BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latarbelakang
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. Ketikan suatu sambungan
dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-P dan tipe-N, perangkat yang dihasilkan
disebut diode. Komponen ini memberikan resistansi sangat rendah terhadap aliran
arus pada satu arah dan resistansi yang sangat tinggi terhadap aliran arus pada
arah yang berlawanan. Karakteristik ini memungkinkan dioda untuk memberikan
tanggapan yang berbeda sesuai arah arus yang mengalir di dalamnya.
Dioda sebagai salah satu komponen
aktif juga sangat populer digunakan dalam rangkaian elektronika, karena
bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian
dioda, diantaranya : penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong
(Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Dioda memiliki
fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur
dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah
semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan
struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.
Dioda-dioda seringkali dikelompokkan
menjadi jenis sinyal dan jenis rectifiernya sesuai dengan bidang aplikasi
utamanya. Diode sinyal membutuhkan karakteristik bias maju yang jatuh tegangan
maju yang rendah. Diode sinyal membutuhkan karakteristik bias maju yang
konsisten dengan jatuh tegangan maju yang rendah. Dioda rectifier harus dapat
menangani tegangan balik yang tinggi dan tegangan maju yang besar. Dalam praktikum ini, kita akan
mengukur tegangan dari sebuah dioda yaitu dioda IN 4007 dan menggambarkan kurva
yang dihasilkan dan membandingkannya apakah sama dengan kurva yang kita
pelajari di teori.
1.2 Tujuan
1.
Untuk mengetahui
dan menjelaskan karakteristik statik dan kurva dioda
2.
Untuk mengetahui
konstruksi penyusun dasar dioda
3.
Untuk
mengetahui sifat dioda dan prinsip kerja dioda sebagai penyearah
4.
Untuk mengetahui
dan menjelaskan terjadinya bias maju dan bias mundur pada dioda
5.
Untuk
mengetahui aplikasi dari dioda
6.
Untuk
mengetahui dan menjelaskan jenis-jenis dioda
BAB
II
DASAR
TEORI
Dioda
yang disingkat dengan lambang D ialah suatu komponen elektronika yang terbuat
dari bahan semi konduktor yang saling dipertemukan. Dioda mempunyai dua
elektroda; bahan positifnya disebut Anoda sedangkan bahan negatif disebut
Katoda.
Jika dua tipe bahan semikonduktor
ini dilekatkan, maka akan didapat sambungan P-N (p-n junction) yang dikenal sebagai dioda. Pada pembuatannya memang
materiap tipe P dan tipe N bukan disambung secara harpiah, melainkan dari satu
bahan (monolitic) dengan memberi
doping (impurity material) yang
berbeda.
Dioda akan hanya dapat mengalirkan
arus satu arah saja, sehingga dipakai untuk aplikasi rangkaian penyearah (rectifier). Dioda, Zener, dan LED.
Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Salah satu
sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe
N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju
sisi N.
Dalam rangkaian eletronika, adanya
dioda yang bertipe DUS atau DUG, hal ini menunjukkan masing-masing Dioda
Universal Silikon atau Germanium. Dioda yang bertipe DUS diantaranya adalah:
BA127, BA217, BA218, BA211, BA222, BA317, BA318, BAX13, BAY61, 1N914, 1N4148.
Dan beberapa dioda yang bertipe DUG adalah: OA85, OA91, AA116. Dioda ini banyak
jenisnya:
a. Dioda
Germanium yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Germanium
b. Dioda
Silikon yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Silikon
c. Dioda
Selenium yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Silenium
d. Dioda
Zener yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Zener dan banyak digunakan dalam
rangkaian Catu Daya sebagai Stabilisator.
e. Dioda
Cahaya atau sering disebut LED.
LED yang merupakan singkatan dari
Light Emiting Dioda yaitu: Dioda yang terbuat dari bahan Ga (Galium), As dan
Fosfor yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain
setelah dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa
elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi
panas dan energi cahaya.
LED dibuat agar lebih efisien jika
mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping
yang dipakai adalah galium, arsenic, dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang
berbeda pula. Pada saat ini warna-warna cahaya LED yangbanyak adalah warna merah,
kuning, dan hijau. LED berwarna biru sangat langka.
