Laporan Elektronika Dasar I :: KARAKTERISTIK DIODA LENGKAP

Laporan Elektornika  Dasar I Unit Karakteristik Dioda

Ridwan, Risma, Saleha, Haswidayanti

Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi
Jurusan Fisika
Universitas Negeri Makassar
Tahun 2014

Abstrak

Telah dilakukan percobaan mengenai karakteristik dioda yang bertujuan untuk dapat menggambarkan dan menginterpretasika kurva karakteristik arus-tegangan (I-V) dari diode penyearah dan diode zener, dapat menentukan garis beban dan titik kerja berdasarkan kurva I-V diode zener, serta dapat menentukan tegangan zener berdasarkan kurva I-V diode zener. Prinsip kerja pada pecobaan ini yaitu pada diode ideal diode digambarkan seperti saklar ketika ON maka diode akan bekerja (aktif), pada Si tegangan kaki sebesar 0,7 sedangkan untuk Ge sebesar 0,3 v. pada percobaan ini terdapat dua kegiatan yaitu pada kegiatan pertama kondisi forward bias dimana diperoleh titik kerja pada diode penyearah yaitu sebesar 0,55 V dan pada dioda zener sebesar 0,79 V. Kegiatan kedua yaitu kondisi reserve bias pada dioda sener memiliki titik kerja sebesar -4,8V. Dari data yang diperoleh sehingga dapat disimpulkan bahwa garis beban diperoleh dari hubungan antara tegangan maksimum dan arus maksimum sehingga diperoleh garis lurus yang berpotongan pada karakteristik diode. Dari titik perpotongan tersebut didapatlah titik kerja (Q point). Pada bias maju diode penyearah lebih cepat mengalami arus maksimum dibandingkan diode zener.

Kata kunci : karakteristik diode, tegangan, arus, diode zener, diode penyearah

PENDAHULUAN

Dalam elektronika dikenal beberapa komponen dasar elektronik yang diperlukan dalam membuah sebuah rangkaian, salah satu diantaranya adalah diode. Dalam pengelompokkan jenis komponen elektronika, diode termasuk komponen aktif karena hanya dapat bekerja jika diberi catu daya.
Diode merupakan perangkat semikonduktor sambungan P-N paling sederhana yang memiliki sifat mengalirkan arus hanya dalam satu arah. Penipisan dan penebalan lapisan deplesi antar sambungan menjadi kunci dari sifa diode sambungan P-N. Berbeda dengan sebuah resistor, sebuah diode tidak beperilaku linier terhadap tegangan yang diberikan melainkan diode menghasilkan karakteristik I-V yang eksponensial.

Diode memegang peranan penting dalam elektronika, diantaranya adalah untuk menghasilkan tegangan searah dari tegangan bolak-balik, untuk membuat berbagai gelombang isyarat, untuk mengatur tegangan searah, agar tidak berubah dengan beban maupun dengan perubahan tegangan jal-jara (PLN), untuk saklar elektronik, LED, laser semikonduktor, mengesah gelombang mikro dan lain-lain.

Komponen ini juga memberikan resistansi yang sangat rendah terhadap aliran arus pada suatu arah dan resistansi yang sangat tinggi pada arah yang berlawanan. Karakteristik inilah yang memungkinkan diode digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang menentukan rangkaian untuk memberikan tanggapan yang berbeda sesuai dengan arah arus yang mengalir didalamnya.
Tujuan dari percobaan ini yaitu dapat menggambarkan dan menginterpretasikan kurva I-V dari diode penyearah dan diode zener, menentukan garis beban dan titik kerja berdasarkan kurva I-V diode penyearah, serta menentukan tegangan zener berdasarkan kurva I-V diode zener
Berbekal dari teori diatas maka dilakukanlah percobaan ini yang berjudul “karakteristik Dioda”.

TEORI SINGKAT

Dioda merupakan perangkat semikonduktor sambungan P – N paling sederhana yang memiliki sifat mengalirkan arus hanya dalam satu arah. Penipisan dan penebalan lapisan deplesi antar persambungan menjadi kunci dari sifat dioda sambungan P – N. Berbeda dengan sebuah resistor, sebuah dioda tidak berperilaku linier terhadap tegangan yang diberikan melainkan dioda menghasilkan karakteristik I – V yang eksponensial. Notasi atau simbol dioda sambungan P – N ditunjukkan pada gambar berikut.

Ada dua daerah operasi dioda sambungan P – N dan ada tiga kondisi bias yang dapat diberikan:

1. Zero Bias – kondisi di mana tidak ada potensial eksternal yang diberikan kepada kedua ujung dioda menghasilkan keseimbangan jumlah pembawa mayoritas, elektron dan hole, dan keduanya bergerak dalam arah yang berlawanan. Kondisi keseimbangan ini dikenal sebagai keseimbangan dinamis (dynamic – equilibrium).

2. Reverse Bias – kondisi di mana kutub positif sumber potensial eksternal dihubungkan ke sisi N dioda dan kutub negatif sumer potensial eksternal dihubungkan ke sisi P dioda.

Kondisi ini menghasilkan suatu nilai resistansi yang tinggi antar persambungan dan praktis tidak menghasilkan aliran pembawa muatan mayoritas dengan meningkatnya potensial sumber. Namun, sejumlah arus kebocoran yang sangat kecil akan melewati persambungan yang dapat diukur dalam orde mikroampere (A).

3. Forward Bias – Kondisi di mana kutub positif sumber potensial eksternal dihubungkan ke sisi P dioda dan kutub negatif sumer potensial eksternal dihubungkan ke sisi N dioda.

Kondisi ini menghasilkan suatu nilai resistansi persambungan P – N yang sangat rendah sehingga memungkinkan arus yang sangat besar mengalir walaupun hanya dengan potensial sumber yang relatif kecil. Perbedaan potensial aktual yang timbul pada kedua ujung persambungan dioda akan bernilai tetap akibat aksi dari lapisan deplesi yang bernilai sekitar 0,3 V untuk germanium dan 0,7 V untuk silikon.

Dioda Zener

Telah dibahas sebelumnya bahwa dioda menahan arus dalam kondisi reverse bias dan akan menghasilkan kerusakan (breakdown) bila tegangan balik yang diberikan terlalu besar. Berbeda halnya dengan dioda zener atau biasa disebut dioda breakdown, pada dasarnya sama dengan dioda sambungan P – N standar kecuali dirancang secara khusus menghasilkan tegangan balik atau breakdown yang lebih rendah dan relatif konstan sehingga sangat baik digunakan dalam arah reverse bias sebagai regulator tegangan. Titik di mana dioda zener mengalami breakdown atau konduksi disebut tegangan zener ”VZ”.

Metode Eksperimen, Data, Analisis data, dan Sebagainya bisa unduh di link berikut

Laporan lengkap praktikum Elektronika dasar 1 Unit Karakteristik Dioda (file word )