1. LaporanPraktikum - LaboratoriumDasarTeknikElektro – STEI ITB 1
MODUL 1:Dioda: Karakteristik dan Aplikasi
Agung Utama Putra (1 3210037)
Asisten: Sebastian
TanggalPercobaan: 08/02/2012
EL2140-Praktikum Elektronika
Laboratorium Dasar Teknik Elektro -Sekolah Teknik Elektro dan InformatikaITB
Abstrak
Dioda adalah salah satu komponen penting dalam
elektronika. Dalam praktikum modul kali ini, akan dilihat
perbedaan dioda biasa dan dioda zener, aplikasi dioda dalam
rangkaian penyearah, clipper dan clamper, dan pengaruh
filter sederhana.
Kata kunci: Dioda, karakteristik, penyearah, clipper,
clamper, zener, filter.
1. PENDAHULUAN
Praktikum kali ini bertujuan untuk memahami
karakteristik dioda, baik dioda biasa maupun
dioda zener, dan aplikasinya pada elektronika
seperti rangkaian penyearah, clipper dan clamper.
Selain itu, akan ditunjukkan juga pengaruh filter
sederhana pada suatu sumber DC.
2. STUDIPUSTAKA
2.1 KARAKTERISTIK DIODA
Setiap dioda memiliki karakteristik yang berbeda
setiap jenisnya. Karakteristik-karakteristik
tersebut adalah:
Tegangan cut-in
Tegangan breakdown
Kemiringan kurva yang berarti besarnya
resistansi dinamis pada titik tersebut
Berdasarkan karakteristik-karakteristik diatas, bisa
didapat beberapa kemungkinan penggunaan
dioda tersebut.
2.2 PENYEARAH
Pada praktikum ini akan diamati tiga jenis
penyearah gelombang sinyal: penyarah
gelombang setengah, penyearah gelombang
penuh dengan trafo center tapper, dan penyearah
gelombang penuh tipe jembatan.
Tegangan pada rangkaian penyearah gelombang
penuh diperoleh sebesar:
VP adalah magnituda tagangan puncak AC yang
disearahkan dan tegangan ripple-nya sebesar:
Dengan f adalah frekuensi sinyal AC jala-jala yang
digunakan, C kapasitansi filter dan R bebad pada
rangkaian penyearah dan filter.
Untuk catu daya DC murni, ripple harus bernilai
nol. Bisa diperoleh dengan nilai R beban tak
hingga ataunilai C tak hingga.
Karena catu daya ini tidak ideal, tegangan output-
nya mengalami degradasi, dimodelkan dengan
rangkaian Thevenin dengan sumber tegangan dan
resistansi output. Resistansi output dapat
dimodelkan dihitung:
Besaran ini menentukan berapa besar degradasi
tegangan. Besaran lain yang bisa digunakan
adalah faktor regulasi tegangan VR, dihitung
dengan:
Dengan Vnl adalah tegangan tanpa beban dan Vfl
adalah tegangan beban penuh.
2.3 RANGKAIAN CLIPPER DAN CLAMPER
Rangkaian clipper adalah rangkaian yang
membatasi tegangan agar tidak melebihi suatu
nilai tertentu. Rangkaian ini bisa dibuat dengan
dioda dan sumber tegangan DC atau alternatifnya
dengan dioda zener.
Rangkaian clamper adalah rangkaian yang
digunakan untuk memberikan offset tegangan DC
pada sinyal AC.

2. LaporanPraktikum - LaboratoriumDasarTeknikElektro – STEI ITB 2
3. METODOLOGI
Alat dan Bahan:
Kit Praktikum Karakteristik Dioda &
Rangkaian Penyearah
Sumber tegangan DC (2 buah)
Trafo CT 15 V (1 buah)
Osiloskop (1 buah)
Multimeter (1 buah)
Dioda 1N4002 (3 buah)
Dioda Zener 5V1 (2 buah)
Resistor Variabel (1 buah)
Resistor 150kΩ (1 buah)
Kapasitor 10 µF (1 buah)
Breadboard (1 buah)
Kabel-kabel
Percobaan 1: Karakteristik Dioda
Bagan1: Langkah percobaan karakteristik dioda
Gambar1: Rangkaian percobaan 1
Percobaan 2: Penyearah dan Filter
Bagan2: Langkah percobaan rangkaian penyearah dan filter
Gambar2: Rangkaian penyearah setengah gelombang
Gambar3: Setelah dipasang Rm
Gambar4: Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo
Center Tapped
Gambar5: Penyearah Gelombang Penuh Tipe Jembatan
Dengan kit praktikum, susun
seperti gambar 1
Gunakan mode X-Y untuk
mengamati sinyal
Amati tegangan cut-
in, breakdown, karakteristik
arus-tegangan pada dioda
silikon
Ulangi untuk dioda
germanium dan zener
Buat rangkaian seperti gambar 2 di
kit praktikum.
