LAPORAN PRAKTIKUM LABORATORIUM

ELEKTRONIKA ANALOG

NOMOR PERCOBAAN : 03

JUDUL PERCOBAAN : RESISTANSI DIODA

KELAS / GROUP : Teknik Telekomunikasi 3B / 4

NAMA : 1. Juliani Windi Astuti

2. Imani Falah

3. Nur Amalia Rahma

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2015

1

Daftar Isi

Halaman Cover ...............................................................................................1

Daftar Isi .........................................................................................................2

1. Tujuan .........................................................................................................…3

2. Dasar Teori ................................................................................................. …3

3. Alat – Alat yang Digunakan ....................................................................... …5

4. Langkah – Langkah Percobaan .................................................................. …6

5. Data Hasil Percobaan ................................................................................. …7

6. Analisis dan Pembahasan .......................................................................... …8

7. Kesimpulan ................................................................................................ …12

8. Pertanyaan dan Tugas ................................................................................ …13

Lampiran

2

PERCOBAAN 3

RESISTANSI DIODA

1. TUJUAN

Membandingkan resistansi dioda pada saat dibias maju dan dibias balik.

Membandingkan resistansi dioda Si dengan dioda Ge.

Memperlihatkan bahwa resistansi balik berubah sesuai dengan perubahan

temperatur.

2. DASAR TEORI

Pengertian Dioda

Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan

(junction) P-N.Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan

menghambat arus pada tegangan balik. Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda

yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja (forward),

sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus. Secara sederhana sebuah

dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air

yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh

dorongan aliran air dari depan katup.

Simbol Dioda

3

Dioda disimbolkan dengan gambar anak panah yang pada ujungnya terdapat garis yang

melintang. Simbol tersebut sebenarnya adalah sebagai perwakilan dari cara kerja dioda itu

sendiri. Pada pangkal anak panah disebut juga sebagai anoda (kaki positif = P) dan pada

ujung anak panah disebut sebagai katoda (kaki negative = N).

Bias Maju dan Bias Mundur

A. Bias Maju Dioda

Ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan anoda

disambungkan dengan kutub positif, maka dikatakan bahwa dioda sedang dibias dengan

tegangan maju. Dalam bias maju, kutub negatif batere akan menolak elekton-elektron bebas

yang ada dalam semikonduktor tipe N, jika energi listrik yang digunakan adalah melebihi

tegangan barir, maka elektron yang tertolak tersebut akan melintasi daerah deplesi dan

bergabung dengan hole yang ada pada tipe P, hal ini terjadi terus menerus selama rangkaian

di gambar tersebut adalah tertutup. Kondisi inilah yang menyebabkan adanya arus listrik

yang mengalir dalam rangkaian.

B. Bias Mundur Dioda

4

Sebaliknya jika kaki katoda disambungkan dengan kutub positif batere dan anoda

disambungkan dengan kutub negatif batere, maka kondisi ini disebut sebagai bias tegangan

balik. Ketika dioda dibias mundur, maka tidak ada aliran arus listrik yang melewati dioda.

Hal ini dikarenakan elekton bebas yang ada pada tipe N tertarik oleh kutub positif batere dan

demikian juga hole pada tipe P berekombinasi dengan elektron dari batere, sehingga lapisan

pengosongan menjadi semakin lebar. Dengan semakin lebarnya lapisan pengosongan ini,

maka dioda tidak akan mengalirkan arus listrik. Ketika tegangan bias mundur terus

diperbesar, maka pada suatu harga tegangan tertentu dioda akan rusak, karena adanya proses

avalan yang menyebabkan dioda rusak secara fisik.

3. ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN

No. Alat dan Komponen Jumlah

1. Sumber daya searah (1-15) V 1

2. Voltmeter analog 1

3. Dioda Silikon 1

4. Dioda Germanium 1

5. Tahanan 100 kΩ

6. Kabel-kabel penghubung Secukupnya

5

4. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

Gambar 1. Rangkaian diode sederhana

Langkah – langkah dalam melakukan percobaan adalah sebagai berikut :

Langkah awal :

1. Menyiapkan alat – alat yang akan dipergunakan

2. Mengkalibrasi multimeter

3. Memberi jumper VCC dan Ground pada Protoboard

Langkah percobaan :

1. Membuat rangkaian seperti pada gambar 1 dengan menggunakan dioda silikon dan

tegangan suplay sebesar +5 V. ukurlah Vo.

