UJI KARAKTERISTIK DIODA

A.1. TUJUAN

Mahasiswa diharapkan dapat memahami karakteristik switching dari

dioda

Mahasiswa diharapkan dapat menggambarkan kurva karakteristik dioda

2. ALAT/ BAHANPercobaan ini membutuhkan alat/bahan sebagai berikut,

No Nama Jumlah

1. Dioda 1

2. Resistror 1k 1

3. Multimeter 1

3. DC Power Supply 1

3. DASAR TEORIA. Karakteristik Dioda

Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif.

Dibawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah.

Sisi P disebut Anoda dan sisi N disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak panah

yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita pada arus

konvensional mudah mengalir dari sisi P ke sisi N.

Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagaisebuah saklar tertutup jika

diberi bias forward dan sebagai saklar terbuka jika diberi bias reverse. Artinya secara

ideal, dioda berlaku seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika dibias forward

dan seperti isolator sempurna (arus nol) saat dibias reverse.

Untuk pendekatan kedua, dibutuhkan tegangan sebesar 0,7 V sebelum dioda silikon

konduksi dengan baik. Dioda dapat digambarkan sebagai suatu saklar yang diseri

dengan tegangan penghambat 0,7 V. Apabila tegangan sumber lebih besar dari 0,7 V

maka saklar akan tertutup. Sebaliknya apabila tegangan sumber lebih kecil dari 0,7 V

maka saklar akan terbuka.

Dalam pendekatan ketiga akan diperhitungkan hambatan bulk (RB). Rangkaian

ekivalen untuk pendekatan ketiga ini adalah sebuah saklar yang terhubung seri dengan

tegangan 0,7 V dan hambatan RB. Saat tegangan dioda lebih besar dari 0,7 V maka

dioda akan menghantar dan tegangan akan naik secara linier dengan kenaikan arus.

Semakin besar arus, akan semakin besar tegangan dioda karena tegangan ada yang

jatuh menyebrangi hambatan bulk.

B. Percobaan Karakteristik Dioda

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami karakteristik dioda yang

berhubungan dengan tegangan dan arus, mengetahui cara mengukur parameter-

parameter pada dioda dan mengetahui karakteristik dioda Zener.

Dari tujuan percobaan diatas, maka langkah-langkah yang harus dilakukan adalah

sebagai berikut:

* Langkah pertama yaitu merangkai rangkaian seperti pada Gambar 1.4 dimana

sumber tegangan diberikan setelah rangkaian selesai disusun.

* Kemudian sumber tegangan di berikan pada rangkaian tersebut. Sumber tegangan

yang digunakan adalah sumber tegangan searah (DC). Kondisi dioda pada saat itu

belum aktif, hal ini disebabkan nilai tegangan sumber yang lebih kecil dari 0,7 V.

* Setelah nilai tegangan sumber dinaikkan, maka akan ada arus yang mengalir

melewati dioda.

* Kita dapat mengetahui tegangan pada dioda (VD) dengan melihat Voltmeter, dan

arus yang mengalir dengan melihat Amperemeter. Dari kedua nilai ini maka akan

didapat nilai resistansi dioda saat konduksi.

* Kemudian percobaan diatas diulang dengan membalik tegangan tegangan bias dioda

seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1.5.

C. Penerapan Dioda

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah

digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau

tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak

menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu.

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian

elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada

beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya: penyearah setengah gelombang (Half-

Wafe Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian

pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan

(Voltage Multiplier).

4. PROSEDUR PERCOBAANA. BIAS MAJUa. Rangkaikan peralatan – peralatan percobaan sesuai dengan Gambar 1.

dibawah ini.

Gambar 1. Rangkaian Percobaan Dioda Bias Maju

b. Aktifkan sumber tegangan DC yang mencatu dioda. Naikkan nilai

tegangan dc perlahan – lahan sesuai dengan range tegangan yang

diijinkan. (ditentukan oleh instruktur).

c. Saat mengubah besar tegangan catu, gunakanlah Voltmeter DC untuk

mengecek nilai tegangan tersebut.

d. Amatilah besarnya arus I pada Ammeter saat tegangan catunya

dinaikkan.

e. Lakukan pengukuran besar tegangan pada terminal Anoda-Katoda (VAK)

dioda dan tegangan pada beban R saat tegangan catunya dinaikkan

f. Catatlah data hasil pengukuran yang Saudara lakukan pada tabel

berikut

Tabel 1. Data hasil pengukuran dioda bias maju

V VAK I VR

B. BIAS MUNDURa. Ubahlah polaritas tegangan catu dioda pada Gambar 1 menjadi seperti

pada Gambar 2.