Amati bentuk dan frekuensi
gelombangdengan:
• Tetapkan satu nilai kapasitansi, ubah-ubah
ukuran resistor
• Tetapkan satu nilai resistor, ubah-ubah
ukuran kapasitor
pasang Rm seperti gambar 3, amati
bentuk arus, arus maksimum, dan
frekuensi arus dengan mengukur
tegangan pada Rm
Ulangi 3 langkah tadi untuk gambar 4
dan 5.
Dengan resistor variabel, cari nilai
resistansi output untuk rangkaian
penggantiThevenin.

3. LaporanPraktikum - LaboratoriumDasarTeknikElektro – STEI ITB 3
Percobaan 3: Rangkaian Clipper
Bagan3: Langkah percobaan rangkaian clipper
Gambar6: Rangkaian clipper dengan tegangan DC
Gambar7: Rangkaian clipper dengan dioda zener
Percobaan 4: Rangkaian Clamper
Gambar8: Rangkaian clamper
4. HASILDANANALISIS
Percobaan 1: Karakteristik Dioda
Jenis Dioda Tegangan Cut-In
(V)
Tegangan
Breakdown
(V)
Catatan
Silikon 0.6 -6 VS = 12 Vpp
Germanium 0.4 -6 VS = 12 Vpp
Zener 0.6 -7.2 VS = 20 Vpp
Tabel1: Hasil percobaan karakteristik dioda
Gambar9: Kurva i-v dioda silikon. Skala horizontal dan vertikal 1
V/div.
Gambar10: Kurva i-v dioda germanium. Skala horizontal dan
vertikal 1 V/div.
Gambar11: Kurvai-v dioda zener. Skala horizontal dan vertikal 1
V/div.
Dari Tabel 1, bisa dilihat bahwa tegangan cut-in
dioda silikon dan zener hampir sama. Dioda
germanium memiliki tegangan cut-in lebih rendah,
yang berarti dioda germanium lebih mendekati
dioda ideal.
Saat tegangan melebihi nilai cut-in dioda, arus
mengalir melalui dioda. Kondisi ini yang disebut
forward bias. Kebalikannya, saat tegangan lebih
Dengan breadboard, susun
seperti gambar 6
• Resistor 150 kΩ
• Dioda 1N4002
• Vin Trafo CT 15 V
• Tegangan DC 5 V
Amati bentuk sinyal
outputnya.
Susun seperti gambar 7
• Resistor 150 kΩ
Amati bentuk sinyal
outputnya.
Dengan breadboard, susun
seperti gambar 8
• Dioda 1N4002
• Kapasitor 10 µF 16-35 V
• Vin Trafo CT 15 V
• Tegangan DC 5 V
Amati bentuk sinyal
outputnya.
Susun seperti gambar 7
• Resistor 150 kΩ
Amati bentuk sinyal
outputnya.

4. LaporanPraktikum - LaboratoriumDasarTeknikElektro – STEI ITB 4
kecil dari nilai cut-in dioda, arus yang mengalir
sama dengan nol, yang berarti tidak ada arus yang
mengalir. Kondisi ini disebut reverse bias.