2. Mengulangi langkah (1) dengan nilai Vs yang lain.

3. Membalik posisi dioda atau polaritas sumber tegangan dibalik sehingga dioda dibias

mundur atau balik. Atur Vs sebesar -5 V. ukurlah Vo.

4. Mengulangi langkah (3) Dengan nilai Vs yang lain.

5. Kemudian, memegang ujung katoda dengan ibu jari dan jari telunjuk (untuk

memanaskan dioda dengan panas tubuh). Hati-hati jangan sampai diode terhubung

oleh jari saudara, atau memparalel dioda dengan tahanan kulit !

6. Memperhatikan tegangan pada R selama dioda dipegang dan catat nilai Vo pada alat

ukur.

7. Memanasi kaki katoda dengan pemanas, lalu catat perubahan nilai Vo

8. Kemudian melepaskan salah satu kaki dioda (seperti saklar terbuka) dengan tegangan

suplay yang sama. Ukur Vo.

9. Mengganti dioda Si dengan diode Ge dan mengulangi langkah – langkah diatas

6

5. . DATA HASIL PERCOBAAN

No. Percobaan : 03

Judul : Resistansi Dioda

Mata Kuliah : Laboratorium Elka

Analog

Kelas/Kelompok : TT 3B/ 04

Tahun Akademik : 2015/2016

Pelaksanaan Praktikum : 8 September 2015

Penyerahan Laporan : 15 September 2015

Nama Praktikan : Juliani Windi Astuti

Nama Rekan Kerja : Imani Falah

Nur Amalia Rahma

Tabel Dioda Silikon

Kondisi

Dioda

Vs Vd

ukur

(V)

Vo (V) I Rd (Ohm)

Ukur Hitung Ukur Hitung Ukur Hitung

Bias maju +5V 0,45 4,5 4,3 45 uA 43 uA 11K 16K

+8V 0,45 7,45 7,3 74,5 uA 73 uA 7,38K 9,59K

+10V 0,45 9,4 9,3 94 uA 93 uA 6,38K 7,53K

Bias balik -5V 5 0 0 0 0 ∞ ∞

-8V 8 0 0 0 0 ∞ ∞

-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞

Bias balik &

katoda

dipegang

-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞

Salah satu

kaki dioda

dilepas

-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞

Tabel Dioda Germanium

Kondisi

Dioda

Vs Vd

ukur

Vo (V) I Rd (Ohm)

Ukur Hitung Ukur Hitung Ukur Hitung

7

(V)

Bias maju +5V 0,3 4,7 4,7 47 uA 47 uA 6,3K 6,3K

+8V 0,3 7,7 7,7 77 uA 77 uA 3,9K 3,9K

+10V 0,3 9,45 9,7 94,5 uA 97 uA 5,08K 3,09K

Bias balik -5V 5 0 0 0 0 ∞ ∞

-8V 8 0 0 0 0 ∞ ∞

-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞

Bias balik &

katoda

dipegang

-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞

Salah satu

kaki dioda

dilepas

-10V 10 0 0 0 0 ∞ ∞

6. ANALISA DAN PEMBAHASAN

1. Hitunglah nilai arus I dan resistansi diode R pada diode silicon dan germanium lalu

lengkapi table 1 dan table 2 !

2. Bandingkan perubahan arus I dan resistansi diode R pada diode silicon pada kondisi

yang berlainan ! jelaskan !

3. Bandingkan perubahan arus I dan resistansi diode R pada diode germanium pada

kondisi diode yang berlainan ! jelaskan !

4. Bandingkan nilai I dan R diode silicon dan germanium pada kondisi yang sama !

jelaskan!

Jawaban:

1. Perhitungan nilai arus I dan resistansi dioda Rd sudah terdapat pada lampiran halaman

16-18.

2. Setelah dilakukan percobaan dan didapati data pada Tabel 1 untuk dioda silikon pada

kondisi bias maju dan bias mundur didapati perbedaan. Ditunjukan dengan data sebagai

berikut :

Kondisi Vs I Rd (Ohm)

8

Dioda Ukur Hitung Ukur Hitung

Bias maju +5V 45 uA 43 uA 11K 16K

+8V 74,5 uA 73 uA 7,38K 9,59K

+10V 94 uA 93 uA 6,38K 7,53K

Bias balik -5V 0 0 ∞ ∞

-8V 0 0 ∞ ∞

-10V 0 0 ∞ ∞

Berdasarkan Tabel hasil percobaan diatas didapati bahwa jelas berbeda antara nilai

arus I dan resistansi dioda Rd pada saat kondisi bias maju dan bias balik.

