annisa salsabila_1206218070_rlab lr03_karakteristik v i semikonduktor

Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 1

LAPORAN R-LAB

Karakteristik V I Semikonduktor

Nama : Annisa Salsabila

NPM : 1206218070

Group : B4

Fakultas/Departemen : Teknik / Teknik Sipil

No. Percobaan : LR-03

Nama Percobaan : Karakteristik V I Semikonduktor

Tanggal Percobaan : 14 Maret 2012

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

(UPP-IPD)

Universitas Indonesia

Depok


I. Tujuan

Mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu

semikonduktor

II. Alat

1. Bahan semikonduktor

2. Amperemeter

3. Voltmeter

4. Variable power supply

5. Camcorder

6. Unit PC

7. DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Teori

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di antara

isolator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai isolator pada temperatur yang

sangat rendah, namun pada temperatur ruangan bersifat sebagai konduktor. Bahan

semikonduktor yang sering digunakan adalah silikon (Si), germanium (Ge), dan gallium

arsenide.

Terdapat dua jenis semikonduktor yaitu semikonduktor intrinsik dan ekstrinsik,

semikonduktor intrinsik biasanya hanya terdiri dari Ge atau Si saja, sedangkan semikonduktor

ekstrinsik gabungan dari dua jenis bahan atau lebih.

Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, karena konduktansinya yang dapat

diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi doping).

Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah sifat

elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan menambah sejumlah

kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebut dopant. Pada umumnya, komponen dasar aktif

elektronika terbuat dari bahan-bahan semikonduktor misalnya dioda, transistor, dan IC

(Integreted Circuit)

Pada semikonduktor murni atau intrinsik, perpindahan muatan berarti terjadinya

pengaliran arus. Perpindahan muatan terjadi karena dua sebab yaitu : karena adanya perpindahan


elektron bebas dan karena adanya perpindahan hole (lubang), kedua-duanya bisa terjadi bersama-

sama. Dalam semikonduktor jenis ini banyaknya elektron bebas sama dengan banyaknya hole

yang terjadi. Atom semikonduktor murni pada suhu nol mutlak (-2730 C atau 0 Kelvin), bersifat

sama dengan isolator, tetapi apabila suhu menjadi naik, semikonduktor dapat mengalir arus,

walaupun sangat kecil sekali.

Terdapat dua jenis semikonduktor ekstrinsik, yaitu jenis p dan jenis n.

Semikonduktor jenis p adalah semikonduktor yang terdiri dari campuran atom-atom yang tidak

memiliki elektron bebas dan bersifat menerima elektron. Misalnya unsur Ge bercampur dengan

gallium (Ga). Pada semikonduktor jenis p , lubang (hole) bertindak sebagai muatan positif , oleh

karena itu komponen ini sering disebut sebagai pembawa muatan minoritas. Semikonduktor jenis

n adalah semikonduktor intrinsik yang bercampur dengan atom lain sehingga kenaikan jumlah

elektron negatif yang bebas. Misalnya unsur Si dengan arsen (Ar). Pada semikonduktor jenis n ,

lubang (hole) bertindak sebagai muatan negatif , oleh karena itu komponen ini sering disebut

pembawa muatan minoritas , sedangkan elektron sebagai muatan positif disebut pembawa

muatan mayoritas. Penggabungan semikonduktor jenis p dan jenis n pada komponen elektronika

diantaranya adalah dioda, dan transistor

Sebuah bahan material bila dilewati oleh arus listrik akan menimbulkan disipasi panas.

Besarnya disipasi panas adalah I2R. Panas yang dihasilkan oleh material ini akan mengakibatkan

perubahan hambatan material tersebut. Jika pada material semi konduktor , pertambahan kalor /

panas akan mengurangi nilai hambatan material tersebut. Peristiwa dispasi panas dan perubahan

resistansi bahan semi konduktor ini saling berkaitan.

