1. LAPORAN PRAKTIKUM
KARAKTERISTIK V I SEMIKONDUKTOR
Nama : Erlangga Rizki Fauzi
NPM : 1006758294
Fakultas : Teknik
Departemen : Teknik Sipil
Kode Praktikum : LR03
Tanggal Praktikum : 5 Oktober 2011
Unit Pelaksana Pendidikan Ilmu Pengetahuan Dasar
(UPP-IPD)
Universitas Indonesia
2. I. Tujuan
Melihat karakteristik hubungan beda potensial (V) dengan arus listrik (I) pada suatu
semikonduktor
II. Peralatan
- Bahan semikonduktor
- Amperemeter
- Voltmeter
- Variable power supply
- Camcorder
- Unit PC beserta DAQ dan perangkat pengendali otomatis
III. Landasan Teori
Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang
berada di antara insulator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai
insulator pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur ruangan
besifat sebagai konduktor. Bahan semikonduksi yang sering digunakan adalah
silikon, germanium, dan gallium arsenide.
Ada dua jenis semikonduktor yaitu intrinsik dan ekstrinsik. Untuk
kelompok ekstrinsik terdapat dua jenis/tipe semikonduktor yaitu semikonduktor
tipe-p dan semikonduktor tipe-n. Bahan semikonduktor yang banyak dipelajari
dan secara luas telah dipakai adalah bahan silikon (Si).
Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik, karena
konduktansinya yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa
disebut materi doping).
Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam elektronik adalah
sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara terkontrol dengan
menambah sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini disebut dopant.
3. Doping sejumlah besar ke semikonduktor dapat meningkatkan
konduktivitasnya dengan faktor lebih besar dari satu milyar. Dalam sirkuit terpadu
modern, misalnya, polycrystalline silicon didop-berat seringkali digunakan
sebagai pengganti logam.
Alat Semikonduktor atau semiconductor devices, adalah sejumlah
komponen elektronik yang menggunakan sifat-sifat materi semikonduktor, yaitu
Silikon, Germanium, dan Gallium Arsenide. Alat-alat semikonduktor zaman
sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti tabung hampa).
Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik dalam
bentuk padat (solid state), bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau bentuk gas
(gaseous state). Alat-alat semikonduktor dapat ditemukan dalam bentuk- bentuk
dicrete (potongan) seperti transistor, diode, dll, atau dapat juga ditemukan sebagai
bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan) dalam satu keping
Silikon yang dinamakan Sirkuit terpadu (IC).
IV. Langkah Kerja
Eksperimen rLab ini dapat dilakukan dengan cara masuk ke
http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory kemudian klik LR03–karakteristik VI
Semikonduktor dan lakukan langkah berikut:
1. Perhatikan halaman web percobaan karakteristik VI semi konduktor
2. Berikan beda potensial dengan memberi tegangan V1.
3. Aktifkan power supply/baterai dengan mengklik radio button di sebelahnya.
4. Ukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan!
5. Ulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8
V. Data Pengamatan
Data yang diperoleh adalah sebagai berikut:
6. Nilai rata-rata arus yang terukur tiap pengukuran adalah:
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
I8
Lalu, besar arus rata-ratanya adalah:
7. Perhitungan untuk nilai hambatan yang didapat dari pengujian adalah.
V=IxR
Dengan memasukkan nilai Vrata-rata dan Irata-rata maka didapat besar hambatannya
adalah sebagai berikut:
Di bawah ini adalah grafik yang menunjukkan hubungan antara beda potensial rata-
rata dan arus rata-rata.