Gambar 2. Rangkaian Percobaan Dioda Bias Mundur

b. Lakukanlah prosedur yang sama dengan percobaan dioda pada bias

maju.

c. Catatlah data hasil pengukuran yang Saudara lakukan pada tabel

berikut

Tabel 2. Data hasil pengukuran dioda bias mundur

V VAK I VR

B.1. TUJUAN

Mahasiswa diharapkan dapat mengetahui dan memahami prinsip kerja penyearah

gelombang penuh

Mahasiswa diharapkan dapat mengetahui dan memahami penyearah tegangan 3

fasa gelombang penuh dan setengah gelombang.

2. ALAT/ BAHAN

No Nama Jumlah

1. Transformator

2. Dioda

3. Multimeter Analog dan Digital

4. Osiloskop

5. Kabel Probe

6. Resistor 1k

5. DASAR TEORI

Penyearah Satu Gelombang Penuh Satu Fasa

Penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan ini bisa menggunakan

sembarang trafo baik yang CT maupun yang biasa, atau bahkan bisa juga tanpa

menggunakan trafo. Rangkaian dasarnya adalah seperti pada gambar penyearah

gelombang penuh dengan sistem jembatan dibawah. Prinsip kerja rangkaian

penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat dijelaskan melalui gambar

dibawah. Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan bagian positip dari siklus sinyal

ac : D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju D2 dan D4 mati (OFF),

karena mendapat bias mundur Sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3.

Sedangkan apabila jembatan memperoleh bagian siklus negatip, maka : D2 dan D4

hidup (ON), karena mendapat bias maju D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias

mundur Sehingga arus I2 mengalir melalui D2, RL, dan D4.

Gambar penyearah gelombang penuh satu fasa sistem jembatan

Gambar proses penyearah satu gelombang penuh satu fasa sistem jembatan

Penyearah (Rectifier) Gelombang Penuh Sistem Jembatan (Bridge) Proses

Penyearah (Rectifier) Gelombang Penuh Sistem Jembatan (Bridge) Arah arus i1 dan

i2 yang melewati RL sebagaimana terlihat pada gambar penyearah gelombang penuh

dengan sistem jembatan diatas. adalah sama, yaitu dari ujung atas RL menuju ground.

Dengan demikian arus yang mengalir ke beban (iL) merupakan penjumlahan dari dua

arus i1 dan i2, dengan menempati paruh waktu masing-masing. Besarnya arus rata-

rata pada beban adalah sama seperti penyearah gelombang penuh dengan trafo CT,

yaitu: Idc = 2Im/p = 0.636 Im . Untuk harga Vdc dengan memperhitungkan harga Vγ

adalah:

Harga 2Vγ ini diperoleh karena pada setiap siklus terdapat dua buah dioda yang

berhubungan secara seri. Disamping harga 2Vγ ini, perbedaan lainnya dibanding

dengan trafo CT adalah harga PIV. Pada penyearah gelombang penuh dengan sistem

jembatan ini PIV masing-masing dioda adalah:

b) Penyearah tegangan 3 fasa

Untuk keperluan beban tinggi, seperti beban yang diperlukan untuk aplikasi

industri, arus bolak-balik tiga afasa perlu diubah menjadi arus yang searah.

Konfigurasi yang paling sederhana adalah penyearah setengan gelombang tiga

fasa seperti yang diperlihatkan pada gambar dibawah ini. Dioda diberi bias maju

ketika

tegangan masing-masinh lin menjadi positif dan diberi bias mundur ketika tegangan

negative.Karena tegangang dari tiap lin tiga fasa menjadi positif, arus mengalir

melalui

beban ke tap pusat trafo, untuk melengkapi rangkaian. Penyearah tersebut mempunyai

output tegangan rata-rata lebih tinggi dari riaknya lebih kecil dibandingkan dengan

penyearah gelombang satu fasa.

