Laporan Kerja Elektronika Dasar (Dioda)

LAPORAN KERJA ELEKTRONIKA DASAR SEMICONDUCTOR I

DisusunOleh : NAMA

NIM

1. RizkaCindyantika Tiara AyuPratiwi

0220120070

2. WillyartoKuswanto

0220120074

3. Yoga Damara

0220120075

PRODI : MEKATRONIKA

POLITEKNIK MANUFAKTUR ASTRA Jl.Gaya Motor Raya 8 Sunter II, Jakarta Utara 14330 Telp. (021) 6519555, Fax. (021) 6519821 http://www.polman.astra.ac.id 2012

KATA PENGANTAR Puji Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Laporan Kerja Elektronika Dasar Semiconductor I ini dapat terselesaikan dengan baik. Laporan ini diawali dengan pendahuluan yang membahas landasan teori dan alat-alat yang digunakan.Kemudian dilanjutkan dengan isi laporan berupa hasil percobaan yang membahas hasil percobaan yang telah kami lakukan.Dan diakhiri dengan kesimpulan dari hasil percobaan yang kami lakukan. Laporan

ini disusun guna membantu meningkatan pengetahuan maupun skill

dalamElektronika Dasar baik di dunia pendidikan maupun nonpendidikan. Bersama ini penulis sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu sehingga laporan ini dapat terselesaikan. Meskipun penulis telah berupaya semaksimal mungkin untuk penyempurnaan laporan ini, namun tentu masih terdapat kesalahan atau kekurangan dalam laporan ini.Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun guna penyempurnaan laporan ini. Semoga laporan ini bermanfaat untuk lebih mengenal perkembangan Elektronika Dasar, khususnya untuk pengenalan tentang Semiconductor.

Jakarta, 08 Oktober 2012

Penulis

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman2

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ...............................................................................................................2 Daftar Isi ................................................................................................................................... 3 BAB I PENDAHULUAN A. Landasan Teori 1. Materi Semikonduktor a. Semikonduktor tipe-N .............................................................................. 5 b. Semikonduktor tipe-P .............................................................................. 5 2. Dioda a. Barrier layer ............................................................................................. 6 b. Direct Polarization ................................................................................... 7 c. Inverse Polarization ................................................................................. 7 3. The Diode as A Rectifier Element a. Half Wave Rectifier ................................................................................. 8 b. Full Wave Rectifier Through Diode Bridge ............................................ 9 c. Filter With Capacitor ............................................................................... 10 4. The Zener Diode ............................................................................................ 10 B. Peralatan dan Komponen yang Digunakan ......................................................... 11 BAB II HASIL PERCOBAAN A. Dioda 1. Study of The Diode a. Percobaan 1 .............................................................................................. 14 b. Percobaan 2 .............................................................................................. 16 B. The Diode as A Rectifier Element 1. Half Wave Rectifier a. Percobaan 1 ............................................................................................... 19 b. Percobaan 2 .............................................................................................. 21

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman3

c. Percobaan 3 .............................................................................................. 23 d. Percobaan 4 .............................................................................................. 25 2. Bridge Rectifier .............................................................................................. 27 3. Fault Study in Bridge Rectifier ...................................................................... 29 C. The Zener Diode 1. Voltage Regulator With A Zener Diode a. Percobaan 1 .............................................................................................. 31 b. Percobaan 2 .............................................................................................. 33 c. Percobaan 3 ............................................................................................... 35

BAB III KESIMPULAN ............................................................................................ 37

BAB I Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman4

PENDAHULUAN

A. LANDASAN TEORI 1. Bahan Semikonduktur Semikonduktor merupakan bahan yang tidak bias digolongkan kedalam bahan isolator juga tidak dapat digolongkan kedalam bahan konduktor. Contoh bahan semikonduktor adalah atom silicon dan germanium. Atom silicon dan germanium murni memiliki empat electron valensi. Pada suhu nol mutlak, electron valens itidak memperoleh energy untuk melepaskan diri menjadi electron bebas. Semakin naik suhu atom, semakin banyak energy yang diperoleh atom untukmelepaskan electron valensi menjadi electron bebas. Tetapi pada suhu ruangan sekalipun atom silicon hanya mempunyai sedikit electron bebas, keadaan ini membuat silicon bukan isolator yang baik dan bukan konduktor yang baik. Dengan alasan itu, silicon dan germanium disebut semikonduktor.