Pada dasarnya semua warna bia
dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan
kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (Chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi
empat, bulat dan lonjong. Sifat dari LED yaitu: ia akan mengemisi cahaya, jika
memperoleh tegangan panjar maju. Dan tidak tahan terhadap tegangan tinggi,
hanya kira-kira 1,5-20 Volt. (Efvy Zamirda Zam, 2002)
Walaupun
sambungan pn dapat digunakan di dalam banyak cara, namun pada dasarnya sebuah
sambungan pn adalah sebuah pelurus (rectifier).
Yakni, jika anda menghubungkannya melalui terminal-terminal sebuah aki, maka
arus (beberapa pikometer) di dalam rangkaian tersebut akan sangat jauh lebih
kecil untuk satu polaritas hubungan aki itu daripada untuk polaritas lainnya.
Gambar
2.1 Sebuah dioda sambungan pn
Gambar 2.1 memperlihatkan salah satu
dari banyak pemakaian yang mungkin dari sebuah pelurus dioda. Sebuah potensial
masukan gelombang sinus menghasilkan sebuah potensial keluaran gelombang
setengah, dengan pelurus dioda yang pada pokoknya bertindak sebagai sebuah
rangkaian pendek untuk satu polaritas potensial masukan dan yang pada pokoknya
bertindak sebagai rangkaian terbuka untuk polaritas yang lainnya. Ternyata,
sebuah pelurus dioda ideal, hanya mempunyai kedua ragam operasi ini. Operasi
itu adalah ON (yakni hambatannya nol) atau OFF (yakni hambatannya tak
terhingga).
Gambar 2.1 memperagakan simbol
konvensional untuk sebuah pelurus dioda. Kepala panah bersesuaian dengan
terminal tipe-p dari alat tersebut dan menunjuk di dalam arah aliran arus
konvensional “yang mudah”. Yakni, dioda itu adalah ON bila terminal dengan
kepala panah (cukup) positif terhadap terminal lainnya.
Gambar
2.2 Gambar rincian dari sambungan pn
Gambar 2.2
memperlihatkan rincian dari kedua hubungan tersebut. Didalam gambar 2.2 – yakni
susunan condong belakang – tegangan gerak listrik (emf) aki menambah selisih potensial hubungan,dan dengan demikian
akan menambah tingginya rintangan yang harus diatasi oleh pengangkut mayoritas.
Tidak banyak pengangkut mayoritas itu dapat mengatasi rintangan tersebut, dan
sebagai akibatnya maka arus difusi akan berkurang secara nyata.
Akan
tetapi, arus hanyut
tidak mengindera adanya
rintangan dan dengan demikian
tidak akanbergantung dari besarnya atau arahnya potensial luar tersebut.
Keseimbangan arus yang mulus yang terdapat pada kecondongan nol dengan demikian
akan terganggu, dan seperti yang diperlihatkan di dalam Gambar 2.2, sebuah arus
– tetapi merupakan arus yang sangat kecil – muncul di dalam rangkaian tersebut.
Efek lain dari kecondongan belakang
adalah untuk memperlebar zona penipisan. Hal ini kelihatannya wajar karena
terminal aki positif dihubungkan ke ujung tipe-n dari sambungan tersebut,
cenderung menarik elektron ke luar dari zona penipisan kembali ke dalam bahan
tipe-p. Karena zona penipisan sangat sedikit pengangkut muatan, maka zona
penipisan ini adalah kawasan yang resistivitasnya tinggi. Jadi, lebarnya yang
bertambah cukup banyak, yang konsisten dengan nilai arus condong belakang yang
kecil.
Kita sudah biasa mengenal
angka-angka berwarna terang yang kita lihat bercahaya dari mesin hitung uang,
pompa bensin, dan kalkulator saku. Di dalam hampir semua kasus, cahaya ini
dipancarkan dari sekumpulan sambungan pn yang beroperasi sebagai dioda pemancar
cahaya (LED = Light Emitting Diode).