Grafik antara Arus dan Beda Potensial
4.5
4
y=0,101x+0,2486
3.5
3
2.5
Linear (V vs I)
2
V vs I
1.5
1
0.5
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40
8. Nilai hambatan semikonduktor:
V = R I
y = mx+ b
x (I) y (V) x² y² x.y
3,58 0,46 12,82 0,21 1,65
7,49 0,94 56,10 0,88 7,04
11,34 1,38 128,50 1,90 15,64
15,57 1,87 242,55 3,50 29,12
19,55 2,28 382,20 5,22 44,65
22,13 2,87 489,91 8,21 63,44
29,46 3,19 867,66 10,16 93,91
35,71 3,62 1275,06 13,12 129,33
∑ 144,83 16,61 3454,80 43,21 384,78
-
m=
-
= 0,101
-
b =
-
= 0,2486
VII. Analisa
1. Analisa Percobaan
Percobaan dilakukan dengan tujuan mempelajari hubungan antara beda potensial
(V) dan arus listrik (I) pada suatu semikonduktor. Pertama-tama praktikan
mengaktifkan webcam lalu mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada
hambatan. Setelah mendapatkan semua data tersebut, praktikan akan mencari berapa
nilai dari hambatan yang digunakan pada percobaan tersebut. Namu, pada saat
percobaan video tidak bisa diaktifkan sehingga praktikan tidak dapat mengontrol
besarnya beda potensial yang akan terukur.
2. Analisa Hasil
9. Data yang didapat dari percobaan ini adalah sebagai berikut:
V(volt) I(mA)
0.46 3.58
0.46 3.58
V1 0.46 3.58
0.46 3.58
0.46 3.58
0.94 7.49
0.94 7.49
V2 0.94 7.49
0.94 7.49
0.94 7.49
1.38 11.40
1.38 11.40
V3 1.38 11.08
1.38 11.40
1.38 11.40
1.87 15.64
1.87 15.64
V4 1.87 15.64
1.87 15.31
1.87 15.64
2.29 19.22
2.28 19.88
V5 2.29 19.22
2.28 19.55
2.28 19.88
2.87 25.42
2.87 26.07
V6 2.87 26.07
2.86 26.39
2.86 26.72
3.20 28.67
3.19 29.33
V7 3.18 29.65
3.19 29.65
3.18 29.98
3.64 34.86
3.63 34.86
V8 3.62 35.84
3.61 36.49
3.61 36.49
Dari data pengamatan yang saya dapatkan, saya bisa memperoleh besar hambatan
semikonduktor dengan jalan memasukkan data-data tersebut ke dalam persamaan
10. hukum ohm. Hukum ohm menyatakan bahwa “Kuat arus yang melalui penghantar
sebanding dengan beda potensial pada kedua ujung penghantar”.
V=IR
Pada semikonduktor dapat digunakan rumus pada hukum ohm karena
semikonduktor dapat bersifat baik sebagai isolator dan konduktor dan itu
semua bergantung pada suhu. Apabila sedang dalam kondisi sebagai konduktor
maka pada semikonduktor itu terdapat hambatan. Pengaruh temperatur pada
semikonduktor berpengaruh pada perhitungan konsentrasi dari elektron bebas
atau hole.
3. Analisa Grafik
Grafik antara Arus dan Beda Potensial
4.5
4
y=0,101x+0,2486
3.5
3
2.5
Linear (V vs I)
2
V vs I
1.5
1
0.5
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40
11. Dari grafik diatas dapat dilihat hubungan antara beda potensial dan arus.
Grafik tersebut merupakan kurva linier. Semakin besar arus yang diberikan maka beda
potensialnya pun makin besar. Hal ini menyatakan bahwa arus berbanding lurus
dengan beda potensial.
Berdasarkan grafik, kita dapat mengetahui nilai gradien dari kurva linier
tersebut. Disebutkan bahwa nilai gradien adalah 0,101. Nilai gradien disini
menunjukkan besar hambatan semikonduktor yang kita cari.
VIII. Kesimpulan
- Semikonduktor merupakan bahan yang dapat bersifat isolator maupun konduktor.
- Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik karena nilai konduktansinya
yang dapat diubah dengan menyuntikkan materi lain.
- Untuk mencari besar hambatan pada semikonduktor dapat digunakan hukum ohm
yaitu:
- Hubungan antara beda potensial (V) dan arus (I) adalah berbanding lurus. Semakin
besar beda potensial maka arus yang dihasilkan juga semakin besar.
- Semikonduktor dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu maka sifat konduktor
menjadi lebih kuat, sebaliknya jika suhu rendah maka sifat isolator yang menjadi lebih
kuat
IX. Referensi
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid 2 (terjemahan), Jakarta :
Penebit Erlangga
Halliday, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended
Edition, John Wiley & Sons, Inc., NJ, 2005
www.wikipedia.com