Penyearah gelombang penuh 3 fasa bahkan mempuntai riak yang lenih rendah

dibandingkan dengan penyarah setengah gelombang 3 fasa. Penyearah itu tidak

memerlukan tap pusat trafo 3 fasa hubungan bintang. Penyearah hanya perlu

dihungkan pada daya 3 fasa untuk mengoperasikannya. Oleh karena itu, daya dapat

disuplay baik oleh hunbungan binyang atau segitiga. Gambar dibawah ini

menunjukkan

rangkaian penyearah gelombang penuh tegangan 3 fasa. Diperlukan 6 dioda. Dua

diode

harus terus menerus menghantarkan untuk menyediakan lintasan output DC yang

lengkap. Dioda dengan tegangan katoda yang sebagian besar positif akan dihantarkan.

Dioda dengan tegangan negative juga akan dihantarkan. Dioda dengan tegangan

katoda yang sebagian besar negative juga akan dihantarkan. Penyearah jenis jembatan,

tiga fasa, karena penyearah jembatan merubah baik setbgah positif atau setengah

negative dari tegangan AC menjadi tegangan DC.

Output DC berpulsa dari rangkaian tidak cukup halus untuk mengopersikan sebagian

alat elektronis dengan baik. Rangkaian tersebut tidak menghasilkan arus searah murni.

Output suplai daya masih mempunyai komponen AC yang disebut ripple/riak.

A. Penyearah Dioda Gelombang Penuh

1. Rangkaikan peralatan – peralatan percobaan sesuai dengan dibawah ini. . .

2. Ukur besar tegangan pada T1 menggunakan multimeter.

3. Ukur besar arus pada resistor menggunakan multimeter.

4. Ukur besar tegangan Vout menggunakan multimeter.

5. Ukur tegangan keluaran pada T1 menggunakan osiloskop.

6. Ukur tegangan keluaran / Vout menggunakan osiloskop.

Tabel 3. Data hasil pengukuran diode penyearah gelombang penuh

V VT1 I Vout

B. Penyearah Tegangan 3 fasa Setengah Gelombang

1. Rangkaikan peralatan – peralatan percobaan sesuai dengan dibawah ini. . .

1. Ukur besar tegangan pada D1, D2 dan D3 menggunakan multimeter.

2. Ukur besar arus pada IL menggunakan multimeter.

3. Ukur besar tegangan Vout menggunakan multimeter.

4. Ukur tegangan keluaran pada T1,T2,T3 sebelum dan sesudah melewati diode

menggunakan osiloskop.

5. Ukur tegangan keluaran pada RL menggunakan osiloskop.

6. Ukur tegangan keluaran / Vout menggunakan osiloskop.

Tabel 4. Data hasil pengukuran penyearah tegangan 3 fasa setengah gelombang

V Dioda I (Load) V (Load)

D1 D2 D3

C. Penyearah Tegangan 3 fasa Gelombang Penuh

1. Rangkaikan peralatan – peralatan percobaan sesuai dengan dibawah ini. . .

1. Ukur besar tegangan pada D1, D2, D3, D4, D5 dan D6 menggunakan multimeter.

2. Ukur besar arus pada IL menggunakan multimeter.

3. Ukur besar tegangan Vout menggunakan multimeter.

4. Ukur tegangan keluaran pada T1,T2,T3 sebelum dan sesudah melewati diode

menggunakan osiloskop.

5. Ukur tegangan keluaran pada RL menggunakan osiloskop.

6. Ukur tegangan keluaran / Vout menggunakan osiloskop.

Tabel 5. Data hasil pengukuran penyearah tegangan 3 fasa gelombang penuh

VDioda I (Load) V (Load)

D1 D2 D3 D4 D5 D6

ANALISIS

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

KESIMPULAN

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DAFTAR RUJUKAN

1. Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/penyearah-rectifier-

gelombang-penuh-sistem-jembatan-bridge/

2. http://tutorial-elektronika.blogspot.com/2009/02/dioda.html