laporan praktikum

1. LAPORAN
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA 1
Nama : Arif Wica Wibisono
NPM : 1306443255
Fakultas / Program Studi : FMIPA / Fisika
Nomor Modul : 3
Nama Modul : Aplikasi Dioda
Kelompok : 15
Rekan Kerja : Hanafi Anis
Tanggal Percobaan : 2 Oktober 2014
Laboratorium Elektronika
Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Indonesia
Depok
2014

2. A. Tujuan
1. Memahami ide dari aplikasi rangkaian dioda berdasarkan prinsip kerja dioda
secara teorikal.
2. Mengembangkan ide praktikan dalam berpikir aplikasi.
3. Membuktikan teori dengan eksperimen.
B. Teori Dasar
Dioda merupakan sebuah komponen dasar yang banyak digunakan pada alat-alat
elektronik, dan salah satunya adalah pada power supply. Power supply adalah sebuah alat
yang digunakan untuk mengubah tegangan AC menjadi DC. Alt ini berguna pada alat-alat
elektronik seperti TV, AC, Kulkas, dll agar tegangan stabil sehingga alat elektronik tidak
rusak.
Power supply juga memiliki fungsi untuk menurunkan tegangan karena di dalamnya
juga terdapat 2 kumparan yang berfungsi seperti trafo step down. Untuk di Indonesia,
PLN menyuplai daya listrik dengan tegangan 220 Vrms dan frekuensi 50 Hz. Jika
tegangan 220 V ini langsung masuk ke barang elektronik, maka barang tersebut akan
rusak karena tegangan akan terlalu besar. Maka dibuatlah trafo step down sehingga level
tegangan bisa diturunkan hingga level aman untuk penggunaan pada alat elektronik.
Setelah voltage diturunkan oleh trafo step down, maka tegangan output akan menjadi
tegangan input dari rectifire. Rectifire inilah yang akan mengubah tegangan AC menjadi
DC. Dengan memanfaatkan sifat karakteristik dioda, yaitu berfungsi seperti saklar
terbuka jika diode pada posisi reverse dan saklar tertutup jika diode pada posisi forward.
Ada tiga jenis rectifier tergantung pada jumlah banyaknya diode yang digunakan dan
output voltagenya, yaitu half-wave rectifier, full wave rectifire, dan bridge rectifier
Penggunaan diode juga diaplikasikan pada voltage multiplier atau pengganda
tegangan. Fungsi dari alat ini adalah menaikkan tegangan menjadi beberpa kali lipat
tergantung dari jenis multipliernya. Pada rangkaian voltage multiplier, juga digunakan
capacitor yang berfungsi untuk menyimpan tegangan. Namun, voltage multiplier
dipergunakan hanya pada beban konstan dan mempunyai impedansi tinggi atau tegangan
inputnya stabil.

3. 1. Half-Wave Rectifier
Half-Walf Rectifier adalah rangkaian seri dari dioda dengan hambatan beban.
Tegangan beban adalah gelombang sinusoidal half-wave yang telah direktifikasi
(disearahkan). Dimana nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan peak dari
tegangan input (jika menggunakan transformator maka tegangan yang diperhatikan
adalah tegangan sekunder). Nilai rata-rata tegangan beban disebut juga nilai dc adalah
sebesar 31,8 % dari tegangan puncak beban.
Vdc = 0,318 Vp
Frekuensi ripple yang terjadi pada half wave rectifier atau Bridge Rectifier ini
adalah sama dengan frekuensi line.
fout = fin
Pada half wave rectifier, output voltagenya memiliki bentuk setengah
gelombang sinusoidal. Keluaran dari Half Wave Rectifire ini bukanlah tegangan DC
yang diinginkan untuk peralatan elektronik karena yang diperlukan untuk peralatan
elektronik adalah tegangan yang konstan, tegangan yang sama yang dihasilkan oleh
batere.
Gambar 3.1 Halfwave rectifier
2. Full-Wave Rectifier
Full-Wave Rectifier berisi transformer centertapped dengan 2 dioda dan sebuah
hambatan beban. Tegangan beban berupa gelombang sinus half-wave yang telah
disearahkan dengan nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan setengah puncak
dari tegangan sekunder.
Vdc = 0.636 Vp

4. Gambar 3.2 Fullwave rectifier
Frekuensi ripple yang terjadi pada Full Wave Rectifire adalah sebesar 2 kali
frekuensi sumber.
fout = 2 fin
Full-Wave Rectifier sama saja dengan dua half-wave rectifier. Akibat dari center
tap, masing-masing rectifier mempunyai tegangan masuk sama dengan setengah
tegangan sekunder.
3. Bridge Rectifier
Bridge Rectifier berisi 4 dioda. Tegangan bebannya berupa gelombang sinus
full-wave yang telah diarahkan dengan nilai peaknya secara aproksimasi sama dengan
nilai tegangan sekundernya. Nilai dc atau rata-rata tegangan pada beban adalah
sebesar 63,6 % tegangan peak beban.
Bridge rectifier memiliki kesamaan pada full-wave rectifier yaitu menghasilkan
tegangan keluaran yang sama dengan full-wave. Namun, keuntungan menggunakan
tipe dari full-wave yang melalui center-tapped bahwa seluruh tegangan sekunder
dapat digunakan.
Gambar 3.3 Bridge rectifier
V1
4 Vpk
1kHz
0°
U1
2
R1
10kΩ
D1
1B4B42
3
1
4
2

