Loading…

Flash Player 9 (or above) is needed to view presentations.
We have detected that you do not have it on your computer. To install it, go here.

Like this document? Why not share!

Like this? Share it with your network

Share

Dioda

on

  • 2,992 views

 

Statistics

Views

Total Views
2,992
Views on SlideShare
2,992
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
159
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Dioda Document Transcript

  • 1. DIODA (Laporan Praktikum Elektronika Dasar I)Penyusun : 1. Eka Nurhayanti (0913022088) 2. Febrianti Manulang (0913022044) 3. Hanny Kruisdiarti (0913022048) 4. Mitha P. Mahardika (0913022054) 5. Merta Dhewa Kusuma (0913022052)Program Studi : Pendidikan FisikaKelas :BDosen : Drs. Eko Suyanto, M. Pd PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2011
  • 2. ISI1. Judul : Dioda2. Tujuan : a. Menguji arah aliran arus sebuah dioda dan untuk mengenali terminal-terminalnya b. Menguji penghalusan dan suplai daya c. Menguji suplai daya d.c. radio transistor sederhana d. Menguji aturan kerja suplai daya d.c. sederhana3. Tinjauan Pustaka Dioda Dioda ialah jenis vacum tube yang memiliki dua buah elektroda. Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir J.A. Fleming (1849-1945) pada tahun 1904. Dioda adalah salah satu komponen elektronika pasif. Dioda memiliki buah dua kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Dioda terbuat dari bahan semi konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di saling dihubungkan. Gambar Konfigurasi Dioda Masing-masing konduktor yang terdapat pada dioda memiliki fungsi. Untuk Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan untuk semi konduktor tipe N berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan 2
  • 3. jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesiyang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengantegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage,yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagaikonduktor/penghantar arus listrik.Anoda dan KatodaSisi Positif (P) disebut Anoda dan sisi Negatif (N) disebut Katoda.Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N.Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional dimana arusmudah mengalir dari sisi P ke sisi N. Untuk mengetahui letak anoda dankatoda biasanya diberi tanda pada ujungnya berupa gelang atau berupatitik yang menandakan letak katoda, seperti terlihat pada gambar di bawahini. Gambar 1 : Simbol dan struktur diodaGambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsikecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapatkeseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi Pbanyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisiN banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu
  • 4. jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi Plebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akantergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi holedisisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron.Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologiarus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N. Gambar 2 : dioda dengan bias majuSebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu denganmemberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapatpolaritas tegangan lebih besar dari sisi P. Gambar 3 : dioda dengan bias negatifTentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliranhole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektronmasing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi(depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arussatu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudahmenjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memangtegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Inidisebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda
  • 5. yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt.Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahanGermanium. Gambar 4 : grafik arus diodaSebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namunmemang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baruterjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektronyang terbentuk di lapisan deplesi.Pencatu daya listrikSecara garis besar, pencatu daya listrik dibagi menjadi dua macam, yaitupencatu daya tak distabilkan dan pencatu daya distabilkan. Pencatu dayatak distabilkan dan Pencatu daya distabilkan.Pencatu daya tak distabilkanmerupakan jenis pencatu daya yang paling sederhana. Pada pencatu dayajenis ini, tegangan maaupun arus keluaran dari pencatu daya tidakdistabilkan, sehingga berubah-ubah sesuai keadaan tegangan masukan danbeban pada keluaran. Pencatu daya jenis ini biasanya digunakan padaperanti elektronika sederhana yang tidak sensitif akan perubahan tegangan.Pencatu jenis ini juga banyak digunakan pada penguat daya tinggi untukmengkompensasi lonjakan tegangan keluaran pada penguat. Pencatu dayadistabilkan, pencatu jenis ini menggunakan suatu mekanisme loloh balikuntuk menstabilkan tegangan keluarannya, bebas dari variasi tegangan
