PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI
NO. 2
GARIS BEBAN DIODA
NAMA PRAKTIKAN : SUGENG RIZKY DARMAWANTO
NAMA REKAN KERJA : 1. HANNA CHAMAD AL-JAIDI
2. ZAINATUL FADILAH
KELAS/KELOMPOK : TT 3B/3
TANGGAL PELAKSANAAN PRAKTIKUM : 1 SEPTEMBER 2015
TANGGAL PENYERAHAN LAPORAN : 9 SEPTEMBER 2015
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
Daftar Isi... 1 1. Tujuan ...2 2. Dasar Teori ...2
3. Alat yang Dipergunakan ...3
4. Langkah Kerja ...4
5. Hasil Percobaan ...6
6. Analisis dan Pembahasan ...6 7. Kesimpulan ...8 8. Tugas ...8 Daftar Pustaka Lampiran
PERCOBAAN II GARIS BEBAN DIODA 1. TUJUAN
Menggambarkan garis beban dioda dan menunjukkan penggunaanya 2. DASAR TEORI
2.1 Dioda
Dioda merupakan salah satu komponen aktif yang terbuat dari bahan
semikonduktor yang berfungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
Gambar1. Simbol dan Susunan Dioda 2.2 Garis Beban Dioda
Beban yang diberikan pada rangkaian secara normal akan mempunyai implikasi pada daerah kerja (operasi) dan piranti elektronik. Bila analisis disajikan dalam bentuk grafik, sebuah garis dapat digambarkan sebagai karakteristik dioda yang mewakili efek dari beban.
Gambar 2. Karakteristik Dioda
Garis beban Dioda (load line) adalah sebuah garis miring yang memotong sumbu ID dan sumbu VD. Garis ini didapat dengan cara berikut:
- Pada sumbu VD , ID = 0, maka: ID =
Vs−VD R
0 = Vs−VDR Vs = VD
- Pada sumbu ID , VD = 0, maka: ID = Vs−VD R ID = Vs R
Setelah mendapatkan nilai VD dan ID, maka didapat garis lurus yang memotong kedua sumbu tersebut seperti pada gambar berikut.
Gambar 3. Garis Beban Dioda
Titik perpotongan antara garis beban dengan garis karakteristik disebut dengan titik operasi atau Q poin (Quiescent Point).
3. ALAT-ALAT YANG DIBUTUHKAN 1. Sumber daya searah : 1 buah 2. Multimeter analog : 2 buah
3. Dioda Si : 1 buah
4. Dioda Ge : 1 buah
5. Resistor : 470 Ω, 1 kΩ, 2 kΩ
4. LANGKAH KERJA
A. Pembuatan garis beban dioda
1. Membuat garis beban dioda dengan tegangan sumber sebesar 1,5 V dan R sebesar 470 Ω pada kurva karakteristik dioda silikon yang telah dibuat pada percobaan 1.
2. Melengkapi tabel di bawah ini.
Tegangan Dioda VD (V) Arus Dioda ID (mA) Silikon Germanium Silikon Germanium
Titik Operasi (Q) 0,6 0,3 1,9 1,25
Titik Cut Off 0,4 0,1 0,2 0,14
Titik Saturasi 0,65 0,55 5,6 3,8
- Pada titik cut off : tidak ada arus dioda (dioda putus) = dioda seperti saklar terbuka
- Pada titik saturasi : arus dioda maksimum = dioda seperti saklar tertutup
Gambar 4. Rangkaian Dioda Sederhana
B. Pengkukuran arus dan tegangan dioda pada titik operasi, cut off, dan saturasi.
3. Membuat rangkaian seperti gambar 4, dengan R sebesar 470 Ω dan Vs sebesar 1,5 V.
4. Mengukur Id, Vd, dan Vo (pengukuran pada titik operasi).
5. Melepas salah satu kaki dioda dari rangkaian dan Vs tetap sebesar 1,5 V, lalu mengukur Id, Vd, dan Vo (pengukuran pada titik cut off).
6. Menghubung singkat dioda dan Vs tetap sebesar 1,5 V, lalu mengukur Id, Vd, dan Vo (pengukuran pada titik saturasi).
7. Mengulangi langkah 1 sampai dengan 6 dengan dioda yang sama tetapi nilai Vs sebesar 3V dan R sebesar 2 kΩ.
8. Melengkapi tabel di bawah ini. Tabel 1. Dioda silikon
Vs (V)
R
(Ω) Kondisi Dioda
Id (mA) Vd (volt) Vo (volt) Kurva Ukur Kurva Ukur Hitun
g Ukur 1,5 470 Terpasang Lepas Hubung Singkat 3 2000 Terpasang Lepas Hubung Singkat
9. Ulangi langkai 1 sampai dengan 8 dengan menggunakan dioda germanium. Tabel 2. Dioda Germanium
Vs (V)
R
(Ω) Kondisi Dioda
Id (mA) Vd (volt) Vo (volt) Kurva Ukur Kurva Ukur Hitun
g Ukur 1,5 1000 Terpasang Lepas Hubung Singkat 3 2000 Terpasang Lepas Hubung Singkat
5. HASIL PERCOBAAN Tabel 1. Dioda silikon
Vs (V)
R
(Ω) Kondisi Dioda
Id (mA) Vd (volt) Vo (volt) Kurva Ukur Kurva Ukur Hitun
g Ukur 1,5 470 Terpasang 1,9 1,6 0,6 0,64 0,8 0,85 Lepas 0 0 1,5 1,46 0 0 Hubung Singkat 3,19 2,8 0 0 1,5 1,4 3 2000 Terpasang 1,2 1,2 0,6 0,62 2,3 2,35 Lepas 0 0 3 2,95 0 0 Hubung Singkat 1,5 1,5 0 0 3 3
Tabel 2. Dioda Germanium
Vs (V)
R
(Ω) Kondisi Dioda
Id (mA) Vd (volt) Vo (volt) Kurva Ukur Kurva Ukur Hitun
g Ukur 1,5 1000 Terpasang 1,25 1 0,25 0,3 1,2 1,2 Lepas 0 0 1,5 1,48 0 0 Hubung Singkat 1,5 1,2 0 0 1,5 1,5 3 2000 Terpasang 1,3 1,1 0,3 0,32 2,7 2,65 Lepas 0 0 3 2,95 0 0 Hubung Singkat 1,5 1,3 0 0 3 3
6. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
1. Bandingkan nilai Id, Vd, Vo dari hasil pengukuran dan perhitungan pada dioda silikon dan dioda germanium.
Setelah melakukan percobaan, maka didapatlah hasil pengukuran Id, Vd, dan Vo, baik dari dioda silikon maupun dioda germanium seperti yang ditunjukkan
Tabel 1 dan Tabel 2 di atas. Secara umum, hasil pengukuran dan pengukuran mempunyai nilai yang tak berbeda jauh. Misalnya saat percobaan dilakukan pada dioda silikon, saat Vs = 1,5 , R = 470 kΩ, dan kondisi diodanya terpasang, nilai Id jika dilihat dari kurva adalah 1,9 mA, dan apabila dilihat secara pengukuran adalah 1,6 mA. Untuk nilai Vd, di kurva tertera 0,6 V dan secara pengukuran sebesar 0,64 V. Serta nilai Vo, secara perhitungan sebesar 0,8 V dan secara pengukuran sebesar 0,85 V. Terlihat pada pengukuran ini perbedaan terpaut lumayan besar, hal ini karena multimeter yang kelompok praktikan gunakan kurang presisi.
Pada saat percobaan dilakukan untuk dioda germanium, multimeter diganti dengan multimeter yang lain, sehingga didapat hasil yang lebih presisi. Misalnya saat Vs = 1,5 V , R = 1 kΩ, dan kondisi dioda terpasang, nilai Id jika dilihat dari kurva adalah 1,25 mA, dan apabila dilihat secara pengukuran adalah 1 mA. Untuk nilai Vd, di kurva tertera 0,25 V dan secara pengukuran sebesar 0,3. Serta nilai Vo, secara perhitungan sebesar 1,2 V dan secara pengukuran sebesar 1,2 V.
2. Buatlah prosentase perbedaan hasil pengukuran dan perhitungan nilai Id, Vd, Vo lalu jelaskan kenapa terjadi perbedaan.
Untuk mengetahui berapa prosentase perbedaannya, praktikan menggunakan rumus: Prosentase=∑ Hitung -∑ Ukurx 100%
a
Jumlah arus pada diode (Id)Prosentase Id=(13,34-11,7)x 100%=1,64 %
b
Jumlah tegangan pada diode (Vd)Prosentase Vd=(10,75-10,72)x 100%=0,03 %
c
Jumlah tegangan pada resistor (Vo)Perbedaan seperti di atas sering terjadi pada pengukuran dioda, karena secara teori dioda silikon mempunyai VD sebesar 0,7 V dan dioda germanium
mempunyai VD sebesar 0,3 V. Namun, secara pengukuran terkadang dioda tidaklah mempunyai VD sebesar itu, terkadang untuk dioda silikon mempunyai nilai kurang dari 0,7 V atau lebih sedikit. Secara umum, rentang nilai VD untuk dioda silikon adalah 0,5 V – 0,7 V. Begitupun untuk dioda germanium, yang mempunyai rentang nilai dari 0,2 V – 0,3 V. Selain itu, Rd dalam alat ukur itu sendiri juga menjadi salah satu penyebab adanya perbedaan seperti di atas.
7. KESIMPULAN
- Secara teori, nilai tegangan untuk dioda silikon (VD) adalah 0,7 V dan untuk dioda germanium adalah 0,3 V.
- Secara umum, rentang tegangan untuk dioda silikon (VD) adalah 0,5V – 0,7V dan untuk dioda germanium adalah 0,2 V – 0,3 V.
- Perbedaan perhitungan dan pengukuran dalam praktikum dioda terjadi karena faktor di atas. Yaitu adanya perbedaan untuk rentang nilai tegangan dioda (VD) pada masing-masing dioda.
8. TUGAS
1. Selain pada dioda, dimana lagi kita dapat menggunakan garis beban? Jelaskan jawaban saudara!
2. Apa sebenarnya fungsi dari garis beban? Jawab:
1. Selain pada dioda, garis beban juga terdapat pada komponen aktif lainnya, yaitu transistor.Karena transistor dan dioda keduanya terdiri dari bahan semi
konduktor. Dengan kata lain bila hambatan pada Basis bervariasi mulai dari nol sampai tak terhingga maka akan menyebabkan arus Basis (IB) menjadi berubah sehingga arus Kolector (IC) dan VCE pun akan bervariasi pada daerah masing-masing.
2. Garis beban berfungsi untuk mengetahui nilai sebenarnya dari suatu arus dan tegangan dioda pada suatu rangkaian dengan mudah. Dengan adanya garis beban dioda yang memotong sumbu VD, ID dan kurva karakteristik, maka ada pula titik potong yang memotong kurva karakteristik dengan garis beban itu sendiri yang dinamakan dengan Q point, atau titik operasi. Dengan kata lain, garis beban dioda juga berfungi untuk menentukan nilai dari Q poin atau titik kerja dari dioda itu sendiri.
DAFTAR PUSTAKA
Susanti, Anna. 2006. Laboratorium Elektronika Semester III. Jakarta: Poltikenik Negeri Jakarta.
