MODUL 2 DIODA ZENERLAPORAN PRAKTIKUM

Laporan ini dibuat sebagai syarat lulus mata kuliah MS3204 Mekatronika 1

Disusun oleh :Saniy Shabrina 13111060Darel Muhammad Kamil 13112128

Asisten :Dimas Sangaji (13111

FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARADEPARTEMEN TEKNIK MESININSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG2015ABSTRAK

Dioda merupakan salah satu komponen elektronik yang terbuat dari bahan semikonduktor. Bahan semikonduktor yang umum kita jumpai sebagai komponen penyusun dioda adalah N dan P. P merupakan sisi anoda dan N merupakan sisi katoda. Ada beberapa jenis dioda yaitu dioda penyearah (rectifier), LED (Light Emitting Diode), dan diode zener. Pada laporan ini akan dibahas mengenai karakteristik umum dari dioda zener, bagaimana pengaruh resistor pembatas aruh mempengaruh diode zener dalam pencatuan dari sumber daya dan bagaimana pengaruh nilai tegangan pada diode zener pada nilai tegangan input yang diubah-ubah.

Kata kunci: dioda, dioda zener, semikonduktor

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita sangat sering menjumpai berbagai komponen elektronik. Salah satu komponen elektronik yang kita sering lihat adalah dioda. Pada dasarnya, dioda digunakan sebagai penyerah arus pada suatu rangkaian tertutup. Salah satu contoh aplikasi dari dioda adalah sebagai sumber tegangan DC.Ada beberapa macam jenis-jenis dioda yaitu diode penyearah, dioda zener dan LED. Dioda zener merupakan dioda yang berfungsi sebagai regulator tegangan, maksud dari regulator tegangan ini adalah tegangan dioda zener akan selalu tetap ketika diberikan hambatan yang nilainya berubah-ubah. Regulator tegangan banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari contohnya pada adaptor yang bertugas untuk memberikan tegangan DC untuk Laptop dan Handphone. Regulator juga banyak digunakan pada peralatan elektronika yang power supply atau catu dayanya diintegrasi ke dalam unitnya seperti DVD Player, TV dan Komputer Dekstop. Sebagai salah satu calon insyinur teknik mesin, sangatlah perlu bagi mahasiswa untuk mengetahui dan memahami tentang karakteristik dan aplikasi dari berbagai macam rangakain dioda, khususnya dioda zener. Hal ini dibutuhkan karena pada dunia industri nanti, hampir semua komponen yang digunakan tidak akan pernah terlepas dari komponen elektronik dan nantinya di industri mengharuskan pengontrolan tegangan yang konstan dari komponen elektronik tersebut. Diharapkan lulusan teknik mesin ITB nantinya dapat menemumkan masalah, menganalisis masalah dan mensolusikan permasalahan yang berhubungan dengan dioda, khususnya pada dioda zener.

1.2 Tujuan

a. Membuat kurva karakteristik antara Vd dengan Id (tegangan pada dioda zener) pada selang Vin tertentub. Membuat rangkaian dan menganalisis rangakain zener dioda regulator tegangan sederhana

BAB 2. TEORI DASAR

Dioda zener merupakan dioda yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan tembus (breakdown voltage) atau tegangan zener. Karakteristik dioda zener berlawanan dengan dioda yang biasa yang hanya bisa mengalirkan arus listrik ke satu arah. Dioda zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tegangan tembus yang jauh dikurangi, disebut tegangan zener. Sebuah dioda zener memiliki p-n junction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus dari pita valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah dioda zener yang dicatu balik akan meunjukkan perilaku tegangan tembus yang terkontrol dan akan melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan zener.

