuk suhu tubuh lebih stabil.

3.8 KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah kami lakukan dapat disimpulkan bahwa bias mundur nilai

resistansinya lebih besar dari pada bias maju. Nilai resistansi terbesar dalam percobaan ini

adalah pada dioda silikon.

3.9 LAMPIRAN

3.10 DAFTAR PUSTAKA

1. http://nindin.wordpress.com/2011/05/25/dioda-semikonduktor/ Pukul 19.00, 18

September 2012

2. http://sandimcron7.blogspot.com/2010/07/rangkaian-rectifier.html Pukul 19.15, 18

September 2012