Gambar 1. Rangkaian tertutup semikoduktor


IV. Cara Kerja

1. Memperhatikan halaman web percobaan karakteristik VI semi konduktor.

2. Memberikan beda potensial dengan member tegangan V1.

3. Mengaktifkan power supply/baterai dengan mengklik radio button di sebelahnya.

4. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan.

5. Mengulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8.

Catatan : data yang diperoleh adalah 5 buah data terakhir jika rangkaian diberi beda

potensial tertentu ( misalkan V1) dengan interval 1 detik antara data ke satu dengan

data berikutnya.

V. Data Pengamatan

No V(volt) I(mA)

1 0.42 2.93

2 0.42 2.93

3 0.42 2.93

4 0.42 2.93

5 0.42 2.93

6 0.95 7.17

7 0.95 7.17

8 0.95 7.17

9 0.95 7.17

10 0.95 7.17

11 1.37 10.43


12 1.37 10.43

13 1.37 10.10

14 1.37 10.10

15 1.36 10.43

16 1.89 14.34

17 1.89 14.34

18 1.89 14.34

19 1.89 14.66

20 1.88 14.66

21 2.26 17.60

22 2.26 17.92

23 2.26 17.92

24 2.26 17.92

25 2.25 18.25

26 2.85 23.46

27 2.85 23.13

28 2.85 23.13

29 2.84 23.46

30 2.84 23.46

31 3.15 26.39

32 3.15 26.07


33 3.14 26.39

34 3.14 26.39

35 3.13 27.37

36 3.67 31.61

37 3.66 32.26

38 3.66 32.58

39 3.65 33.24

40 3.64 33.56

VI. Pengolahan Data

Nilai rata-rata untuk V1 sampai V8

V1

No. V(volt) I(mA)

1 0,42 2,93

2 0,42 2,93

3 0,42 2,93

4 0,42 2,93

5 0,42 2,93

0,42 2,93

V2

No. V(volt) I(mA)

1 0,95 7,17

2 0,95 7,17


3 0,95 7,17

4 0,95 7,17

5 0,95 7,17

0,95 7,17

V3

No. V(volt) I(mA)

1 1,37 10,43

2 1,37 10,43

3 1,37 10,10

4 1,37 10,10

5 1,36 10,43

1,368 10,298

V4

No. V(volt) I(mA)

1 1,89 14,34

2 1,89 14,34

3 1,89 14,34

4 1,89 14,66

5 1,88 14,66

1,888 14,468

V5

No. V(volt) I(mA)

1 2,26 17,60

2 2,26 17,92


3 2,26 17,92

4 2,26 17,92

5 2,25 18,25

2,258 17,922

V6

No. V(volt) I(mA)

1 2,85 23,46

2 2,85 23,13

3 2,85 23,13

4 2,84 23,46

5 2,84 23,46

2,846 23,328

V7

No. V(volt) I(mA)

1 3,15 26,39

2 3,15 26,07

3 3,14 26,39

4 3,14 26,39

5 3,13 27,37

3,142 26,522

V8

No. V(volt) I(mA)

1 3,67 31,61

2 3,66 32,26

3 3,66 32,58

4 3,65 33,24

5 3,64 33,56


3,656 32,65

V dan I rata-rata

No. V(volt) I(mA)

1 0,42 2,93

2 0,95 7,17

3 1,368 10,298

4 1,888 14,468

5 2,258 17,922

6 2,846 23,328

7 3,142 26,522

8 3,656 32,65

Grafik hubungan Vrata-rata vs Irata-rata

y = 10.744x - 1.4362

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4

Aru

s (m

A)

Tegangan (volt)

Grafik Hubungan Vrata-rata vs Irata-rata

Hubungan V dengan I

Linear (Hubungan V dengan I)


VII. Analisis

a. Analisis Percobaan

Percobaan yang berjudul karakteristik V I semikonduktor memliki tujuan untuk

mengetahui hubungan beda potensial listrik dan arus listrik yang berkerja pada

semikonduktor. Pada percobaan ini praktikan memperoleh data beda potensial listrik dan

arus listrik yang kemudian akan dihubungkan dengan hukum ohm. Data yang diperoleh

juga dibuat grafik hubungan antara beda potensial listrik dan arus listrik untuk dapat

mengetahui hubungan antara beda potensial listrik dan arus listrik.

