LAPORAN PRAKTIKUM Remote Laboratory

Nama / NPM : Risya Utaviani Putri / 1306370423

Fakultas / Prodi : Teknik / Teknik Kimia

Group : 13

No. Percobaan : LR03

Nama Percobaan : Karakteristik V dan I Semikonduktor

Tanggal Praktikum : Senin, 22 September 2014

Minggu Percobaan : 2

Laboratorium Fisika Dasar

Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar

2014

Karakteristik V dan I Semikonduktor A. Tujuan

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

konduktor

B. Alat 1. Bahan semikonduktor

2. Amperemeter

3. Voltmeter

4. Variable power supply

5. Camcorder

6. Unit PC

7. DAQ dan perangkat pengendali otomatis

C. Teori

Sebuah bahan material bila dilewati 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 semikonduktor,

pertambahan kalor atau panas akan mengurangi nilai hambatan material tersebut. Peristiwa

disipasi panas dan perubahan resistansi bahan semi konduktor ini saling berikatan.

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada di

antara insulator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator pada

temperatur yang sangat rendah dan bersifat sebagai konduktor pada temperatur ruangan.

Bahan dasar yang sering digunakan untuk komponen elektronika yang bersifat

semikonduktor, antara lain Silicon, Germanium, Gallium Arsenide, Selenium, dan Metal

Oxides. Untuk mengubah bahan-bahan tersebut menjadi alat semikonduktor makan harus

dilakukan proses doping, yaitu menambah ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor

murni (semikonduktor intrinsik) sehingga dapat mengubah konduktivitasnya.

Sifat konduktivitis listrik dari material semikonduktor dapat bertambah selain karena

adanya impuritas juga karena adanya efek dari temperatur dan cahaya. Konduktivitas

bertambah akibat dari penambahan jumlah elektron valensi di dalam material semikonduktor

tersebut. Elektron valensi atau biasa disebut sebagai elektron yang berada di kulit luar

merupakan pembawa arus listrik

Pada suhu kamar, elektron dapat bergerak bebas atau dapat berpindah ke nukleus lain.

Jika diberi tegangan potensial listrik, elektron-elektron tersebut akan dengan mudah

berrpindah ke arah potensial yang sama. Fenomena ini dikenal dengan sebagai arus listrik.

Semikonduktor adalah unsur yang susunan atomnya memiliki elektron valensi lebih dari satu

dan kurang dari delapan. Yang paling semikonduktor adalah unsur yang atomnya memiliki 4

valensi atau ditengah-tengah.

Hukum Ohm digunakan dalam praktikum in. George Simon Ohm, ahli fisika

berkebangsaan Jerman melakukan eksperimen dan menyimpulkan bahwa arus listrik yang

melalui suatu penghantar sebanding dengan beda potensial yang diberikan pada ujung-ujung

penghantar tersebut, sehingga dapat dinyatakan dalam persamaan:

V= I.R

dengan V adalah beda potensial, I adalah arus listrik, dan R adalah hambatan penghantar.

Arus listrik adalah aliran muatan-muatan listrik yang melalui suatu penghantar.

Dalam suatu rangkaian listrik, arus listrik dapat terjadi jika ada beda potensial atau tegangan

listrik. Semakin banyak muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu maka arus listriknya

akan semakin besar. Arus listrik mengalir dari potensial tinggi ke potensial yang lebih

rendah. Kuat arus listrik dapat diukur menggunakan amperemeter sedangkan beda potensial

menggunakan voltmeter.

Amperemeter adalah alat untuk mengukur arus listrik. Satuan pada amperemeter

dalam SI adalah ampere atau disimbolkan dengan A. Amperemeter harus dipasang seri dalam

suatu rangkaian sehingga arus listrik yang melewati hambatan R sama dengan arus listrik

pada amperemeter.

Voltmeter adalah untuk mengukur tegangan listrik. Satuan pada voltmeter dalam SI

adalah Volt atau disimbolkan dengan V. Voltmeter harus dipasang paralel dengan ujung-

ujung hambatan yang akan diukur beda potensialnya. Voltmeter sendiri mempunyai

hambatan sehingga dengan disisipkannya voltmeter tersebut, arus listrik yang melewati

hambatan R akan berkurang.

D. Cara Kerja 1. Memperhatikan halaman web percobaan karakteristik VI semi konduktor.

2. Memberikan beda potensial dengan memberi tegangan pada 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 sampai V8.