a. Semikonduktor Tipe-N Suatu cara untuk menambah jumlah electron bebas adalah dengan membuat kalabihan pasangan electron valensi dalam ikatan kovalen atom-atomnya. Suatu atom donor dengan lima electron valensi ditambahkan (dropping) untuk membuat ikatan kovalen kelebihan satu electron. Hal ini membuat bahan semikonduktor mempunyai banyak electron bebas pada suhu ruangan.Bahan semikonduktor seperti ini disebut dengan semikonduktor tipe-N (tipe negative).

b. Semikonduktor Tipe-P Hole adalah suatu kekosongan electron pada suatu lintasan atom. Hole terjadi apabila sebuah electron meninggalkan lintasannya menjadi electron bebas. Silicon murni pada suhu ruangan juga tidak menghasilkan banyak hole. Cara untuk menambah jumlah hole adalah dengan membuat kekurangan pasangan electron valensi dalam ikatan kovalennya.suatu atom donor dengan tiga electron

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman5

valensi ditambahkan untuk membuat ikatan kovalen kekurangan satu electron. Hal ini membuat bahan semikonduktor memiliki banyak hole.Semikonduktor ini disebut dengan semikonduktor tipe-P (tipe positif).

2. Dioda

Dioda dikemas didalam sebuah kapsul kecil yang terbuat dari kaca atau plastik. Kemasan ini memiliki dua kawat terminal. Yang satu disebut anoda, sedangkan yang lainnya disebut katoda. Biasanya terdapat sebuah cincin di badan dioda yang mengindikasikan terminal mana yang merupakan katoda.

Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium(Ge) dan Silikon/silsium(Si). Dioda umumnya terbuat dari bahan silikon. Silikon adalah bahan yang tidak bersifat sebagai penghantar atau konduktor, namun tidak pula sebagai penyekat atau isolator. Silikon adalah bahan semikonduktor. Hal ini berarti bahwa sifat-sifat silikon berbeda dengan bahan-bahan konduktor biasa, seperti tembaga atau besi. Sejumlah kecil zat dicampurkan ke dalam silikon untuk memberikan sifat-sifat khusus dioda ke bahan ini.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman6

Dioda merupakan piranti non-linier karena grafik arus terhadap tegangan bukanberupa garis lurus, hal ini karena

adanya

potensial

penghalang

(Potential

Barrier ). Ketika tegangan dioda lebih kecil dari tegangan penghambat tersebut maka arus dioda akan kecil, ketika tegangan dioda melebihi potensial penghalang arus dioda akan naik secaracepat. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N. Gambar di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer ), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. a. Dioda Bias Maju Bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka electron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole disisi P. Tentu kalau electron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminology arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N. Ketika dioda disambungkan sebagaimana pada Gambar A, dimana kaki anodanya disambungkan ke kutub positif dan katodanya disambungkan ke kutub negatif baterai, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias maju atau forward biased. Sebuah dioda hanya akan menghantarkan arus listrik (menyalakan lampu) apabila diberi bias maju. b. Dioda Bias Mundur

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman7

Polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P. Sehingga tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Ketika sebuah dioda disambungkan dengan polaritas yang terbalik seperti pada Gambar B, dimana kaki katodanya disambungkan

ke

kutub

positif

dan

kaki

anodanya

disambungkan ke kutub negatif, kita mengatakan bahwa dioda diberikan bias mundur atau reverse biased. Sebuah dioda tidak akan menghantarkan arus listrik (tidak menyalakan lampu) apabila diberi bias mundur.