Pada ketiga kurva diatas, nilai arus yang mengalir
diwakili dengan sumbu Y. Sebenarnya, sumbu Y
menunjukkan tegangan pada resistor. Karena
resistor yang digunakan bernilai 27 Ω, berarti arus
yang mengalir sebesar:
Tegangan breakdown dioda silikon dan
germanium pada data di tabel didapat dengan
melihat ujung grafik. Kenyataannya, tegangan
breakdown dioda silikon dan germanium cukup
besar, sekitar 40 V. Tetapi, pada percobaan ini
kedua dioda tidak benar-benar dicoba hingga
tegangan breakdown karena akan merusak dioda
tersebut.
Berbeda dengan dioda zener, yang memang
dimaksudkan untuk bekerja pada tegangan
breakdown. Setelah tegangan VS diperbesar, akan
terlihat “ekor” pada kurva i-v dioda zener, yang
merupakan tegangan breakdownnya. Dioda zener
belum rusak pada tegangan breakdownnya. Pada
area lain, dioda zener berfungsi seperti dioda
biasa.
Seharusnya, tegangan breakdown dioda zener
yang diukur adalah 7.5 V, seperti yang tertera
pada dioda zenernya. Tetapi perbedaannya cukup
dekat.
Percobaan 2: Penyearah dan Filter
Rangkaian
diamati
R
(Ω)
C
(µF)
V DC
(V)
V ripple
per-
hitunga
n
(V)
V
ripple
peng-
amata
n
(V)
f
V
rippl
e
(Hz)
f arus
(Hz)
Arus
maksi
mum
(A)
R
outpu
t
(Ω)
Penyearah
gelomban
g setengah
dengan
resistansi
konstan
27
470 7 5.91 3 50 50 1 7
100
0
7 2.78 2 50 50 1 6.4
Penyearah
gelomban
g setengah
dengan
kapasitans
i konstan
27
470
7 5.91 3 50 50 1 6,4
180
12.
5
0.89 1.5 50 50 0.9 6,4
100
0
15 0.15 0.4 50 50 0.1 7
Penyearah
gelomban
g penuh 2
dioda
dengan
resistansi
konstan
27
470 7 5.91 2 100 100 1 7
100
0
7 2.78 1 100 100 1 7
Penyearah
gelomban
g penuh 2
dioda
dengan
kapasitans
i konstan
27
470
7 5.91 2 100 100 1 6.4
180 13 0.89 1 100 100 0.9 7
Penyearah
gelomban
27 470 9.5 5.91 1.6 100 100 1.2 6.4
g penuh
jembatan
dengan
resistansi
konstan
100
0
9 2.78 1 100 100 1.2 7
Penyearah
gelomban
g penuh
jembatan
dengan
resistansi
konstan
27
470
9.5 5.91 1.6 100 100 1.1 6.4
180 13 0.89 1 100 100 1.1 6.4
Tabel2: Hasil percobaan 2
Data yang didapat dari Tabel 2 banyak yang
kurang akurat, karena sudah kehabisan waktu.
Pengukuran yang benar-benar dilakukan hanya
sampai arus maksimum.
Dari data diatas, bisa dilihat pengaruh R dan C
pada penyearah dan filter. Nilai kapasitansi C
tidak terlalu mempengaruhi besarnya tegangan
DC (VDC), tetapi semakin besar nilainya, akan
semakin kecil ripple pada output. Sementara itu,
nilai resistansi R mempengaruhi VDC dan ripple;
semakin besar nilai R akan semakin besar
tegangannya dan semakin kecil ripple-nya.
Hubungan antara ripple dan nilai R & C sesuai
dengan teori.
Hasil perhitungan cukup jauh berbeda, tetapi hasil
dari percobaan lebih menunjukkan yang
seharusnya terjadi.
Ada yang salah pada saat pengukuran data
frekuensi ripple dan arus. Untuk penyearah
gelombang setengah, frekuensi ripple memang
sama dengan frekuensi input, 50 Hz. Tetapi, untuk
gelombang penuh, seharusnya frekuensi ripple
adalah 2 kali frekuensi output (100 Hz) karena
untuk penyearah gelombang penuh, baik nilai
tegangan positif maupun negatif disearahkan
menjadi tegangan DC positif. Data pada tabel 2
sudah diperbaiki.