E. Data Pengamatan V (volt) I (mA)

0.44 3.58

0.44 3.58

0.44 3.58

0.44 3.58

0.44 3.58

0.94 7.17

0.94 7.17

0.94 7.17

0.94 7.17

0.94 7.17

1.38 10.75

1.38 10.75

1.38 11.08

1.38 11.08

1.38 11.08

1.89 14.99

1.89 14.99

1.89 14.99

1.89 14.99

1.89 14.99

2.27 18.90

2.27 18.57

2.27 18.57

2.27 18.90

2.27 18.90

2.83 24.11

2.83 24.44

2.83 24.11

2.83 24.76

2.83 24.76

3.17 27.70

3.16 28.67

3.15 29.00

3.15 28.67

3.14 29.00

3.63 33.89

3.62 34.21

3.62 34.54

3.61 35.19

3.60 35.52

F. Pengolahan Data 1. Nilai rata-rata beda potensial yang terukur untuk V1 sampai dengan V8

Percobaan Nomor V rata-rata (volt) I rata-rata (mA)

1 0.44 3.58

2 0.94 7.17

3 1.38 10.948

4 1.89 14.99

5 2.27 18.768

6 2.83 24.436

7 3.154 28.608

8 3.616 34.67

Rata-rata 2.065 17.89625

2. Grafik Hubungan V dan I

3. Bentuk Kurva Hubungan antara V dan I

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Arus

Lis

trik

(A)

Beda Potensial (V)

Hubungan antara V dan I

Bentuk kurva yang terlihat pada grafik diatas adalah bentuk linear atau berbanding

lurus sehingga menyebabkan semakin besar beda potensialnya maka semakin besar

arus listriknya, begitu juga sebaliknya

4. Nilai Hambatan Berdasarkan Kurva Grafik V terhadap I

Nilai Hambatan pada semikonduktor dapat diketahui melalui hukum Ohm sebagai

berikut:

V = I.R

R =

R = 2.065 V17.89625 103 R = 115.39

G. Analisis

Praktikan melakukan praktikum mengenai karakteristik beda potensial dan arus listrik pada

semikonduktor melalui r-lab atau remote laboratory yang berarti praktikan mengerjakan

praktikum ini tanpa harus datang ke lab namun bisa dimana saja karena dikerjakan secara

online. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara beda potensial (V) dengan

arus listrik (I). Praktikan mengambil data sebanyak empat puluh buah dengan delapan

tegangan yang berbeda dan dilakukan pengukuran arus sebanyak lima kali pada setiap

tegangan. Dari kelima nilai arus yang didapatkan kemudian dicari rata-ratanya untuk

dimasukan ke dalam grafik hubungan beda potensial dengan arus listrik. Begitu pula

tegangannya harus dicari rata-ratanya.

Beda potensial rata-rata terkecil ada pada V1, yaitu sebesar 0.44 V dan arus listrik terkecil

yang mengalir pada semikonduktor juga ada pada V1 sebesar 3.58 mA. Sedangkan beda

potensial terbesar ada pada V8, yaitu 3.616 V dan arus listrik terbesar yang mengalir ada

pada V8 sebesar 34.67 mA. Beda potensial rata-rata dari ke 8 percobaan adalah sebesar 2,065

V dengan arus listrik rata-rata yang mengalir sebesar 17.89625 mA.

Dengan memberikan tegangan yang berbeda pada semikonduktor, arus listrik yang dihasilkan

pun berbeda-beda. Ketika tegangan diperbesar, maka arus listrik juga ikut membesar. Hal ini

mengakibatkan terbentuknya kurva linear pada grafik. Dengan begitu, beda potensial

berbanding lurus dengan arus listrik. Semakin besar beda potensial suatu semikonduktor,

maka semakin besar pula arus listrik yang mengalir pada benda tersebut. Hukum Ohm yang

berbunyi, besar arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar selalu berbanding

lurus dengan beda potensial yang ditetapkannya, telah terbukti melalui praktikum diatas.

Dari semua data diatas, praktikan dapat mencari hambatan menggunakan hukum Ohm

dengan rumus :

R = V/I

Dengan menggunakan rumus tersebut, praktikan mendapatkan nilai hambatan sebesar 115.39

.

Kesalahan yang terjadi pada praktikum ini hampir tidak ada karena praktikum dilakukan oleh

komputer. Namun, praktikan dapat melakukan kesalahan dalam perhitungan dan pembulatan

sehingga hasilnya tidak terlalu akurat. Untuk grafik, kesalahan sangat minim terjadi karena

telah dibuat oleh sistem komputer yang sebenarnya dapat dicari menggunakan metode least

square.

H. Kesimpulan 1. Semikonduktor merupakan sebuah bahan dari alat elektronika yang mempunyai

konduktivitas antara konduktor dan insulator.

2. Beda potensial berbanding lurus dengan arus listrik yang mengalir pada

semikonduktor.

I. Daftar Pustaka

Tipler.1991.Fisika : Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga

Halliday, Resnick. 2005. Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition. John

Wiley & Sons, Inc, NJ.