3. The Diode as A Rectifier Element

a. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Rangkaian penyearah setengah gelombang (half wave rectifier). Pada setengah siklus tegangan sekunder yang positif, dioda mengalami forward biased untuk setiap tegangan yang lebih dari 0.7 volt (tegangan offset). Ini menghasilkan tegangan lintas tahanan beban (RL) yang mendekati bentuk setengah gelombang sinus. Pada setengah siklus negatif, dioda mengalami reverse biased, yang menyebabkan arus beban menjadi nol dan tegangan beban jatuh menjadi nol.

Jika digunakan pendekatan dioda ideal, puncak tegangan yang disearahkan sama dengan puncak tegangan sekunder. Sedangkan, jika digunakan pendekatan dioda offset, puncak tegangan yang disearahkan memiliki tegangan puncak keluaran yang lebih rendah dari tegangan puncak masukan.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman8

b. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Dioda Jembatan atau dioda Bridge Pada saat ini, penyearah gelombang penuh dengan Center

Tap

Trafo,

tidak

umum

digunakan.Penyerah gelombang penuh yang paling terkenal ialah penyearah jembatan (bridge rectifier). Dioda bridge adalah dioda silicon yang dirangkai menjadi suatu bridge dan dikemas menjadi satu kesatuan komponen. Di pasaran terjual berbagai bentuk dioda bridge dengan berbagai macam kapasitasnya. Ukuran dioda bridge yang utama adalah voltage dan ampere maksimumnya. Dioda bridge digunakan sebagai penyearah pada power supply. Selama setengah siklus tegangan sekunder yang positif, dioda kanan atas dan dioda kiri bawah diforward

biased,

mempunyai

sehingga

polaritas

yang

tegangan

beban

searah.

Selama

setengah siklus negatif, dioda kiri atas dan dioda kanan bawah yang forward biased, sehingga tahanan beban juga memiliki polaritas yang sama dengan sebelumnya. Secara bentuk, tegangan masukan dan keluaran penyearah gelombang penuh dengan menggunakan bridge dioda sama denganmenggunakan center tap trafo.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman9

c. Rangkaian Penyearah dengan Filter Kapasitor

Keluaran

penyearah

rata-rata

adalah

tegangan

DC

memiliki

denyut

yang

(ripple).Untuk mengubah denyut ini ke tegangan DC yang tetap, dibutuhkan sebuah penapis (filter). Selama seperempat siklus pertama dari tegangan sumber, dioda di-forwardbiased. Pada saat itu, dioda menghubungkan sumber langsung melintas kapasitor, sehingga kapasitor diisi sampai tengangan puncak. Namun, setelah melewati puncak positif, dioda berhenti konduksi. Pada keadaan ini, kapasitor membuang muatannya melalui resistansi beban.Dengan rancangan yang baik, tetapan waktu pembuangan (tRC) dapat dibuat jauh lebih besar daripada perioda T sinyal masuk. Oleh karena itu, kapasitor hanya kehilangan sebagian besar kecil muatannya. Kemudian, pada saat tegangan sumber mencapai puncaknya kembali, dioda menghantar sebentar dan mengisi kapasitor kembali sampai tegangan puncaknya.

4. Dioda Zener Dioda Zener mirip dengan dioda p-n junction biasa

hanya

saja

komposisi

dopingnya

diperbanyak, sehingga tegangan breakdownnya menjadi lebih rendah. Dioda zener dapat dibedakan dari dioda biasa dengan kode mereka dan tegangan tembus yang tercetak pada dioda. Kode dioda zener dimulai dengan BZX ... atau BZY ... Tegangan tembus (tegangan breakdown) mereka dicetak dengan V sebagai pengganti titik decimal, sehingga 2V7 berarti 2.7V.