  • 6. masukan, beban keluaran, maupun dengung. Ada dua jenis kalang yangdigunakan untuk menstabilkan tegangan keluaran, antara lain:PenyearahPrinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan padagambar-1 berikut ini. Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkantegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjaditegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.Pada rangkaian ini, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari arusAC menjadi DC dan meneruskan tegangan positif ke beban R1. Ini yangdisebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untukmendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukantransformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar-2.Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasayang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT
  • 7. transformator sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di atas. Untukbeberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor dc yang kecilatau lampu pijar dc, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai.Walaupun terlihat di sini tegangan ripple dari kedua rangkaian di atasmasih sangat besar.Gambar 3 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filterkapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter inibentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar-4menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearahsetengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalahgaris lurus dengan kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arusuntuk beban R1 dicatu oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-cbukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat pengosongankapasitor.
  • 8. Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus (I) yang mengalir kebeban R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akanmembentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar,kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akanberbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah : Vr = VM -VLdan tegangan dc ke beban adalah Vdc = VM + Vr/2Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki teganganripple (Vr) paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongankapasitor C, sehingga dapat ditulis : VL = VM e -T/RCJika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperole Vr = VM (1 – e -T/RC)Jika T << RC, dapat ditulis : e -T/RC 1 – T/RCsehingga jika ini disubsitusi ke rumus (4) dapat diperoleh persamaan yanglebih sederhana : Vr = VM(T/RC)VM/R tidak lain adalah beban I, sehingga dengan ini terlihat hubunganantara beban arus I dan nilai kapasitor C terhadap tegangan ripple Vr.Perhitungan ini efektif untuk mendapatkan nilai tegangan ripple yangdiinginkan.Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat denganmenambahkan kapasitor pada rangkaian gambar 2. Bisa juga denganmenggunakan transformator yang tanpa CT, tetapi dengan merangkai 4dioda seperti pada gambar-5 berikut ini.
  • 9. Sebagai contoh, anda mendisain rangkaian penyearah gelombang penuh dari catu jala-jala listrik 220V/50Hz untuk mensuplai beban sebesar 0.5 A. Berapa nilai kapasitor yang diperlukan sehingga rangkaian ini memiliki tegangan ripple yang tidak lebih dari 0.75 Vpp. Jika rumus (7) dibolak- balik maka diperoleh. C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF Untuk kapasitor yang sebesar ini banyak tersedia tipe elco yang memiliki polaritas dan tegangan kerja maksimum tertentu. Tegangan kerja kapasitor yang digunakan harus lebih besar dari tegangan keluaran catu daya. Anda barangkali sekarang paham mengapa rangkaian audio yang anda buat mendengung, coba periksa kembali rangkaian penyearah catu daya yang anda buat, apakah tegangan ripple ini cukup mengganggu. Jika dipasaran tidak tersedia kapasitor yang demikian besar, tentu bisa dengan memparalel dua atau tiga buah kapasitor4. Alat dan Bahan Adapun alat dan bahan yang digunakan antara lain : 1. Project board 2. Dioda 1N4001
  • 10. 3. Transformator 7. Multimeter Analog 8. Kabel 4. Catu daya 9. Kapasitor 100 µ F 5. Osiloskop 10. Resisitor 6. Multimeter Digital 11. Lampu 12 Volt5. Prosedur Percobaan Percobaan 5a : Menguji Diode Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam percobaan ini adalah
