I. JUDUL
KARAKTERISTIK DIODA

II. TUJUAN
Mempelajari Hubungan antara Tegangan dan Kuat Arus pada sebuah Dioda.

III. LANDASAN TEORI

Dioda merupakan komponen elektronika yang paling sederhana, yang tersusun dari dua jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis-n dan jenis-p. Sifat dioda ini sebagai menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan dilewatkan.

Dioda dilambangkan dengan anak panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif atau kearah dimana arus dapat mengalir dan garis tegak lurus yang menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda. Yang menjadi dasar dioda adalah penyearah tegangan maju saja, sedangkan pada arah mundur arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Dioda hanya menyearahkan arus pada tegangan positif saja, maka dioda dirangkai dengan arus searah. Dioda merupakan piranti kontrol elektronik yang dapat dirangakai secara seri ataupun pararel.

Ciri ( karakteristik ) Dioda adalah hubungan antara arus dioda dan beda tegangan antara kedua ujung dioda. Untuk dioda sambungan p-n, pada lengkung ciri dioda, arus dioda jika . Ini sesuai dengan yang sudah dibahas sebelumnya, pada keadaan tanpa tegangan arus minoritas dan arus mayoritas mempunyai besar sama tetapi arah yang berlawanan, sehingga arus total pada keadaan tanpa tegangan panjar sama dengan nol.

Jika dioda diberi tegangan maju, yaitu > 0, arus mula – mula mempunyai nilai , sehingga , setelah arus dioda naik dengan cepatnya terhadap perubahan tegangan dioda . Untuk dioda silikon sedang untuk dioda germanium . Pada tegangan mundur arus yang mengalir amat kecil, dan sampai batas – batas tertentu tak bergantung pada tegangan dioda. Arus ini terdiri dari arus pembawa muatan minoritas, mengalir dari anoda ke katoda, dan disebut Arus Penjenuhan Dioda. Pada tegangan mundur tertentu lengkung ciri turun dengan curam, dikatakan terjadi kedadalan ( Breakdown ).

Kebanyakan dioda tidak diperkenankan untuk breakdown. Dengan kata lain, pada waktu disain diusahakan agar tegangan balik pada dioda penyearah lebih kecil dari tegangan breakdownnya. Tegangan mundur pada keadaan itu disebut tegangan dadal atau tegangan balik puncak.

Pada tegangan maju bukit potensial sambungan p-n berkurang yaitu menjadi . Disini adalah tinggi bukit potensial tanpa panjar, dan V adalah beda tegangan pada dioda. Sesuai dengan statistik Boltzmann, banyaknya elektron pada bagian P yang mempunyai energi diatas sebanding dengan , atau secara matematik :

Begitu juga halnya dengan lubang. Jika rapat lubang pada bagian p adalah maka rapat lubang yang dapat berdifusi ke bagian n adalah

Arus yang disebabkan difusi pembawa muatan dan disebut arus injeksi. Besar arus injeksi adalah


adalah rapat atom donor, dan rapat atom akseptor. Karena dan merupakan tetapan, arus injeksi dapat ditulis sebagai berikut :

Tetapan dapat dinyatakan dengan arus penjenuhan , yaitu arus yang mengalir jika dioda diberi tegangan mundur. Kita tahu bahwa tanpa tegangan arus dioda adalah nol, karena pada keadaan ini arus injeksi sama dengan arus penjenuhan, tetapi berlawanan arah. Hal ini berarti :

Atau

Sehingga diperoleh

Atau

Arus total yang mengalir dalam keadaan tegangan maju adalah

Persamaan ini disebut persamaan dioda, dan memberikan bentuk fungsi teoritis untuk ciri dioda dengan tegangan maju. Jika dibandingkan dengan lengkung ciri dioda yang sebenarnya ada beberapa penyimpanan.

IV. ALAT DAN BAHAN:

No Nama Alat/Bahan Jumlah
1 Potensiometer
1
2 Hambatan tetap
1
3 Dioda IN4002 1
4 Papan rangkaian 1
5 Saklar 1 kutub 1
6 Kabel Penghubung Merah 3
7 Kabel Penghubung Hitam 3
8 Meter Dasar 90 2
9 Baterai 3


V. PERSIAPAN PERCOBAAN
a. Langkah Percobaan
1. Tutupkanlah Saklar S (posisi 1)
2. Aturlah Tegangan paling rendah dengan cara memutar Potensiometer. Baca Tegangan dan kuata Arus pada Alat Ukur dan catat hasilnya kedalam tabel hasil pengamatan.
3. Ulangi langkah B sebanyak lima kali dengan Tegangan yang berbeda dan catat hasilnya kedalam tabel hasil pengamatan.
4. Bukalah Saklar S (posisi 0), kemudian balik arah Arus dengan cara membalik kutub Baterai.
5. Tutupkan Saklar S (posisi 1). Amatilah apa yang terjadi pada Amperemeter.
6. Buatlah Grafik hubungan I terhadap V.