Pada percobaan kali ini, praktikan tidak perlu ke laboratorium secara langsung

namun hanya perlu menyediakan seperangkat alat elektronik yang terhubung dengan

jaringan internet dan dapat digunakan untuk mengakses e-laboratory yang sudah

disediakan. Praktikan harus masuk dengan nama pengguna yang sudah disimpan

di database laboratorium. Praktikan juga harus memiliki password untuk masuk dengan

nama pengguna tersebut. Setelah itu, Praktikan dapat melakukan percobaan dengan

mengakses alamat r-laboratory. Percobaan diberi waktu 600 detik untuk setiap kali

praktikan masuk ke r-laboratory tersebut. Dengan mengakses percobaan ini, maka

Praktikan dianggap telah menghadiri kelas.

Percobaan ini menggunakan delapan nilai tegangan yang berbeda-beda dari yang

kecil hingga yang besar. Bervariasinya nilai tegangan yang digunakan untuk

mendapatkan nilai arus yang berbeda-beda dan agar praktikan dapat melihat hubungan

antara V dengan I yang berbeda-beda pula.

b. Analisis Hasil

Hasil yang diperoleh berupa lima buah data tiap satu variasi tegangan. Pada

percobaan kali ini, digunakan delapan macam variasi tegangan listrik sehingga diperoleh

empat puluh data tegangan dan arus listrik. Data ini langsung dapat dilihat dan disimpan

melalu shorcut di laman.

Data yang diperoleh dari percobaan kemudian akan dilakukan pengolahan. Untuk

pengolahan data pada praktikum ini, praktikan menghitung nilai beda potensial listrik

rata-rata dan arus listrik rata-rata untuk setiap V1 sampai V8. Dari data pengamatan


praktikan juga memperoleh besar hambatan semikonduktor dengan jalan

memasukkan data-data ke dalam persamaan hukum ohm. Hukum ohm menyatakan

bahwa Kuat arus yang melalui penghantar sebanding dengan beda potensial pada kedua

ujung penghantar. Secara matematis, hukum ohm dapat diekspresikan dengan

persamaan:

Dimana V adalah beda potensial listrik yang terdapat pada kedua ujung penghantar dalam

satuan Volt, I adalah arus listrik yang mengalir dalam satuan Amprere dan R adalah nilai

hambatan listrik (resistansi) yang terdapat pada suatu penghantar dalam satuan ohm ().

c. Analisis Grafik

Praktikan juga membuat grafik hubungan antara beda potensial dengan arus listik

(V vs I) dengan menggunakan beda potensial listrik rata-rata dan arus listrik rata-rata.

Sumbu x pada grafik diisi dengan nilai beda potensial listrik rata-rata dan sumbu y pada

grafik diisi dengan nilai arus listrik rata-rata.

VIII. Kesimpulan

1. Tegangan dan arus saling berbanding lurus, semakin besar tegangan, arus akan semakin

besar, jika tegangan semakin kecil maka arus juga akan semakin kecil.

2. Percobaan ini dikatakan memenuhi hukum Ohm yang menjelaskan bahwa perbandingan

tegangan dengan arus listrik akan menghasilkan hambatan yang konstan dan tidak

terpengaruhi oleh arus maupun tegangan.

3. Semikonduktir dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu maka sifat konduktir menjadi

lenih kuat. Sebaliknya jika suhu rendah maka sifat isolator yang menjadi lebih kuat.

IX. Referensi

Giancoli, D.C.; Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition, Prentice Hall, NJ,

2000.

Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John

Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005.


X. Link RLab

http://sitrampil7.ui.ac.id/lr03

annisa salsabila_1206218070_rlab lr03_karakteristik v i semikonduktor

Documents