annisa salsabila_karakteristik v i semikonduktor
DESCRIPTION
dfdsfsdTRANSCRIPT
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 1
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 2
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 ºC 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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 3
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 4
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 5
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 6
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 7
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 8
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
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 405
10152025303540
f(x) = 10.4474706935166 x − 1.42355082970642
Grafik Hubungan Vrata-rata vs Irata-rata
Hubungan V dengan ILinear (Hubungan V dengan I)
Tegangan (volt)
Arus
(mA)
VII. Analisis
a. Analisis Percobaan
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 9
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 10
ujung penghantar.” Secara matematis, hukum ohm dapat diekspresikan dengan
persamaan:
V=I . R
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 (Ω).
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
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 11
http://sitrampil7.ui.ac.id/lr03
Annisa Salsabila - LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor Page 12