PERCOBAAN 02

KARAKTERISTIK DIODA

1. Tujuan Instruksional KhususSetelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat :1. Menggambarkan karakteristik dioda bias maju dan bias mundur.2. Menentukan tegangan lutut.3. Menggambar garis beban diode.

2. Teori dasar

Diode semikonduktor adalah komponen elektronika yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P – N Junction ). Elektroda yang dihubungkan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material N disebut katoda.

Konstruksi dan simbola diode seperti pada gambar berikut :

a. Konstruksi Dioda b. Simbol Dioda

Gb. 2.1 Konstruksi dan Simbol Dioda

Diode akan mengalirkan arus ( konduksi ) jika diberi bias maju ( forward ) yaitu anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negative. Sebaliknya jika diberi bias mundur ( reverse ) yaitu anoda mendapat tegangan negative dan katoda mendapat tegangan positif, maka diode akan mempunyai resistansi tinggi, sehingga diode tidak konduksi.

Diode dapat dipergunakan sebagai sakelar elektronik, karena pada saat diode diberi bias maju akan terjadi aliran arus ( sklar menutup ) dan apabila diberi bias maju arus tidak akan mengalir ( seperti saklar yang terbuka ). Keadaan ini hanya terjadi pada diode yang ideal, pada kenyataannya diode akan konduksi jika diberi tegangan maju 0.7 V untuk silicon dan 0.2 untuk germanium. Tegangan ini disebut tegangan Dadal ( Breakdown ). Setelah mencapai tegangan ini setiap kenaikan arus yang cukup besar.

Gb. 2.2 Rangkaian untuk mengukur Gb. 2.3 Kurva Karakteristik Dioda

Karakteristik diode

Bila harga Vs diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai karakteristik static diode dan kita tahu harga Vs dan RL, maka harga arus ID dan VD dapat ditentukan sebagai berikut:

Vs = Vab + (IRL) atau I = -(Vab/RL) + (VD/RL)

Bila hubungan diatas digambarkan pada karakteristik static diode,maka akan didapat garis lurus dengan kemiringan ( I/RL ). Garis ini disebut garis beban ( Load Line ), seperti ditunjukan pada gambar berikut :

Gb. 2.4 Kurva Karakteristik Dioda dan Garis Beban

Pada gambar 2.4, garis beban memotong sumbu V diode pada harga Vs yaitu bila arus I=0, dan memotong sumbu I pada harga Vs/RL. Titik potong antara karakteristik static dengan garis beban memberikan harga tegangan diode VD(q) dan arus diode ID(q). Dengan mengubah harga Vs kita akan mendapat garis-garis beban sejajar seperti pada gambar di atas.

3. Peralatan dan bahan1. 1 buah sumber tegangan DC2. 2 buah multimeter3. 1 buah resistor 220 ohm, 100 ohm4. 1 buah diode IN 4001, IN 4002

4. Diagram rangkaian

Gb. 2.5 Dioda bias maju Gb. 2.6 Dioda bias mundur

5. Langkah Percobaan

1. Rangkailah diode seperti pada gambar 2.52. Pastikan posisi range alat ukur sudah benar sesuai dengan fungsinya dan catu daya pada kondisi

minimum3. Hidupkan Catu Daya, naikkan tegangan Catu Daya (Vs) DARI 0 Volt sampai dengan 5 Volt dengan

penambahan 0.2 Volt. Ukur arus dan tegangan diode serta tegangan beban, catat hasil pengukuran pada table 2.1 untuk setiap harga Vs.

4. Kembalikan pengatur tegangan pada posisi minimum.5. Ubah rangkaina diode seperti pada gambar 2.6.6. Naikkan tegangan Catu Daya, sehingga tegangan diode VAB sesusai dengan table 2.27. Catat penunjukkan ammeter untuk setiap kenaikan tegangan dan catat pada table 2.28. Kembalikan pengatur tegangan pada posisi minimum dan matikan semua peralatan.

9. Ulangi langkah 1-8 untuk diode germanium.

6. Lembar Kerja

Table 2.1 pengukuran 1 Dioda germanium bias maju

Vs [V] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4Id [mA] 0 0.025 0.035 1 1.75 2.5 3.5Vd [mV] 200 396 535 588 616 636 651VRL [mV] 0 4.5 73.6 215 384 566 754Id=VRL/RL [mA]

0 0.02 0.332 0.977 1.745 2.572 3.427

Table 2.2 pengukuran 2 Dioda germanium bias mundur

VAB [V] 1 2 5 10 15 20 25 30ID [V} 0 0 0 0 0 0 0 0RD=VAB/ID ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

Table 2.3 pengukuran 1 Dioda silikon bias maju

Vs [V] 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4Id [mA] 0 0.15 0.17 0.9 1.7 2.3 3.5Vd [mV] 0.215 0.398 0.488 0.565 0.597 0.611 0.63VRL [mV] 0 0.003 0.036 0.196 0.375 0.496 0.746Id=VRL/RL [mA]

0 0.0136 0.163 0.89 1.7 2.25 3.39

Table 2.4 pengukuran 2 Dioda silicon bias mundur

VAB [V] 1 2 5 10 15 20 25 30ID [V} 0 0 0 0 0 0 0 0RD=VAB/ID ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

7. Tugas dan pertanyaan

1. Hitung arus diode ID=VRL/RL?2. Dari hasil pengukuran gambarkan karakteristik diode pada kertas grafik. Buatlah garis

beban untuk Vs=1.5 V?3. Dari kurva karakteristik hitunglah resistansi dinamisnya?4. Berapa tegangan lutut diode Si dan Ge?