Download - Finish Laporan

Transcript
Page 1: Finish Laporan

PERCOBAAN 1

DIODA

A. TUJUAN PERCOBAAN

Mengenal dioda dan pemakaiannya

Memahami polaritas dan cara perangkaian yang benar

B. PERALATAN YANG DIGUNAKAN

Modul 1 dan 2 board praktikum elektronika dasar

Voltmeter

Amperemeter

Function Generator

Osiloskop

C. TEORI DASAR

Diode adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat

semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah

(kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi

panjar mundur). Diode dapat disamakan sebagai fungsi katup di dalam bidang

elektronika. Diode sebenarnya tidak menunjukkan karakteristik kesearahan

yang sempurna, melainkan mempunyai karakteristik hubungan arus dan

tegangan kompleks yang tidak linier dan seringkali tergantung pada teknologi

atau material yang digunakan serta parameter penggunaan. Beberapa jenis

diode juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan

penyearahan.

Gambar 1. Simbol diode Zener.

Page 2: Finish Laporan

Dioda Zener adalah diode yang memiliki karakteristik menyalurkan

arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan

melampaui batas "tegangan tembus" (breakdown voltage) atau "tegangan

Zener". Ini berlainan dari diode biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke

satu arah.

Dioda yang biasa tidak akan mengalirkan arus listrik untuk mengalir

secara berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan

rusaknya. Jika melampaui batas tegangan operasional, diode biasa akan

menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun

proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan.

Sebuah diode Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan diode

biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tegangan tembus yang

jauh dikurangi, disebut tegangan Zener. Sebuah diode Zener memiliki p-n

junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk

tembus (tunnel) dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi

material tipe-n. Sebuah diode Zener yang dicatu-balik akan menunjukan

perilaku tegangan tembus yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik

untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan Zener.

- Fungsi Dioda

Ada banyak fungsi dioda antara lain :

1) Untuk penyearah arus

2) Untuk penyetabil tegangan

3) Untuk indicator

Dapat menggunakan LED, misalnya untuk indikator angka-angka

pada kalkulator menggunakan LED yang disusun sesuai peraga sevent

segment

4) Sebagai saklar

Dapat menggunakan photo diode sambungan P-N, misalnya

digunakan sebagai saklar dari rangkaian yang menggerakan

motor untuk menarik pintu garasi. Jika dioda kena sorot lampu mobil

tahanannya baliknya turun sehingga terdapat arus yang menggerakkan

Page 3: Finish Laporan

motor melalui relay.

Karakteristik-karakteristik dioda adalah:

Tegangan cut-in

Tegangan breakdown

Kemiringan kurva yang berarti besarnya resistansi dinamis pada titik

tersebut

Gambar 2. Karakteristik dioda Zener

D. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Karakteristik Dioda 1

Langkah percobaan :

a. Hubungkan titik 3 dengan titik 4

b. Pasang voltmeter di titik 6 dan 7

c. Pasang amperemeter di titik 8 dan 9

d. Nyalakan catu daya dan atur potensiometer ADJUST sedemikian

rupa sehingga voltmeter terbaca 10 V

e. Catat nilai arus yang terbaca pada amperemeter

f. Matikan catu daya

g. Lepas sambungan di titik 4 dan pindahkan ke titik 5 sehingga titik 3

terhubung dengan titik 5 dan lakukan seperti langkah d dan e

Page 4: Finish Laporan

2. Dioda Zener

Langkah percobaan :

a. Hubungkan titik 14 dengan titik 15

b. Pasang voltmeter di titik 10 dan 11 dan di titik 12 dan 13 atau jika

hanya terdapat 1 voltmeter, gunakan secara bergantian

c. Pasang amperemeter di titik 18 dan 19

d. Nyalakan catu daya dan atur potensiometer P4 sedemikian rupa

mengikuti tabel di bawah ini

e. Catat nilai arus yang terbaca pada amperemeter

f. Ulangi lagi untuk titik 14 dan 16

g. Gambarkan grafik untuk percobaan di atas

E. DATA NILAI PERCOBAAN

1. Karakteristik dioda 1

Rangkaian Arus (mA)

Forward bias 475

Reverse bias 0

2. Dioda zener di titik 14 dan 15

V Vr Vd = V - Vr I (mA)

0 0 0

2 1.2 1.2

4 2.8 2.6

6 4 4.3

8 5.1 7.5

10 9 8

12 11 12

14 13 13

Page 5: Finish Laporan

F. ANALISIS DATA

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 0 V, maka :