  • 11. 1. Menghubungkan suplai d.c. 12 V kesebuah lampu 12 V, kemudian menyalakan, dan memperhatikan berapa kuat nyala lampu2. Menambahkan diode secara seri dengan lampu, seperti pada gambar dibawah ini 1N4001 Lampu 12 Volt 12 Volt3. Mengukur besar tegangan yang melewati lampu dan tegangan yang melewati tiap arah dioda.4. Mengukur tahanan dalam rangkaian menggunakan multimeter analog dengan rentang Ω : 100 Rentang Ω : 100 ohmmeter Ω -Ve Ω+ Ve Batang Batang penguji penguuji hitam merah
  • 12. 5. Mengukur tahanan dalam rangkaian menggunakan multimeter digital dengan rentang Ω x 1000K Ω 1000 K + - Batang Batang penguji penguji hitam merahPercobaan 5b : Penghalusan dan Suplai DayaAdapan langkah-langkah yang dilakukan dalam percobaan ini adalah1. Menyusun sirkit seperti gambar dibawah ini dengan sebuah resistor muatan sebesar 1 K0 1N4001 A Beban 1 K0 20 Volt C1 Kabel 0 Volt a.c. B 20 Volt 1N4001
  • 13. 2. Mengukur tegangan pada AB dengan memakai CRO dan menyelidiki bentuk gelombangnya Tanpa menyertakan C1 dalam sirkit Dengan menyertakan C1 dalam sirkit3. Mengulangi dengan memakai ukuran-ukuran kapasitor yang berlainan.4. Mengulangi pengukuran diatas dengan beberapa seri “sumbatan” dan kapasitor kedua yang dihubungkan untuk membentuk filter πPercobaan 5c : Suplai daya d.c. radio transistor sederhanaMenyusun sirkit suplai daya sederhana seperti gambar di bawah ini :Kemudian menyalakan suplai daya dan radio. Pengamat lalumemperhatikan distorsi suara yang muncul.Percobaan 5e : Aturan kerja suplai daya d.c. yang sederhanaMenyusun sirkit seperti gambar di bawah ini :Kemudian mencatat besar tahanan muatan, tegangan muatan, dan arusmuatan ketika tahanan diubah dari 10k0 ke 100R0. Setelah itu,menggambar grafik arus/tegangan pada rentang ukurannya yang lengkap.
  • 14. 6. Data Hasil percobaan Percobaan 5a Lampu menyala Lampu tidak menyala Lampu Diode Lampu Diode 3.15 V 0,82 V 0,03 V 9,93 V Percobaan 5b Tegangan AB dengan memakai CRO Tanpa menyertakan C1 Menyertakan C1 13,6 Volt 16,52 Volt Percobaan 5c Pada output terdapat distorsi yang sangat jelas ketika diperdengarkan suara. Percobaan 5e No. Komponen yang diukur Hasil Pengukuran 1. Hambatan (R) 10K 100R 2. Tegangan (V) 12,35 6,6 3. Arus (I) mA 0,6 A = 600 mA 10,7 A = 10.700 mA7. Analisis Data Percobaan 5a Pada percobaan ini, praktikan menguji arah aliran arus sebuah diode. Lankah awalnya kita harus menyusun rangkaian seperti di bawa ini
  • 15. 1N4001 Lampu 12 Volt 12 VoltSaat lampu menyala, tegangan yang melewati lampu sebesar 3,15 Volt dantegangan yang melewati diode sebesar 0,82 Volt. Nyala lampu lebih kuatkarena…..Saat lampu tidak menyala tegangan yang melewati lampu sebesar 0,03Volt dan tegangan yang melewati diode sebesar 9,93 Volt. Jika kitamenggunakan multimeter analog dengan rentang Ω : 100( bateraibertegangan rendah 1,5 Volt) maka arus akan mengalir jika terminalpositif ahmmeter dihubungkan ke katoda dan terminal negatifnya keanoda. Adapun hambatan yang di dapatkan sebesar 8 Ω.Percobaan 5bUntuk percobaan 5b, beban yang digunakan sebesar 10kΩ dan teganganyang digunakan sebesar 21 Volt. Adapun rangkaian percobaannya adalah
  • 16. 1N4001 A Beban 1 K0 20 Volt C1Kabel 0 Volt a.c. B 20 Volt 1N4001Tegangan pada AB tanpa menggunakan C1 dalam sirkit sebesar 13,6 Voltdan saat C1 ( 10 mF) di pasang pada sirkit, tegangannya sebesar 16,52Volt. Pada kapasitor 100 mF besar tegangannya adalah 18,40 Volt.Percobaan 5cPercobaan menguji suplai daya d.c. radio transistor sederhana ini diawalidengan merakit alat seperti pada gambar di bawah ini :Dengan muatan berupa radio transistor yang memerlukan sumber tegangan9 V d.c. Selanjutnya menyalakan suplai daya dan radio. Percobaan ini,menguji kejelasan distorsi suara. Berdasarkan hasil percobaan, diketahuibahwa semakin besar kapasitor yang digunakan maka akan semakin jelasdistorsi suara yang terjadi.Percobaan 5e
  • 17. Percobaan aturan kerja suplai daya d.c. yang sederhana ini, diawali denganmenyusun sirkit seperti gambar di bawah ini :Setelah itu, melakukan pengukuran besar nilai tahanan muatan, teganganmuatan, dan arus muatan ketika tahanan diubah dari 10k0 ke 100R0. Hasilpengukuran telah dilampirkan pada Data dan Hasil Pengamatan.Berdasarkan data hasil pengamatan maka dapat dibuat grafik hubunganantara tegangan dan arus. Berikut grafik hubungan antara tegangan danarus (mA) :Dapat dilihat bahwa kurva aturan kerja suplai daya d.c. sederhana inihanya memperoleh sedikit perbaikan sehubungan dengan aturan kerja.
  • 18. 8. Kesimpulan : Berdasarkan data hasil pengamatan dan analisis data percobaan, maka dapat disimpulkan bahwa : 1. Arus akan mengalir jika terminal positif ahmmeter dihubungkan ke katoda dan terminal negatifnya ke anoda 2. Semakin besar kapasitor yang digunakan maka akan semakin jelas distorsi suara yang terjadi 3. Kurva aturan kerja suplai daya d.c. sederhana hanya memperoleh sedikit perbaikan sehubungan dengan aturan kerja