Gambar
2.3 Gambar peragaan LED
Gambar 2.3 memperlihatkan bahwa
setiap elemen dari peragaan ini adalah ujung dari sebuah lensa plastik yang
rata, dan yang pada ujungnya yang lain ada sebuah LED kecil, mungkin kira-kira
seluas 1 mm2. Bagaimanakah sebuah sambungan pn dapat memancarkan
cahaya? Bila sebuah elektron yang berada dim puncak pita valensi, maka Energi Eg
dilepaskan, di mana Eg adalah lebar sela. Apa yang terjadi kepada
energi ini? Setidak-tidaknya ada dua kemungkinan. mungkin energi ini
ditransformasikan menjadim energi termal dari kisi yang bergetar dan, dengan
kemungkinan yang tinggi, dan itulah yang betul-betul terjadi di dalam sebuah
semikonduktor berbasis elektron.
Akan tetapi, di dalam beberapa bahan
semikonduktor kondisi-kondisi-nya adalah sedemikian rupa sehingga energi yang
dipancarkan itu dapat juga muncul sebagai radiasi elektromagnetik, yang panjang
gelombangnya diberikan oleh
λ =
.................................................................................................................(2.1)
LED komersial yang dirancang untuk
kawasan panjang gelombang tampak biasanya didasarkan pada sebuah bahan
semikonduktor yang berupa sebuah senyawa galium-arsenik-fosfor yang dipilih
sesuai. Dengan mengatur nilai banding dari fosfor terhadap arsenik maka lebar
sela – dan demikian maka panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan – dapat
diusahakan sampai cocok.
Sebuah pertanyaan
akan muncul. Jika
cahaya dipancarkan bila sebuah
elektron jatuh dari pita konduksi ke pita valensi, apakah cahaya yang
panjang gelombangnya sama seperti itu tidak akan diserap bila sebuah elektron
bergerak di dalam arah lain, yakni dari pita valensi ke pita konduksi? Memang,
sesungguhnya demikianlah yang akan terjadi. Untuk menghindari supaya foton yang
dipancarkan itu jangan semuanya diserap, maka kita memerlukan kehadiran
sejumlah besar kelebihan elektron dan lubang di dalam bahan tersebut, yang
jumlahnya jauh lebih besar daripada yang dihasilkan oleh agitasi termal di
dalam bahan semikonduktor intrinsik. Kondisi-kondisi inilah persisnya yang akan
diakibatkan bila pengangkut mayoritas – apakah itu berupa elektron atau berupa
lubang – disuntikkan menyebrangi bidang sentral (atau bidang tengah) dari
sebuah sambungan pn dengan menggunakan aksi sebuah selisih potensial luar.
Itulah sebabnya mengapa sebuah semikonduktor intrinsik sederhana tidak akan
berperan sebagai sebuah LED. Anda memerlukan sebuah sambungan pn! Untuk
menyediakan pengangkut mayoritas yang banyak − dan dengan demikian untuk menghasilkan foton
yang banyak – maka semikonduktor intrinsik itu harus diberi doping sangat
banyak dan harus dicondongkan ke depan secara kuat.
Selain dari kegunaanya di dalam
peragaan visual maka LED yang beroperasi di dalam infra merah sangat banyak
digunakan di dalam sistem komunikasi optik, dengan menggunakan serat optik.
Daerah inframerah dipilih karena penyerapan per satuan panjang dari serat
seperti itu mempunyai dua minimum yang jelas didefinisikan di dua panjang
gelombang yang berbeda di dalam daerah ini. dalam perkembangan Led, ujung-ujung
sebuah kristal sambungan pn yang sesuai disemir sehingga sepotong kristal yang
menyeberang bidang sambungan akan berperan sebagai sebuah laser. Alat seperti
itu dinamakan dioda laser (laser dioda).
Perbaikan-perbaikan alat ini
digunakan sekarang secara rutin di dalam audio cakram laser (laser-disk audio system) dan untuk
transmisi berita telepon dan sinyal lain melalui jaringan antar kota yang
terbuat dari serat optik. Kabel optik transatlantik, yang dirancang untuk
menangani sampai dengan 40.000 pemicaraan telepon secara serempak, direncanakan
akan dipakai di dalam tahun 1988.