Vd = V – Vr

= 0 – 0

= 0 V

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 2 V, maka :

Vd = V – Vr

= 2 – 1.2

= 0,8 V

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 4 V, maka :

Vd = V – Vr

= 4 – 2.8

= 1.2 V

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 6 V, maka :

Vd = V – Vr

= 6 – 4

= 2 V

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 8 V, maka :

Vd = V – Vr

= 8 – 5.1

= 2.9 V

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 10 V, maka :

Vd = V – Vr

= 10 – 9

= 1 V

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 12 V, maka :

Vd = V – Vr

= 12 – 11

= 1 V

Pada titik 14 dan 15 dengan tegangan 14 V, maka :

Vd = V – Vr

= 14 – 13

Page 6: Finish Laporan

= 1 V

G. DATA HASIL ANALISIS

1. Dioda zener di titik 14 dan 15

V Vr Vd = V - Vr I (mA)

0 0 0 0

2 1.2 0.8 1.2

4 2.8 1.2 2.6

6 4 2 4.3

8 5.1 2.9 7.5

10 9 1 8

12 11 1 12

14 13 1 13

Penyearah setengah gelombang (Half wave rectifier)

Perhatikan gambar berikut:

Langkah percobaan

1. Hubungkan titik 21 dengan titik AC dan titik 22 dengan CT

2. Pasang osiloskop dan taruh probe di titik 25 dan 26.

3. Nyalakan catu daya dan gambarkan !

4. Hubungkan titik 23 dan 24 dan gambarkan sinyalnya

5. Pasang osiloskop dan taruh probe di titik 31 dan 34. Gambarkan !

Page 7: Finish Laporan

- Probe 25 dan 26

Time/div: 5 ms V/div: 2

Gambar:

- Probe 23 dan 24

Time/div: 10 ms V/div: 2

Gambar:

- Probe 31 dan 34

Time/div: 10 ms V/div: 0,2

Gambar:

Page 8: Finish Laporan

Tugas:

1. Dari percobaan di atas, jelaskan cara kerja penyearah 1/2 gelombang !

Jawab:

Penyearah setengah gelombang (half wave rectifer) hanya

menggunakan 1 buah diode sebagai komponen utama dalam

menyearahkan gelombang AC. Prinsip kerja dari penyearah setengah

gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang AC

dari transformator. Pada saat transformator memberikan output sisi positif

dari gelombang AC maka diode dalam keadaan forward bias sehingga sisi

positif dari gelombang AC tersebut dilewatkan dan pada saat

transformator memberikan sinyal sisi negatif gelombang AC maka dioda

dalam posisi reverse bias, sehingga sinyal sisi negatif tegangan AC

tersebut ditahan atau tidak dilewatkan.

Page 9: Finish Laporan

Penyearah gelombang penuh (Full wave rectifier)

Perhatikan gambar berikut:

Langkah percobaan

1. Hubungkan titik 27 denganAC dan titik 29 dengan CT.

2. Pasang osiloskop dan taruh probe di titik 30 dan 32.

3. Nyalakan catu daya dan gambarkan sinyalnya!

4. Hubungkan titik 29 dengan titik 31 dan gambarkan sinyalnya !

- Probe 30 dan 32

Time/div: 10 ms V/div: 1

Gambar:

Page 10: Finish Laporan

- Probe 29 dan 31

Time/div: 10 ms V/div: 1

Gambar:

Tugas:

1. Dari percobaan di atas, jelaskan cara kerja penyearah gelombang

penuh !

Jawab:

Penyearah gelombang penuh dapat dibuat dengan 2 macam

yaitu, menggunakan 4 diode dan 2 diode. Untuk membuat penyearah

gelombang penuh dengan 4 diode menggunakan transformator non-CT

. Prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 diode diatas

dimulai pada saat output transformator memberikan level tegangan sisi

positif, maka D1, D4 pada posisi forward bias dan D2, D3 pada posisi

reverse bias sehingga level tegangan sisi puncak positif tersebut akan

di leawatkan melalui D1 ke D4. Kemudian pada saat output

transformator memberikan level tegangan sisi puncak negatif maka

D2, D4 pada posisi forward bias dan D1, D2 pada posisi reverse bias

sehingan level tegangan sisi negatif tersebut dialirkan melalui D2, D4.