Pada bias maju didapati bahwa adanya arus yang mengalir pada rangkaian, hal ini

dikarenakan ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan anoda

disambungkan dengan kutub positif, maka akan ada arus yang mengalir di dalamnya. Pada

tabel dapat terlihat bahwa dengan pengukuran nilai Vsumber yang semakin besar di dapati

nilai I yang semakin besar juga, akan tetapi pada saat nilai vsumber semakin besar maka

resistansi dioda semakin kecil nilainya. Hal ini menunjukan bahwa nilai I berbanding lurus

dengan Vsumber dan nilai Rd berbanding terbalik dengan Vsumber pada dioda saat kondisi

bias maju.

Pada bias balik yaitu pada saat dioda diletakan semestinya tetapi kutub pada sumber

ditukar atau kutub pada sumber tetap namun kaki dioda dibalik. Dapat dilihat pada tabel

bahwa pada saat dioda kondisi bias balik tidak ada nilai I yang mengalir dan nilai Rd

meunjukan nilai tak hingga. Tidak adanya arus yang mengalir pada rangkaian hal ini

dikarenakan pada saat bias balik kaki dioda berlawanan dengan kutub pada tegangan sumber

sehingga dioda berfungsi sebagai saklar terbuka, sebenarnya bisa terdapat nilai arus I tetapi

pada percobaan tersebut didapati kesalahan pada teknisi alat ukur multimeter yang tidak

presisi. Dan nilai Rd bernilai tak hingga hal ini dikarenakan kondisi dioda yang tidak aktif.

3. Setelah dilakukan percobaan dan didapati data pada Tabel 2 untuk dioda silikon pada

kondisi bias maju dan bias mundur didapati perbedaan. Ditunjukan dengan data sebagai

berikut :

Kondisi

Dioda

Vs I Rd (Ohm)

Ukur Hitung Ukur Hitung

Bias maju +5V 47 uA 47 uA 6,3K 6,3K

9

+8V 77 uA 77 uA 3,9K 3,9K

+10V 94,5 uA 97 uA 5,08K 3,09K

Bias balik -5V 0 0 ∞ ∞

-8V 0 0 ∞ ∞

-10V 0 0 ∞ ∞

Berdasarkan Tabel hasil percobaan diatas didapati bahwa jelas berbeda antara nilai

arus I dan resistansi dioda Rd pada saat kondisi bias maju dan bias balik.

Pada bias maju didapati bahwa adanya arus yang mengalir pada rangkaian, hal ini

dikarenakan ketika kaki katoda disambungkan dengan kutub negatif batere dan anoda

disambungkan dengan kutub positif, maka akan ada arus yang mengalir di dalamnya. Pada

tabel dapat terlihat bahwa dengan pengukuran nilai Vsumber yang semakin besar di dapati

nilai I yang semakin besar juga, akan tetapi pada saat nilai vsumber semakin besar maka

resistansi dioda semakin kecil nilainya. Hal ini menunjukan bahwa nilai I berbanding lurus

dengan Vsumber dan nilai Rd berbanding terbalik dengan Vsumber pada dioda saat kondisi

bias maju.

Pada bias balik yaitu pada saat dioda diletakan semestinya tetapi kutub pada sumber

ditukar atau kutub pada sumber tetap namun kaki dioda dibalik. Dapat dilihat pada tabel

bahwa pada saat dioda kondisi bias balik tidak ada nilai I yang mengalir dan nilai Rd

meunjukan nilai tak hingga. Tidak adanya arus yang mengalir pada rangkaian hal ini

dikarenakan pada saat bias balik kaki dioda berlawanan dengan kutub pada tegangan sumber

sehingga dioda berfungsi sebagai saklar terbuka, sebenarnya bisa terdapat nilai arus I tetapi

pada percobaan tersebut didapati kesalahan pada teknisi alat ukur multimeter yang tidak

presisi. Dan nilai Rd bernilai tak hingga hal ini dikarenakan kondisi dioda yang tidak aktif.