(David Halliday, 1986)
Ketika suatu sambungan dibentuk dari
bahan semikonduktor tipe-N dan tipe-P, perangkat yang dihasilkan itu disebut
dioda. Komponen ini memberikan resistansi yang sangat rendah terhadap aliran
arus pada satu arah dan resistansi yang sangat tinggi terhadap aliran arus pada
arah yang berlawanan. Karakteristik ini digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang
menuntut rangkaian untuk memberikan tenggapan yang berbeda sesuai dengan arah
arus yang mengalir didalamnya.
Sebuah dioda ideal akan melewatkan
arus tak terhingga pada satu arah dan sama
sekali tidak melewatkan arus pada
arah sebaliknya. Sebagai tambahan, dioda akan mulai mengalirkan arus apabila
tegangan terkecil sekalipun diberikan. Dalam prakteknya, suatu tegangan yang
sangat kecil harus diberikan sebelum aliran arus terjadi. Lebih jauh lagi, arus
bocor yang kecil akan mengalir pada arah mundur. Arus bocor ini biasanya
merupakan pecahan yang sangat kecil dari arus yang mengalir pada arah majunya.
Jika
bahan semikonduktor tipe-P
dijadikan lebih positif daripada bahan tipe-N melampaui
nilaiambang tegangan majunya (sekitar 0,6 V jika bahannya adalah silikon dan
0,2 V jika bahannya adalah germanium), dioda akan melewatkan arus dengan bebas.
Jika, sebaliknya, bahan tipe-P dijadikan lebih negatif daripada bahan tipe-N,
praktis tidak akan ada arus yang mengalir kecuali tegangan yang diberikan
melebihi tegangan maksimum (breakdown)
yang dapat diterima oleh perangkat. Perhatikan bahwa sebuah dioda normal akan
rusak jika tegangan breakdown mundurnya dilampaui.
Hubungan ke bahan tipe-P disebut
anoda sedangkan hubungan ke bahan tipe-N disebut katoda. Tanpa potensial
eksternal, elektron-elektron dari bahan tipe-N akan menyebrang ke dalam daerah
tipe-P dan mengisi sebagian dari hole-hole yang kosong. Tindakan ini akan
mengakibatkan terbentuknya suatu daerah di tengan-tengah sambungan di mana
tidak terdapat pembawa muatan bebas. Zona ini dikenal sebagai daerah serapan (depletion zone).
Dalam kondisi bias-maju, dioda akan
melewatkan arus dengan bebas. Dalam kondisi bias-mundur, dioda melewatkan arus
dalam jumlah yang dapat diabaikan. Dalam kondisi bias maju yang bebas
mengalirkan arus, dioda bertindak mirip dengan saklar yang tertutup. Dalam
kondisi bias-mundur, dioda bertindak seperti sebuah saklar yang terbuka.
Jika suatu tegangan positif diberikan kepada bahan tipe-P, pembawa muatan
positif akan terdorong dan bergerak menjauhi potensial positif ke arah
sambungan. Sama halnya, potensial negatif yang diberikan kepada bahan tipe-N
akan menyebabkan pembawa muatan negatif bergerak menjauhi potensial negatif ke
arah sambungan.
Apabila pembawa muatan positif dan
negatif tiba pada daerah sambungan, mereka akan saling menarik dan bergabung
(ingat bahwa muatan-muatan yang berlawanan saling tarik-menarik). Bersamaan
dengan bergabungnya pembawa muatan positif dan negatif pada daerah sambungan,
sebuah pembawa muatan positif dan negatif yang baru akan muncul dalam bahan
seminkonduktor dari sumber tegangannya. Setelah
memasuki bahan semikonduktor, pembawa-pembawa muatan baru ini akan bergabung
menuju daerah sambungan dan bergabung. (Michael Tooley, 2002)
Sebuah semikonduktor murni adalah
bahan yang bukan konduktor yang
baik ataupun insulator
yang baik. Semikonduktor
yang paling umum terbuat dari silikon dan germanium. semikonduktor
yang baik harus sedikit terkontaminasi dengan kotoran yang
membuat campuran yang dihasilkan
baik kelebihan dengan
elektron (bahan tipe
N bermuatan negatif) atau sedikit kelebihan dengan elektron (bahan
P-jenis bermuatan
positif). Proses kontaminasi
disebut doping. Jika
bahan P-jenis
terhubung ke bahan tipe N, hasilnya adalah sambungan P-N.