Page 11: Finish Laporan

Penyearah gelombang dengan 2 diode menggunakan

tranformator dengan CT (Center Tap). Prinsip kerja rangkaian

penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda ini dapat bekerja karena

menggunakan transformator dengan CT. Transformator dengan CT

dapat memberikan output tegangan AC pada kedua terminal output

sekunder terhadap terminal CT dengan level tegangan yang berbeda

fasa 180°. Pada saat terminal output transformator pada D1

memberikan sinyal puncak positif maka terminal output pada D2

memberikan sinyal puncak negatif, pada kondisi ini D1 pada posisi

forward dan D2 pada posisi reverse. Sehingga sisi puncak positif

dilewatkan melalui D1. Kemnudian pada saat terminal output

transformator pada D1 memberikan sinyal puncak negatif maka

terminal output pada D2 memberikan sinyal puncak positif, pada

kondisi ini D1 posisi reverse dan D2 pada posisi forward. Sehingga

sinyal puncak positif dilewatkan melalui D2.

Series Clipper

Perhatikan gambar berikut:

Page 12: Finish Laporan

Langkah percobaan :

1. Hubungkan titik 41 dan 40 ke function generator , tetapi generator masih

dalam keadaan off.

2. Hubungkan titik 45 dengan 44 dan 45 dengan 43

3. Taruh probe osiloskop di titik 42 dan 46 dan taruh probe yang lain di titik 42

dan 46 atau digunakan secara bergantian

4. Nyalakan function generator dan catatlah gambarnya di titik 41 dan 42 serta

49 dan 50.

5. Matikan function generator, pindah hubungan menjadi 43 dan 46 serta 47 dan

48 Nyalakan function generator dan catatlah gambar pada kedua titik

- Probe 42 dan 46, dititik 45 dan 46

Time/div: 10 ms V/div: 1

Gambar:

- Probe 42 dan 46, dititik 45 dan 43

Time/div: 5 ms V/div: 1

Gambar:

Page 13: Finish Laporan

Tugas:

1. Apakah fungsi dari series clipper dan bagaimana cara kerjanya ?

Jawab:

Rangkaian clipper (pemotong) berfungsi untuk memotong atau

menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas level

tertentu. Contoh sederhana dari rangkaian clipper adalah penyearah setengah

gelombang. Rangkaian ini memotong atau menghilangkan sebagian sinyal

masukan di atas atau di bawah level nol. Rangkaian dasar dari sebuah clipper atau

pemotong sinyal dapat menggunakan sebuah dioda.

Rangkaian clipper digunakan untuk membuang tegangan sinyal di atas

atau di bawah

level tegangan tertentu. Salah satu cara adalah dengan clipper dioda (clipper =

pemotong).

1. Clipper positif

Clipper positif adalah rangkaian yang membuang bagian positif adri sinyal.

Carqa kerja rangkaiannya yaitu selama setengah siklus positif tegangan input,

dioda

Page 14: Finish Laporan

konduksi. Dioda terhubung singkat dan tegangan pada beban RL saat siklus

positif

ini sama dengan nol. Selama setengah siklus negatif, dioda terbias reverse dan

terbuka. Dengan harga RL yang jauh lebih besar dari R dihasilkan tegangan

output

dengan harga mendekati -Vp. Maka pada clipper positif ini sinyal di atas level 0

volt akan dipotong.

2. Clipper Negatif

Clipper negatif adalah rangkaian yang membuang bagian negatif dari sinyal.

Cara kerjanya adalah kebalikab dari clipper positif yaitu dioda konduksi saat

setengah siklus negatif , output pada beban RL nol. Dan dioda reverse saat

setengah siklus positif, dengan harga RL jauh lebih besar dari R dihasilkan output

mendekati harga Vp.

3. Clipper Di bias

Cliper ini adalah untuk mendapatkan level pemotongan tidak 0 Volt. Dengan

clipper di bias dapat digeser level pemotongan pada level positif atau negatif yang

diinginkan.

Pada clipper di bias positif ini, agar dioda dapat konduksi tegangan input harus

lebih besar daripada +V. Ketika Vin lebih besar dari pada +V, dioda berlaku

seperti saklar tertutup dan tegangan pada output sama dengan +V. Ketika

tegangan

input kurang dari +V, dioda terbuka dan karena harga RL jauh lebih besar dari R

maka hampir seluruh tegangan input muncul pada output. Rangkaian clipper di

bias

positif ini bekerja akan membuang semua sinyal di atas level +V.

Sebaliknya untuk rangkaian clipper di bias negatif akan membuang semua sinyal

di

bawah level -V.