4. Pada hasil percobaan pada Tabel 1 yaitu pada dioda silikon dan Tabel 2 pada dioda

germanium di dapati perbedaan pada hasil perhitungan dan pengukuran untuk nilai I dan nilai

Rd. Hal tersebut dapat dilihat pada cuplikan Tabel hasil pengukuran kedua dioda berikut :

Kondisi

Dioda

Vs I ukur Rd (Ohm)

S G Ukur Hitung

Bias maju +5V 45 uA 47 uA 11K 6,3K

+8V 74,5 uA 77 uA 7,38K 3,9K

10

+10V 94 uA 94,5 uA 6,38K 5,08K

Bias balik -5V 0 0 ∞ ∞

-8V 0 0 ∞ ∞

-10V 0 0 ∞ ∞

Pada hasil perbandingan antara nilai I dan Rd pada dioda silikon dan germanium di

dapati perbedaan nilai yang disebabkan oleh perbedaan nilai Vd pada dioda, yang di cuplik

pada Tabel sebagai berikut :

Kondisi

Dioda

Vd

(Ge)

Vd

(S)

Bias maju 0,3 0,45

0,3 0,45

0,3 0,45

Bias balik 5 5

8 8

10 10

Pada Tabel tersebut terlihat jelas bahwa hasil pengukuran nilai tegangan pada dioda

jelas berbeda. Pada saat kondisi bias maju nilai Vd pada dioda silikon sebesar 0,45 dan pada

dioda germanium sebesar 0,3. Pada praktikum ini didapati nilai tegangan dioda silikon yang

tidak sesuai dengan teori yaitu pada teori dijelaskan bahwa nilai dioda silikon berkisar antara

0,5-0,7 volt. Hal ini bisa terjadi akibat penurunan kualitas dari dioda tersebut jadi nilai yang

ditunjukan tidak sesuai dengan teorinya. Pada bias maju nilai Vd dioda silikon bernilai lebih

besar dari nilai Vd dioda germanium sehingga menyebabkan nilai I dan R yang lebih besar

pada dioda silikon dibanding pada dioda germanium.

Pada saat kondisi bias balik nilai Vs = Vd hal ini yang menyebabkan dioda tidak aktif

dan tidak ada arus yang mengalir pada rangkaian tersebut sehingga nilai resistansi dioda tidak

dapat dihitung. Pada praktikum ini didapati bahwa nilai I dan Rd bernilai jauh leih besar

ketika dioda kondisi bias maju dibanding pada saat dioda bias balik I dan Rd bernilai 0 dan

tak hingga.

7. KESIMPULAN

11

Dioda memiliki nilai Resistansi tersendiri. Nilai resistansi bergantung pada nilai

Vsumbernya. Semakin besar Vsumber makan semakin kecil nilai resistansi dioda.

Dioda dalam keadaan bias maju apabila polaritas Vsumber dengan kaki dioda sama

dan dalam keadaan bias balik yaitu polaritas Vsumber berlawanan dengan kaki dioda

Pada saat bias maju terdapat arus yang mengalir karenan polaritasnya searah dan pada

saat bias balik tidak ada arus yang mengalir karena dioda off hal tersebut dikarenakan

polaritasnya berlawanan.

Nilai resistansi pada saat bias maju lebih besar daripada saat bias balik

Nilai resistansi pada dioda silikon > dioda germanium. Hal ini dikarenakan nilai Vd

dioda silikon 0,5-0,7 dan pada dioda germanium 0,2-0,3.

Pada saat bias balik nilai Vd = Vs

Pada praktikum perbuhan tempramatur pada saat bias balik didapati hasil yang sama

karena pengaruh multimeter yang tidak presisi (kesalahan multimeter).

8. PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Manakah yang lebih besar resistansi balik dioda Ge atau dioda Si?

Jawab :

12

Dioda yg memiliki resistansi yang lebih besar adalah diode silicon, karena hal

tersebut dipengaruhi oleh nilai Vd pada dioda silikon yang lebih besar daripada nilai Vd pada

dioda germanium yang berpengaruh pada Rd yang diukur.

2. Diode apa yang lebih stabil (tidak banyak dipengaruhi oleh perubahan suhu)?

Mengapa?

Jawab :

Dioda Germanium lebih stabil terhadap perubahan suhu karena germanium bersifat

sebagai semikonduktor dalam peralatan elektronika, sementara Dioda Silicon mempunyai

tanggapan suhu. Karena pada suhu tertentu dan tegangan tertentu dioda silikon dapat

mengalami kondisi dropout. Silikon memiliki koefisien suhu negatif. Apabila suhu naik maka

resistansi dalam silikon akan berkurang.

9. LAMPIRAN

13

14

15

16

17

18