Diode Zener merupakan dioda yang secara khusus didisain untuk bekerja pada kondisi breakdown pada tegangan bias mundur yang relatif rendah yaitu kondisi breakdown yang disebabkan oleh efek zener.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman10

Dalam aplikasinya, diode Zener banyak digunakan sebagai regulator tegangan, yaitu untuk mengkondisikan tegangan konstan sesuai yang dikehendaki.Rrangkaian dioda zener ini dirancang untuk mempertahankan nilai tegangan tetap pada terminalnya. Yaitu dengan cara memanfaatkan sifat tegangan breakdown pada bias mundur yang dimiliki dioda, dengan adanya karakteristik ini dioda akan mengalirkan arus jika sudah mencapai tegangan breakdown tertentu. Jadi pemasangan dioda ini sengaja pada posisi bias mundur.

B. PERALATAN DAN KOMPONEN YANG DIGUNAKAN 1.

Kabel Jumper

2. Multimeter

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman11

3. Power Supply

4. Function Generator

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman12

5. Oscilloscope

6. Papan Edibon C, B, E, M3 Semiconductor I

7. Buku Panduan / Modul Semiconductor I Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman13

BAB II HASIL PERCOBAAN A. DIODA 1. Study of Diode Tujuan : a. Mengukur Tegangan (V) dan Arus (I) mengunakan Source dan Circuit 1 pada papan Edibon C. B. E. M3 Semiconductors I di posisi Normal. b. Membuktikan polaritas dioda dan mengecek apakah dioda yang terdapat dalam papan rangkaian Edibon berfungsi dengan baik atau tidak. c. Mempelajari dioda. Komponen yang digunakan : a. Papan Edibon C. B. E. M3 Semiconductor I (Source dan Circuit 1) b. Power Supply c. Jumper d. Multimeter

a) Percobaan I

Gambar 1. Rangkaian Direct Polarization

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman14

Langkah Kerja : 1. Memasukkan tegangan dari power supply ke f1 dan f5 (pada SOURCE) 2. Pasang Amperemeter pada f1 (+) dan 1.1 (-) pada CIRCUIT 1. 3. Hubungkan f5 dengan 1.3 (pada CIRCUIT 1) dengan jumper. 4. Pasang voltmeter pada 1.2 (+) dan 1.3 (-)

Voltage (V) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85

Current (mA) 0 0 0.0008 0.003 0.008 0.01 0.035 0.039 0.3 0.32 0.77 1.025

Voltage (V)

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman15

Pembahasan : Bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka electron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole disisi P. Tentu kalau electron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminology arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Menjawab pertanyaan : C.1.1.

What is the current value when the voltage in the diode is 0,8v? 0,77 mA

Kesimpulan : Apabila diode mendapat bias maju (forward bias, V > 0) maka arus akan mengalir pada tegangan kerja diode (silicon 0,7 , germanium 0,3)

b) Percobaan II

Gambar 2. Rangkaian Direct Polarization

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman16

Langkah Kerja : 1. Memasukkan tegangan dari power supply ke F3 dan ca2 (pada SOURCE) 2. Pasang Amperemeter pada 1.2 (+) dan ca2 (-) pada CIRCUIT 1. 3. Hubungkan f3dengan 1.4 (pada CIRCUIT 1) dengan jumper. 4. Pasang voltmeter pada 1.2 (+) dan 1.3 (-)

Voltage (V) -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12

Current (mA) -0.005 -0.015 -0.025 -0.035 -0.045 -0.05 -0.062 -0.075 -0.087 -0.1 -0.102 -0.112

Voltage (V)

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman17

Pembahasan : Polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P. Sehingga tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Menjawab Pertanyaan : C.1.2. Which is the current value in the diode when the voltage is -8v? -0,075 mA C.1.3. Which is the value of the diode resistor in direct polarization? ∞ C.1.4. And in inverse polarization 100 MΩ C.1.5 If we apply a voltage of 1’5 V in the circuit of figure 2.6.6, which is the value of the circuit current? (Check this data in practice board)