Gambar 2.1 Simbol dioda zener

Cara kerja dioda zener sebagai regulator adalah dengan dioperasikan di daerah avalanche. Untuk ini diperlukan penggunaan resistor seri untuk memastikan bahwa arus yang melalui dioda melebihi ambang longsor (avalanche) tapi pada saat yang sama tidak melebihi nilai daya dari dioda zener (P = V. I). Metodologi untuk mengoperasi dioda zener di wilayah longsoran adalah dengan cara mengatur nilai R pada nilai mana, bila beban ditiadakan (sehingga semua arus mengalir melalui dioda), arus yang mengalir pada dioda zener dikali dengan penurunan tegangannya tidak boleh melebihi kapasitas zener. Dengan penambahan beban RL, sebagian arus I, akan dialihkan melalui RL sesuai dengan hokum arus Kirchoff dan persamaan pembagian arus. Oleh karena itu, dengan beban di sirkuit, daya yang dikonsumsi oleh dioda zener akan menurun dari kondisi tanpa beban. Bila nilai RL berkurang ke nilai di mana sebagaian besar arus akan beralih melalui RL sehingga menyebabkan arus dioda zener turun di bawah nilai yang diperlukan untuk mempertahankan operasi di daerah longsoran, maka dioda zener akan berhenti berfungsi sebagai regulator.

Gambar 2.2 Kurva karakteristik dioda zener

Gambar 2.3 Regulator tegangan zener

Dioda zener bisa dijadikan sebagai regulator tegangan dengan syarat bahwa dioda zener ini harus dioperasikan di daerah avalanche dan daya yang dihasilkan dari nilai arus yang telah mengalir ini tidak boleh melebihi nilai daya maksimum yang bisa ditahan dioda zener. Pemakaian dioda zener secara luas dalam sirkuit elektronik. Fungsi utamanya adalah untuk menstabilkan tegangan. Pada saat disambungkan secara paralel dengan sebuah sumber tegangan yang berubah-ubah yang dipasang sehingga mencatu-balik, sebuah diode zener akan bertingkah seperti sebuah kortsleting (hubungan singkat) saat tegangan mencapai tegangan tembus diode tersebut. Hasilnya, tegangan akan dibatasi sampai ke sebuah angka yang telah ditetapkan sebelumnya. Sebuah diode zener juga digunakan seperti ini sebagai regulator tegangan shunt (shunt berarti sambungan paralel), dan regulator tegangan sebagai sebuah kelas sirkuit yang memberikan sumber tegangan tetap.

Gambar 2.4 Rangkaian dasar IC Voltage Regulator

BAB 3. METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahana. Catu daya DCe. Kabel untuk rangkaianb. Multi-meter digiral (MMD)f. Dioda Zener (1N4729A)c. Papan rangkai / Proto Boardd. Resistor 300 , 680 , 1200 , 68 dan 10 k 3.2 Prosedur percobaan :a. Karakteristik dioda zener :1. Ukur terlebih dahulu resistor 300 , 680 , dan 1200 menggunakan MMD untuk mendapatkan nilai sebenarnya.2. Rangkai rangkaian pada papan rangkai (perhatikan rangkaian saat pengukuran tegangan dan arus). Merangkai rangkaian dengan hambatan secara parallel, hambatan yang dirangkaikan secara parallel adalah hambatan 300 , 680 , 1200 dan 1200 .3. Lakukan pengukuran arus dan tegangan pada diode zener pada 10 selang dari 0 V 2 V, dan 20 selang pada 0 V 10 V. 4. Pencatatan terhadap arus dan tegangan yang dihasilkan oleh dioda zener.

b. Regulator tegangan zener :1. Ukur terlebih dahulu resistor 300 , 680 , 1200 , dan 10 k menggunakan MMD untuk mendapatkan nilai sebenarnya.2. Rangkai rangkaian pada papan rangkai ((perhatikan rangkaian saat pengukuran tegangan dan arus)3. Lakukan pengukuran arus dan tegangan pada diode zener dengan Vin yang tetap yaitu 6 V dan pada RS yang tetap yaitu 68 , tetapi dengan nilai hambatan yang berbeda-beda yaitu pada nilai hambatan 300 , 680 , 1200 , dan 10 k.4. Pencatatan terhadap arus dan tegangan yang dihasilkan oleh dioda zener.

Gambar 3.1 Rangkaian pengukuran

Setelah mendapatkan semua data yang dibutuhkan, buatlah grafik, analisis dan menjawab pertanyaan yang ada pada modul.

DAFTAR PUSTAKAFloyd, Thomas L. Electronic devices : electron flow version / Thomas L. Floyd. 9th ed. Pearson, 2012

Alciatore, David G.Introduction to mechatronics and measurement systems / David G. Alciatore.4th ed, 2012