di
persimpangan, suatu rekombinasi muatan negatif (elektron) dari tipe-N material dan muatan positif
(lubang) dari bahan tipe-P terjadi dan
membentuk area
kecil yang
disebut zona deplesi. Lebar zona deplesi menentukan
karakteristik konduksi dari dioda. Jika
tegangan negatif diaplikasikan
pada bahan jenis-N dan tegangan positif
diterapkan pada materi jenis-P, dioda dikatakan bias
maju. Kondisi ini menyebabkan pelebaran lebar zona deplesi untuk
mempersempit dan memungkinkan arus
mengalir melalui dioda. Jika
tegangan diterapkan dibalik, dioda adalah
bias mundur. ini menyebabkan zona
deplesi untuk memperluas dan
menyajikan resistansi besar untuk
aliran arus. Secara sederhana, dioda memungkinkan arus mengali hanya
ketika itu adalah
bias maju (David P.Beach, 1991)
BAB
III
METODOLOGI
PERCOBAAN
3.1
Peralatan
dan Komponen
3.1.1
Peralatan dan Fungsi
1. Multimeter digital (2 buah)
Fungsi :
-
untuk
mengukur tegangan masuk (vdd).
-
Untuk mengukur tegangan
keluaran (Vab dan Vbc).
2. Protoboard
Fungsi
: sebagai tempat untuk merangkai rangkaian sementara.
3. Jack
banana
Fungsi :
untuk menghubungkan peralatan dengan peralatan.
4.
PSA
Adjust
Fungsi :
sebagai sumber tegangan
DC.
5.
Penjepit Buaya
Fungsi
: untuk menghubungkan rangkaian
dengan komponen.
6. Kabel
penghubung
Fungsi
: untuk menghubungkan peralatan dengan peralatan.
3.1.2
Komponen dan Fungsi
1. Dioda IN4007
Fungsi :
untuk penyearah tegangan DC.
2. Resistor 1 kΩ
Fungsi :
untuk menghambat tegangan dan arus.
3.2 Prosedur
Percobaan
1.
Dipersiapkan
peralatan dan komponen yang akan digunakan.
2.
Digambar rangkaian
seperti gambar dibawah ini:
3. Dirangkai
komponen yang sudah dipersiapkan sesuai dengan rangkaian diatas pada protoboard.
4. Dihubungkan
kutub positif PSA adjust pada anoda dioda dan negatif pada ground.
5. Dihubungkan
kutub positif multimeter pada anoda dioda dan negatif ke ground.
6.
Setelah diamati gambar berikut,
dihubungkan kutub positif multimeter pada titik a dan kutub negatifnya pada
titik b.
7. Dihidupkan
PSA dan multimeter.
8. Divariasikan
tegangan PSA dari 0, 0.5 V sampai 6 V dengan interval 0,5 V.
9. Dilihat
hasil pengukuran pada multimeter (Vab).
10. Dicatar
hasilnya pada tabel pengukuran.
11.
Setelah
diamati gambar berikut, dihubungkan kutub positif multimeter dititik b dan
negatif dititik c.
12. Diulang
percobaan diatas pada no.8.
13. Dilihat
hasil pengukuran pada multimeter (Vbc).
14. Dicatat
hasilnya pada tabel pengukuran.
15. Dinolkan
semua tegangan PSA atau posisi normal (default).
16. Dimatikan/
di-offkan semua peralatan yang digunakan.
17. disimpan
peralatan dan komponen yang telah digunakan.