I≈

Kesimpulan : Apabila diode mendapat bias mundur (reverse bias, V < 0) maka arus akan mengalir negative yang kecil sampai pada break down voltage.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman18

B. The Diode as A Rectifier Element 1. Half Wave Rectifier Komponen yang digunakan : 1. Multi meter 2. Papan Edibon C. B. E. M3 Semiconductor I (Source dan Circuit 2) 3. Osiloscop 4. Function generator 5. Jumper Tujuan : 1. Mengetahui prinsip kerja dioda 2. Mengetahui jenis penyearah setengah gelombang

a) Percobaan I

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman19

Langkah Kerja 1. Atur function generator 2. Hubungkan konektor 2.2 dan 2.4 dengan jumper 3. Hubungkan dari function generator masuk ke f.5 dan f.7 kemudian dari f.5 ke 2.1 dan dari f.7 ke 2.8 4. Hubungkan kabel dari CH 1 osiloscop ke 2.1 dan 2.8 sebagai input 5. Hubungkan kabel dari CH 2 osiloscop ke 2.6 (+) dan f.7 (-) sebagai hasil 6. Pada project board posisikan saklar pada posisi N

Hasil pengukuran dengan osiloscop

Pembahasan : Pada setengah siklus tegangan sekunder yang positif, dioda mengalami forward biased untuk setiap tegangan yang lebih dari 0.7 volt (tegangan offset). Ini menghasilkan tegangan lintas tahanan beban (RL) yang mendekati bentuk setengah gelombang sinus.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman20

Menjawab Pertanyaan C.2.3. Which is the peak voltage measured in the load? 1V C.2.4 And the average value of that same voltage ? + 0,318 V

Kesimpulan : Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan tegangan AC menjadi tegangan DC. Peyearah setengah gelombang menggunakan satu dioda, menghasilkan setengah gelombang sinus positif.

b) Percobaan II

Langkah Kerja 1. Atur function generator 2. Hubungkan konektor 2.3 dan 2.5 dengan jumper Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman21

3. Hubungkan dari function generator masuk ke f.5 dan f.7 kemudian dari f.5 ke 2.1 dan dari f.7 ke 2.8 4. Hubungkan kabel dari CH 1 osiloscop ke 2.1 dan 2.8 sebagai input 5. Hubungkan kabel dari CH 2 osiloscop ke 2.6 (+) dan f.7 (-) sebagai hasil 6. Pada project board posisikan saklar pada posisi N

Hasil pengukuran dengan osiloscop

Pembahasan : Pada setengah siklus negatif, dioda mengalami reverse biased, yang menyebabkan arus beban menjadi nol dan tegangan beban jatuh menjadi nol.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman22

Menjawab Pertanyaan C.2.5

Which is average voltage value in the load? - 0,318 V

Kesimpulan : Dioda dalam keadaan dibalik atau reverse menghasilkan tegangan negatif, dan menghasilkan setengah gelombang sinus negatif.

c) Percobaan III

Langkah Kerja 1. 2. 3. 4.

Atur function generator Hubungkan konektor 2.2 dan 2.4 dengan jumper Hubungkan konektor 2.5 dan 2.7 dengan jumper Hubungkan dari function generator masuk ke f.5 dan f.7 kemudian dari f.5 ke 2.1 dan dari f.7 ke 2.8 5. Hubungkan kabel dari CH 1 osiloscop ke 2.1 dan 2.8 sebagai input 6. Hubungkan kabel dari CH 2 osiloscop ke 2.6 (+) dan f.7 (-) sebagai hasil 7. Pada project board posisikan saklar pada posisi N

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman23

Hasil pengukuran dengan osiloscop

Pembahasan : Pada setengah siklus tegangan sekunder yang positif, dioda mengalami forward biased untuk setiap tegangan yang lebih dari 0.7 volt (tegangan offset). Ini menghasilkan tegangan lintas tahanan beban (RL) yang mendekati bentuk setengah gelombang sinus. Penambahan kapasitor berfungsi memperhalus gelombang, kapasitor berfungsi menyimpan tegangan sampai batas maksimumnya lalu melepaskan tegangan itu sehingga gelombang sinus yang dihasilkan lebih halus.