5. 4. Voltage Multiplier
Voltage Multiplier adalah dua atau lebih penyearah yang menghasilkan sebuah
tegangan dc yang sama dengan perkalian tegangan peak input (2Vp, 3Vp, 4Vp, dst).
Power supply ini digunakan pada peralatan bertegangan tinggi atau berarus rendah
seperti catode-ray tube (tabung gambar pada pesawat TV, osiloskop dan display
komputer).
Gambar 3.4 (a) Doubler (b) Tripler (c) Quadrupler
C. Alat
1. Resistor 200 k, 1k, 10 k
2. Dioda 1N4001
3. Kapasitor 10F, 100F

6. 4. Osiloskop
5. Multimeter
6. Catu Daya (Power Supply)
7. Protoboard
D. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Half wave dan Full wave Rectifier
a. Menyusun dan membuat rangkaian Half Wave Rectifier (HWR) dan Full
Wave Rectifier (FWR) dengan teliti dan benar (gambar 3.8 dan 3.9) dengan
RL = 10kΩ
Gambar 3.5 simulasi HWR
Gambar 3.6 simulasi FWR
b. Mengatur input sekunder trafo sebesar 2 Vpp.
c. Menggambarkan bentuk gelombang input sekunder trafo tersebut.
d. Mengukur dan menggambarkan bentuk gelombang pada Rbeban pada masing-
masing rangkaian HWR dan FWR.
e. Mengatur input sekunder trafo sebesar 4 Vpp, kemudian mengulangi
percobaan.
2. Rangkaian Bridge Rectifier
a. Menyusun rangkaian seperti pada gambar 3.10 tetapi dengan RL=10kΩ
b. Mengatur bagian trafo sekunder trafo sebesar 2 Vpp dan menggambarkan
bentuk gelombangnya
V1
2 Vpk
1kHz
0°
T1
D1
1N4001 R1
10kΩ
V2
1 Vpk
1kHz
0°
T2
D2
1N4001 R2
10kΩ
D3
1N4001

7. c. Mengukur tegangan pada Rbeban dan menggambarkan bentuk gelombangnya
untuk rangkaian tanpa dan dengan kapasitor filter.
d. Menset input sekunder trafo sebesar 4 Vpp, kemudian mengulangi percobaan.
Gambar 3.7 Simulasi Bridge Rectifier
3. Rangkaian Multiplier voltage quadrupler
a. Menyusun dan membuat rangkain seperti pada gambar 3.11 dan mengatur
tegangan input AC 2 volt.
b. Mengukur dan mencatat tegangan pada titik FH (sebagai voltage doubler), AD
(sebagai voltage trippler) dan FJ (rangkaian voltage quadrupler)
c. Mengatur tegangan input AC 2 volt, kemudian mengulangi percobaan.
Gambar 3.8 Simulasi Voltage Quadrupler
E. TUGAS PENDAHULUAN
1. Turunkan persamaan yang menghubungkan antara input dan output dari rangkaian
pada gambar 3.5, 3.6, 3.7 dan 3.8!
Pada ketiga rectifier sumber tegangan berupa Vrms dirubah menjadi tegangan peak:
Vp(1) = 𝑉𝑟𝑚𝑠 ∗ √2=
0,707
rmsV
V1
4 Vpk
1kHz
0°
U1
2
R1
10kΩ
D1
1B4B42
3
1
4
2

8. yang kemudian melewati trafo sehingga menjadi
2
(2) (1)
1
p p
N
V V
N

 Gambar 3.5
- Pada kondisi ideal: Vp(out) = Vp(2)
maka tegangan beban DC menjadi:
Vdc = 0,318 Vp
- Pada pendekatan kedua:
Vp(out) = Vp(2) – 0,7 V
maka tegangan beban DC menjadi:
Vdc = 0,318 Vp(out)
 Gambar 3.6
- Pada kondisi ideal:
Vp(out) =
1
2
Vp(2)
maka tegangan beban DC menjadi:
Vdc = 0,636 Vp(out)
- Pada pendekatan kedua:
Vp(out) = Vp(2) – 0,7 V
maka tegangan beban DC menjadi:
Vdc = 0,636 Vp(out)
fout = 2 fin
 Gambar 3.7
- Pada kondisi ideal:
Vp(out) = Vp(2)
maka tegangan beban DC menjadi:

9. Vdc = 0,636 Vp(out)
- Jika menggunakan pendekatan kedua, didapat:
Vp(out) = Vp(2) – 1,4 V
maka tegangan beban DC menjadi:
Vdc = 0,636 Vp(out)
fout = 2 fin
 Gambar 3.8
Pada Vsumber = 2 V
 Pada AD, VAD = 0.348 V
 Pada FH, VFH = 0.146 V
 Pada FJ, VFJ = 0.122 V
Pada Vsumber = 4 V
 Pada AD, VAD = 1.139 V
 Pada FH, VFH = 0.583 V
 Pada FJ, VFJ = 0.501 V
2. Bila sinyal input pada gambar dibawah ini diberikan pada sinyal input gambar 3.5,
3.6, 3.7 dan 3.8 maka sinyal output dari rangkaian tersebut adalah
 HWR dengan sinyal input dan output 2Vpp

10.  HWR dengan sinyal input dan output 4 Vpp
 FWR dengan sinyal input dan output 2Vpp
 BR dengan sinyal input 4Vpp
 FWR dengan sinyal input dan output 4Vpp


11.  Bridge Rectifier dengan sinyal input dan output 2 Vpp
 Bridge Rectifier dengan sinyal input dan output 4 Vpp
F. REFRENSI (sementara)
- Penuntun Praktikum Elektronika I, Laboratorium Elektronika Dasar Departement
Fisika UI
- Malvino, Albert Paul. Eletronic Principles 6th Edition. Tata McGraw-Hill Publishing
Company Limited. 1999.