BAB
IV
ANALISA
DATA
4.1 Gambar Percobaan
4.2 Data Percobaan
|
Vdd
|
Vab
|
Vbc
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0,5
|
0,47
|
0,04
|
|
0,8
|
0,74
|
0,27
|
|
1,0
|
0,99
|
0,45
|
|
1,2
|
1,12
|
0,91
|
|
1,5
|
1,43
|
1,23
|
|
2,0
|
1,93
|
1,41
|
|
2,5
|
2,42
|
1,85
|
|
3,0
|
2,91
|
2,30
|
|
3,5
|
3,38
|
2,82
|
|
4,0
|
3,98
|
3,22
|
|
4,5
|
4,38
|
3,76
|
|
5,0
|
4,89
|
4,30
|
|
5,5
|
5,34
|
4,77
|
|
6,0
|
5,82
|
5,19
|
Medan, 01 Desember 2012
Asisten,
Praktikan,
(Lyri
Martin Lambok simorangkir) (Rinto Pangaribuan)
4.3 Analisa Data
1.
Menentukan arus dioda (Id)
setiap Vdd
·
Id =
-
Id1 =
=
= 0 A
-
Id2 =
=
=0,00003 A
-
Id3 =
=
=0,00006 A
-
Id4 =
=
= 0,00001 A
-
Id5 =
=
= 0,00008A
-
Id6 =
=
= 0,00007A
-
Id7 =
=
= 0,00007A
-
Id8 =
=
= 0,00008A
-
Id9 =
=
= 0,00009A
-
Id10 =
=
=0,00012A
-
Id11 =
=
= 0,00002A
-
Id12 =
=
= 0,00012 A
-
Id13 =
=
= 0,00011A
-
Id14 =
=
= 0,00016 A
-
Id15 =
=
= 0,00018 A
·
Id =
-
Id1 =
=
= 0 A
-
Id2 =
=
=0,00046 A
-
Id3 =
=
=0,00053 A
-
Id4 =
=
= 0,00055A
-
Id5 =
=
= 0,00029A
-
Id6 =
=
= 0,00027A
-
Id7 =
=
= 0,00059A
-
Id8 =
=
= 0,00065A
-
Id9 =
=
= 0,0007A
-
Id10 =
=
= 0,00068A
-
Id11=
=
= 0,00072A
-
Id12=
=
= 0,00074A
-
Id13=
=
= 0,0007A
-
Id14=
=
= 0,00073A
-
Id15=
=
= 0,00081A
2.
Membuat kurva:
·
Kurva karakteristik
dioda Id vs Vab
Slope
=
2,041 x 10-5 A/V
·
Kurva karakteristik
dioda Id vs Vbc
Slope =
4,804 x 10-5 A/V
BAB
V
KESIMPULAN
DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
1. Kurva karakterisitik statik dioda
Nilai ambang tegangan maju adalah nilai minimum
tegangan yang harus dilampaui sebelum dioda dapat melewatkan arus dioda. Pada
dioda silikon nilai ambang tegangan maju adalah sekitar 0,6 V hingga 0,7 V.
Pada dioda germanium, nilai ambang tegangan majunya adalah sekitar 0,2 V hingga
0,3 V. Nilai breakdown adalah nilai tegangan maksimum yang dapat diterima oleh
dioda. jika tegangan breakdownnya dilampaui maka dioda akan rusak. Pada dioda
silikon, tegangan breakdownnya sekitar -50 V.
2. Konstruksi penyusun dioda adalah:
Dimana
sisi n adalah kutub anoda yang teridiri dari banyak elektorn dan sisi p adalah
kutub katoda yang terdiri dari lubang-lubang.
3. Sifat dan prinsip kerja dioda sebagai penyearah dioda adalah menyearahkan arus
bolak-balik dari PLN menjadi arus searah baik dengan menggunakan penyearah gelombang penuh atau gelombang
setengah penuh dan prinsip kerjanya pada
saat menyearahkan arus adalah elektron dari kutub anoda berpindah ke kutub
katoda mengisi lubang-lubang dan elektron akan terisi kembali lagi ketika arus
elektron mencapai kutub anoda.
4. Bias maju terjadi apabila elektron-elektron dari
sisi n menuju sisi p dimana keadaan itu terjadi saat anodanya diberikan
tegangan positif dari katodanya sehingga arus dapat mengalir, sedangkan bias
mundur terjadi saat sisi p yang dialiri arus elektron dimana keadaan itu
terjadi saat anodanya diberi tegangan negatif dari katodanya sehingga arus
tidak dapat mengalir.