Menjawab Pertanyaan C.2.6

Which is the average voltage value in the load? 6,37 x 10-3 V

C.2.7

How is now the intensity in the load compared with case in which there was not capacitor?

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman24

B. Smaller C.2.8

What do you think the anomalous operation is due to? B. The capacitor does not have a good contact

Kesimpulan : Tujuan penggunaan kapasitor untuk memperhalus gelombang sinus, karena kapasitor berfungsi menyimpan tegangan sehingga hasil keluaran DC menjadi lebih halus. d) Percobaan IV

Langkah Kerja 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Atur tegangan Power Supply sebesar 10V. Hubungkan konektor 2.2 dan 2.4 dengan jumper Hubungkan konektor 2.5 dan 2.7 dengan jumper Hubungkan dari Power supply ke f2 (+) dan ca2 sebagai ground (-) Hubungkan f2 dan 2.1, serta ca2 dan 2.8 dengan jumper Hubungkan kabel dari CH 1 osiloscop ke 2.1 dan 2.8 sebagai input Hubungkan kabel dari CH 2 osiloscop ke 2.6 (+) dan f.7 (-) sebagai hasil 8. Pada project board posisikan saklar pada posisi N

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman25

Hasil pengukuran dengan osiloscope

Pembahasan : Sumber tegangan adalah arus DC, sehinnga akan didapat sebuah hasil berupa garis lurus pada oscciloscope. Dioda tidak mengubah tegangan DC, sehingga meneruskan tegangan tersebut ke kapasitor. Tetapi didapat berupa garis patah-patah naik turun, ini dikarenakan adanya kapasitor yang menyimpan dan membuang tegangan. Pada saat kapasitor menyimpan tegangan, garis lurus akan tampak dibawah, sampai kapasitor mencapai puncaknya dan membuang tegangan ke output, akan tampak garis lurus di atas begitu seterusnya. C.28. What do you think the anomalous operation is due to? B. The capacitor does not have a good contact.

Kesimpulan : Dioda meneruskan tegangan DC, kapasitor mempengaruhi keluaran output.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman26

2. Bridge Rectifier Komponen yang digunakan : 1. Multi meter 2. Papan Edibon C. B. E. M3 Semiconductor I (Source dan Circuit 3) 3. Osiloscop 4. Function generator 5. Jumper Tujuan : 1. Mengetahui prinsip kerja dioda 2. Mengetahui jenis penyearah gelombang penuh

a) Percobaan I

Langkah Kerja 1. Atur function generator 2. Hubungkan dari function generator masuk ke f.5 dan f.7 kemudian dari f.5 ke 3.1 dan dari f.7 ke 3.3 3. Hubungkan kabel dari CH 1 osiloscop ke 3.1 dan 3.3 sebagai input 4. Hubungkan kabel dari CH 2 osiloscop ke 3.2 (+) dan 3.5(-) sebagai hasil 5. Pada project board posisikan saklar pada posisi N

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman27

Hasil pengukuran dengan osiloscop

Pembahasan : Selama setengah siklus tegangan sekunder yang positif, dioda kanan atas dan dioda kiri bawah di-forward biased, sehingga tegangan beban mempunyai polaritas yang searah. Selama setengah siklus negatif, dioda kiri atas dan dioda kanan bawah yang forward biased, sehingga tahanan beban juga memiliki polaritas yang sama dengan sebelumnya.

Menjawab Pertanyaan C.2.9

What is the value of this voltage. 1V

C.2.10

Which is the rectified voltage frequency value? 10-4 A

C.2.11

Which is the rectified voltage frequency value?