Melakukan Percobaan
a. Persiapkanlah Peralatan/Komponen sesuai dengan Daftar Alat dan Bahan.
b. Buatkan Rangkaian seperti Gambar di atas.
 Saklar pada posisi terbuka (posisi 0)
 Sebuah meter dasar 90 digunakan sebagai Voltmeter dengan batas ukur 10V DC.
 Sebuah meter dasar 90 digunakan sebagai Amperemeter dengan batas ukur 100 mA DC.
c. Hubungkanlah rangkaian kesusunan Baterai (gunakan kabel penghubung)
d. Periksalah kembali Rangkaian.


VI. HASIL PENGAMATAN
a. Tabel Pengamatan

No Tegangan ( V ) Kuat arus

1 3 32 x 10-6 A
2 3,2 34 x 10-6 A
3 3,8 41 x 10-6 A
4 4,2 46 x 10-6 A
5 4,6 49 x 10-6 A

Ketika Baterainya di balik
Saat arah arus dibalik dengan cara membalik kutub batere jsrum amperemeter bergerak ke arah negatif.

b. Pembahasan

Dioda dilambangkan dengan anak panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif atau kearah dimana arus dapat mengalir dan garis tegak lurus yang menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda. Yang menjadi dasar dioda adalah penyearah tegangan maju saja, sedangkan pada arah mundur arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Dioda hanya menyearahkan arus pada tegangan positif saja, maka dioda dirangkai dengan arus searah.

Dari percobaan yang telah dilakukan terlihat dioda berguna sebagai menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan dilewatkan

Hasil pengamatan yang telah dilakukan terlihat semakin tinggi tegangan semakin tinggi pula kuat arus yang dihasilkan. Baik pada saat sebelum baterai dibalik maupun setelah baterai dibalik. Namun percobaan yang dilakukan hanya sekali, baik pada sebelum ataupun setelah baterai dibalik. Sehingga tidak dilakukan pengulangan dengan tegangan yang sama dan kondisi yang sama juga, maka pada pembahasan kali ini tidak dapat dibuat teori ralat.

Dioda berguna sebagai penyearah arus pada satu arah tegangan (arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan dilewatkan. Hal ini terlihat bila arah kutub baterai dibalik, maka tegangannya akan negatif dan ampermeternya tidak terbaca. Kemudian terlihat juga semakin tinggi tegangan semakin tinggi pula kuat arus yang dihasilkan.

Pada tegangan maju lengkungan ciri sebenarnya lebih condong dari pada lengkung teori, sebab hambatan oleh kebocoran arus melalui perduktor dalam dioda. Penyimpangan berikutnya adalah untuk tegangan mundur, lengkungan ciri dioda lebih condong daripada lengkungan teori sebab hambatan oleh kebocoran arus melalui permukaan dioda.

VII. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dioda dilambangkan dengan anak panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif atau kearah dimana arus dapat mengalir dan garis tegak lurus yang menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda. Yang menjadi dasar dioda adalah penyearah tegangan maju saja, sedangkan pada arah mundur arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Dioda hanya menyearahkan arus pada tegangan positif saja, maka dioda dirangkai dengan arus searah.

Ciri ( karakteristik ) Dioda adalah hubungan antara arus dioda dan beda tegangan antara kedua ujung dioda. Arus total yang mengalir dalam keadaan tegangan maju adalah

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan terlihat bila baterai dibalik, arahnya tetap sama (tidak berlawanan) dengan baterai yang dibalik, seharusnya berlawanan arah dengan baterai yang tidak dibalik. Hal tersebut dapat disebabkan karena ketidaktelitian praktikan dalam melaksanakan praktikum.

B. Saran

1. Sebelum melakukan praktikum, pratikan harus mempelajari dan memahami dahulu materi yang akan dipraktikumkan, serta membaca dan memahami buku panduan yang berkaitan dengan praktikum yang akan dilakukan pada waktu itu. Hal ini bertujuan agar dalam pelaksanaan praktikum tidak kesulitan untuk melakukan praktikum dan agar praktikum berjalan dengan lancar.
2. Praktikan juga harus berhati – hati dalam menggunakan alat, karena jika terjadi kesalahan pada saat melakukan praktikum dapat membahayakan praktikan, juga dibutuhkan ketelitian dan ketepatan dalam mengamati agar hasilnya lebih akurat.
3. Saat melakukan praktikum harus mengikuti prosedur yang ada.

DAFTAR PUSTAKA


Halliday, David. 1995. Fisika. Erlangga : Jakarta.
Sutanto. 1994. Rangkaian Elektronika (Analog). Fak.Teknik UI : Jakarta.
Sutrisno.1986. Elektronika Teori dasar dan penerapannya. ITB : Bandung