5. Aplikasi dari
dioda adalah pendeteksi gelombang radio, pendeteksi gelombang TV, dan
sebagai
sensor
(pendetektor) sehingga dapat diaplikasikan pada laser.
6. Jenis-jenis dioda yaitu:
-
Dioda
penyearah : terbuat dari silikon atau germanium dan berfungsi sebagai penyearah
-
Dioda
Zener : dioda silikon yang sangat terkotori dan memilki breakdown yang mendadak
pada tegangan yang relatif rendah.
-
LED
: dapat mengeluarkan cahaya apabila diberi bias maju
-
Dioda
kapasitansi variabel : dioda yang bisa digunakan sebagai kapasitor yang
dikendalikan oleh tegangan. Dikenal juga sebagai dioda varicap.
-
Photodioda
: diaplikasikan pada sensor cahaya
5.2 Saran
1. Sebaiknya
praktikan mengetahui cara pembacaan resitor
2. Sebaiknya
praktikan mengetahui cara menentukan kutub anoda dan katoda pada dioda.
3. Sebaiknya
praktikan tidak mengoyang protoboard saat percobaan agar tegangan yang
diperoleh tidak salah.
4. Sebaiknya
praktikan perlahan-lahan menentukan tegangan PSA agar diperoleh kurva yang
bagus.
DAFTAR
PUSTAKA
Beach, David P. 1991. ELECTRONICS. Delmars Publishers Inc. United States of America .
Pages : 83 − 84
Halliday, David. 1986. FISIKA MODERN. Edisi Ketiga.Jakarta. Erlangga.
Halaman : 107 − 111
Tooley, michael. 2002. RANGKAIAN ELEKTRONIKA. Edisi Kedua. Jakarta. Erlangga.
Halaman : 82 − 84
Zam, Efvy Zamidra. 2002. MUDAH MENGUASAI ELEKTRONIKA.Surabaya. Penerbit Indah.
Halaman : 28 − 30
Medan, 01
Desember 2012
Asisten,
Praktikan,
(Lyri Martin Lambok Simorangkir) (Rinto
Pangaribuan)
Nama : Rinto
Pangaribuan
NIM : 110801050
Judul Percobaan : Karakteristik dan aplikasi dioda
Asisten : Lyri Martin Lambok Simorangkir
1. Tentukan
Vd, Vr, dan Id?
2. Jelaskan
karakteristik dan aplikasi dioda (terangkan dengan memakaki gambar atau kurva).
Jawab :
Karakteristik dioda
dimana merupakan sambungan semikonduktor P-N yang digunakan sebagai penyearah.
Pada P biasanya disebut sebagai anoda dan pada N biasanya disebut sebagai
katoda, apabila P dihubungkan ke kutub (+) dan N dihubungkan ke kutub (−) maka
daerah pengosongan menjadi sempit, sehingga arus dapat mengalir. Apabila
dihubungkan ke kutub (−) dan dihubungkan ke kutub (+) maka daerah pengosongan
akan menjadi lebar sehingga arus tidak dapat mengalir.
Aplikasi dioda ialah pendeteksi gelombang radio,
pendeteksi gelombang TV, dan sebagai sensor (pendetektor) sehingga dapat
diaplikasikan pada laser.
Kurva
karakteristik Dioda
Tugas
Persiapan
Nama : Rintho
NIM : 110801050
Judul Percobaan : Karakteristik dan Aplikasi dioda
Asisten : Lyri Martin Lambok Simorangkir
1. Sebutkan
jenis-jenis dioda!
Jenis-jenis
dioda :
a. Dioda
biasa
b. Dioda
Zener
c. Dioda
pemancar cahaya
d. Fotodioda
e. Dioda
kapasitansi variabel
f. Thyristor
2.
Sebutkan rangkaian dasar dari dioda dan rangkaian
cara pembiasan pada dioda!