Page 15: Finish Laporan

4. Clipper Kombinasi

Dengan penggabungan clipper di bias positif dan di bias negatif dapat dirancang

clipper kombinasi.

Cara kerjanya adalah Dioda D1 konduksi ketika tegangan input lebih besar dari

+V1. Oleh sebab itu tegangan output sama dengan +V1 ketika Vin lebih besar dari

+V1. Sebaliknya ketika Vin lebih negatif daripada -V2, dioda D2 konduksi.

Dengan D2 forward, tegangan output sama dengan -V2 selama tegangan input

lebih

negatif dari -V2. Ketika Vin terletak antara +V1 dan -V2, tidak ada dioda yang

konduksi.

Shunt Clipper

Perhatikan gambar berikut:

1. Hubungkan titik 51 dan 52 ke function generator , tetapi generator masih

dalam keadaan off.

2. Hubungkan titik 53 dengan 54

3. Taruh probe osiloskop di titik 56 dan 57 dan taruh probe yang lain di titik 51

dan 52 atau digunakan secara bergantian

4. Nyalakan function generator (SQUARE WAVE) dan catatlah gambarnya di

titik 51 dan 52 serta 56 dan 57.

5. Matikan function generator, pindah hubungan menjadi 53 dan 55

Page 16: Finish Laporan

6. Nyalakan function generator dan catatlah gambar pada kedua titik

- Probe 36 dan 39, dititik 36 dan 37

Time/div: 2 ms V/div: 1

Gambar:

- Probe 37 dan 39, dititik 35 dan 37

Time/div: 2 ms V/div: 1

Gambar:

Page 17: Finish Laporan

Tugas:

1. Apakah fungsi dari shunt clipper dan bagaimana cara kerjanya ?

Jawab:

Clamper

Perhatikan gambar berikut:

1. Hubungkan titik 47 dan 48 ke function generator , tetapi generator masih

dalam keadaan off.

2. Hubungkan titik 49 dengan 50

3. Taruh probe osiloskop di titik 47 dan 48 dan taruh probe yang lain di titik 52

dan 53 atau digunakan secara bergantian

4. Nyalakan function generator (SQUARE WAVE) dan catatlah gambarnya di

titik 47 dan 48 serta 52 dan 53.

5. Matikan function generator, pindah hubungan menjadi 49 dan 51

6. Nyalakan function generator dan catatlah gambar pada kedua titik

Page 18: Finish Laporan

- Probe 47 dan 48, dititik 47 dan 48

Time/div: 2 ms V/div: 2

frekuensi: 0,1 Hz range: 1 K

Gambar:

- Probe 52 dan 53, dititik 47 dan 48

Time/div: 2 ms V/div: 2

frekuensi: 1 Hz range: 1 K

Gambar:

Page 19: Finish Laporan

- Probe 47 dan 48, dititik 49 dan 51

Time/div: 2 ms V/div: 1

frekuensi: 1 Hz range: 1 K

Gambar:

- Probe 52 dan 53, dititik 47 dan 48

Time/div: 2 ms V/div: 1

frekuensi: 1 Hz range: 1 K

Gambar:

Page 20: Finish Laporan

Tugas:

1. Apakah fungsi dari clamper dan bagaimana cara kerjanya ?

Jawab:

SIMPULAN

Semakin besar tegangan sumber yang diberikan, maka tegangan pada

resistor juga semakin besar.

Pada dioda rectifier arus hanya terdapat pada forward bias karena fungsi

dioda rectifier yang memiliki fungsi sebagai penyearah yang

membutuhkan tegangan saat forward bias karena hanya dapat bekerja

dalam keadaan forward bias.

Arus dioda zener pada saat reverse bias lebih stabil dengan catu

tegangannya, dan saat dalam keadaan forward bias dioda zener bekerja

layaknya dioda rectifier yang membutuhkan tegangan lutut untuk

mengaktifkannya.

H. DAFTAR PUSTAKA

William D. Cooper, ELECTRONIC INSTRUMENTATION AND

MEASUREMENT TECHNIQUES, Prentice-Hall of India, 1978

William D. Cooper, INSTRUMENTASI ELEKTRONIK DAN

TEKNIK PENGUKURAN, Penerbit Erlangga, 1985

Elektonika Dasar. http://elektronikadasar.info/transistor-sebagai-

saklar.htm. Diakses pada tanggal 12 April 2013 pukul 10:37:33 AM


Top Related