Arus maksimum diukur dengan mengukur
tegangan yang melalui resistor Rm. Pada
percobaan ini, Rm yang digunakan nilai
resistansinya 0.2 Ω. Nilai resistansi memang harus
sangat kecil agar tidak membebani rangkaian. Bisa
dilihat dari data, nilai R juga mempengaruhi besar
arus yang terukur. Grafik yang didapat sudah
sesuai dengan teori.
Gambar12: Grafik arus yang mengalir pada Rm

5. LaporanPraktikum - LaboratoriumDasarTeknikElektro – STEI ITB 5
Nilai resistansi output diukur dengan
membandingkan besar tegangan saat tidak ada
beban (Vnl) dengan saat diberi beban dengan
resistor variabel. Apabila nilai tegangan pada
beban sudah mencapai separuh dari Vnl, sesuai
dengan prinsip pembagi tegangan, nilai resistansi
output sama dengan nilai resistansi pada resistor
variabel.
Percobaan 3: Rangkaian Clipper
Gambar13: Grafikrangkaian clipper dengansumbertegangan DC
Pada rangkaian clipper dengan sumber tegangan
DC, sinyal sinusoidal dari trafo akan terpotong
pada batas 5 + 0.7 V, dengan 0.7 V adalah voltage
drop pada dioda. Ini terjadi karena saat tegangan
sangat positif (VS≥ 5.7 V), dioda di sebelah kiri
akan forward bias sehingga short, dan tegangan
yang terukur adalah tegangan dioda ditambah
sumber tegangan sumber DC. Saat tegangan
sangat negatif (Vs ≤ -5.7 V), dioda sebelah kanan
yang short, sehingga tegangan terukur juga
tegangan dioda ditambah tegangan sumber DC.
Diantara dua nilai tersebut (-5.7 > Vout> 5.7), kedua
dioda reverse bias sehingga tegangan yang
terukur sama dengan tegangan sumber.
Gambar14: Grafikrangkaian clipper dengandioda zener
Pada rangkaian clipper dengan dioda zener,
tegangan juga hanya bisa naik dan turun pada
batas tertentu. Pada rangkaian ini, batasnya
adalah tegangan breakdown dioda zener. Pada
saat tegangan sangat positif, dioda diatas forward
bias dan yang dibawah breakdown, sehingga yang
terukur adalah tegangan breakdown zener. Begitu
kebalikannya.
Kemudian, saat tidak satupun dari keduanya
yang berada pada tegangan breakdown, tegangan
yang terukur akan mengikuti sumber tegangan
karena kedua dioda keadaannya reverse bias.
Kedua grafik diatas tidak terlalu akurat; grafik
yang sebenarnya tidak terpotong lurus, tetapi
agak landai, terutama dioda zener. Ini karena
dioda yang digunakan tidak ideal sehingga ada
sedikit perubahan tegangan.
Percobaan 4: Rangkaian Clamper
Gambar15: Grafik tegangan setelah melalui rangkaian clamper
Grafik tegangan menyerupai sumber, tetapi
bergeser keatas sejauh 20 V. Pergeserannya
disebabkan tegangan DC dan resistor yang
memuat tegangan dari trafo.
5. KESIMPULAN
Dioda mengalirkan arus hanya bila
tegangan sudah melewati batas cut-in.
Tegangan breakdown pada dioda
biasanya cukup besar, kecuali dioda zener
yang memang dimaksudkan untuk
berkerja pada tegangan breakdown-nya.
Dioda dapat digunakan untuk penyearah
(rectifier). Keluaran dari penyearah bisa
dierbaiki dengan filter sehingga
membentuk tegangan DC ideal dari
sumber tegangan AC.
Dioda pada rangkaian clipper bisa
membatasi tegangan agar hanya
menghasilkan tegangan pada rentang
tertentu.
Dioda pada rangkaian clamper
memberikan offset DC pada sinyal AC,
tanpa merubah bentuk sinyal.

6. LaporanPraktikum - LaboratoriumDasarTeknikElektro – STEI ITB 6
DAFTARPUSTAKA
[1] Adel S. Sedra dan Kennet C. Smith,
Microelectronic Circuits, ed 5, Hal. 139-190,
Oxford University Press, USA, 2004.
[2] Mervin T. Hutabarat, Modul Praktikum
Elektronika, Hal. 1-13,Penerbit ITB, Bandung,
2012.