Gambar
Rangkaian dasar dioda. Sisi p ditandai dengan A (Anoda) dan sisi n ditandai dengan
K (Katoda). Pembiasan pada dioda terdapat 2 cara yaitu: bias maju dan bias
mundur. Bias maju terjadi jika sebuah dioda sambungan yang anodanya dijadikan
lebih positif dari katodanya dan bias mundur terjadi jika sebuah dioda
sambungan yang katodanya dijadikan lebih positif dari anodanya.
3. Apakah
yang anda ketahui tentang regulasi, regulator, dan faktor ripple!
- regulasi tegangan artinya
menjaga
tegangan output konstan. Dioda
zener pada umumnya mengurangi perubahan input yang besar dan perubahan tegangan
output yang sangat kecil. Jadi,Regulasi tegangan merupakan
penggunaan utama dari dioda zener.
- Regulator tregangan adalah bagian
power supply yang berfungsi untuk memberikan stabilitas output pada suatu power
supply. Output tegangan DC dari penyearah tanpa regulator mempunyai
kecenderungan berubah harganya saat dioperasikan. Adanya perubahan pada masukan
AC dan variasi beban merupakan penyebab utama terjadinya ketidakstabilan pada
power supply. Pada sebagian peralatan elektronika, terjadinya perubahan catu
daya akan berakibat cukup serius. Untuk mendapatkan pencatu daya yang stabil
diperlukan regulator tegangan. Regulator tegangan untuk suatu power supply
paling sederhana adalah menggunakan dioda zener.
-
Faktor ripple adalah
besarnya prosentase perbandingan antara Faktor ripple adalah besarnya prosentase
perbandingan antara tegangan ripple dengan tegangan DC yang dihasilkan.
Rumusnya:
Untuk
memperkecil nilai ripple dapat digunakan filter kapasitor. Semakin besar nilai
kapasitor maka akan semakin kecil nilai tegangan ripple.
4.
Terangkan kurva karakteristik static
diode, apa perbedaan diode silicon dengan diode zener?
Kurva karakteristik dioda menjelaskan
kemampuan sebuah dioda yaitu berapakah nilai ambang tegangan maju dan nilai
tegangan breakdown mundurnya dari dioda tersebut. Kurva tersebut menunujukkan
hubungan antara arus dioda dengan tegangan dioda. Contoh Gambar diatas
menggambarkan kurva dioda silikon secara kasar. Nilai ambang tegangan maju pada
dioda silikon adalah sekitar 0,6 V hingga 0,7 V sedangkan, dioda germanium
memiliki nilai ambang tegangan majunya sekitar 0,2 V hingga 0,3 V. Perbedaan antara diode silikon dengan diode
zener adalah pada tegangan breakdown
mundurnya. Diode zener biasanya memiliki tegangan breakdown mundur yang
mendadak pada tegangan pada tegangan yang relatif rendah (biasanya kurang dari
6V).
5. Apa
yang dimaksud dengan tegangan break down dari diode zener? Jelaskan dan berikan
contoh rangkaian regulator dengan menggunakan diode zener sebagai penstabil
tegangan, terangkan cara kerjanya!
Tegangan break down adalah tegangan
maksimum yang dapat diterima oleh perangkat. Tegangan breakdown pada dioda
zener relatif sangat rendah (biasanya
kurang dari 6 V). Contoh Rangkaian regulator dengan menggunakan diode zener
sebagai penstabil tegangan :
Cara kerja rangkaian diatas adalah sebagai berikut: sebuah
zener diode dengan rating tegangan 5 volt dihubungkan ke suatu sumber tegangan
variabel melalui sebuah resistor R1 pada arah reverse bias. Resistor seri R1
digunakan untuk menurunkan tegangan sumber sehingga diodenya tidak memikul
seluruh tegangan sumber. Bila tegangan sumber dinaikan dari nol volt, maka
tegangan yang diterima diode juga akan meningkat sehingga mencapai tegangan
zener yaitu 5 volt. Pada saat itu, diodenya akan konduk dan akan menjaga
tegangannya tetap berada pada level 5 volt meskipun tegangan sumbernya terus
naik dari 5 volt ke titik 9 volt.
NGOMONG LISTRIK LAGI GAN......
No comments:
Post a Comment