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman28

B. Half of the input C.2.12

What do you think the anomalous operation is due to ? B. Diode D5 damaged

Kesimpulan : Penyearah gelombang penuh menghasilkan setengah gelombang sinus berturut-turut seperti membentuk gunung.

3. Fault Study in Bridge Rectifier

Langkah Kerja 1. Atur function generator 2. Hubungkan dari function generator masuk ke f.5 dan f.7 kemudian dari f.5 ke 3.1 dan dari f.7 ke 3.3 3. Hubungkan kabel dari CH 1 osiloscop ke 3.1 dan 3.3 sebagai input 4. Hubungkan kabel dari CH 2 osiloscop ke 3.2 (+) dan 3.5(-) sebagai hasil 5. Pada project board posisikan saklar pada posisi F

Hasil pengukuran dengan osiloscop Hasil pengukuran dengan osiloscop

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman29

Hasil pengukuran dengan osiloscop

Pembahasan : Pada posisi F salah satu dioda dari keempat dioda diputus, sehingga tidak dihasilkan gelomang sinus yang berkelanjutan, karena dioda yang teputus tadi. Selama setengah siklus tegangan sekunder yang positif, dioda kanan atas dan dioda kiri bawah di-forward biased, sehingga tegangan beban mempunyai polaritas yang searah. Selama setengah siklus negatif, dioda kiri atas dan dioda kanan bawah yang forward biased, sehingga tahanan beban juga memiliki polaritas yang sama dengan sebelumnya.tetapi karena satu dioda terputus maka satu siklus gelombang hilang sehingga tidak terjadi gelombang sinus yang berturut-turut.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman30

C. THE ZENER DIODE Komponen yang digunakan : 1. Multi meter 2. Papan Edibon C. B. E. M3 Semiconductor I (Source dan Circuit 4) 3. PSU 4. Jumper Tujuan : 1. Mengetahui Karateristik Dioda zener

a) Voltage regulator with a zener diode 1. Percobaan I

Langkah Kerja 1. Atur PSU pada voltase yang kita inginkan 2. Hubungkan PSU ke F1 (+) dan F5 ( - ) 3. Hubungkan konektor F5 dengan 4.1 4. Hubungkan Amper meter kabel (+) dapat F1 dan kabel ( - ) dapat 4.3

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman31

5. Hubungkan Volt Meter kabel (+) dengan 4.4 dan kabel ( - ) dengan 4.5

Voltage (V) 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85

Current (mA) 17 18.5 19.75 21.5 22.5 24 35

Voltage (V)

Pembahasan : Dioda Zener mirip dengan dioda p-n junction biasa hanya saja komposisi dopingnya diperbanyak, sehingga tegangan breakdownnya menjadi lebih rendah. Dioda zener dapat dibedakan dari dioda biasa dengan kode mereka dan tegangan tembus yang tercetak pada diode.

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman32

Menjawab Pertanyaan C3. 1. Which is the current value when the voltage in the diode terminals is 0,8V? 24 mA

2. Percobaan II

Langkah Kerja 6. Atur PSU pada voltase yang kita inginkan 7. Hubungkan PSU ke F3 (+) dan ca2 ( - ) 8. Hubungkan konektor F3 dengan 4.2 9. Hubungkan Amper meter kabel (+) dapat F3 dan kabel ( - ) dapat 4.2 10. Hubungkan Volt Meter kabel (+) dengan 4.4 dan kabel ( - ) dengan 4.5

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman33

Voltage in (V) -1 -2 -3 -4 -4.8 -5 -5.2 -5.4 -6 -7

Current (mA) 2.75 5 7 9 10.5 11 11.25 11.75 13 15

Voltage out (V) -1.2 -1.584 -3.2 -4.2 -5 -5.2 -5.4 -5.5 -6.2 -7.1

Voltage (V)

Menjawab pertanyaan C3.2. What is the supplied current value by the source when the diode voltage is -5V? 11 mA

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman34

3. Percobaan III

Langkah Kerja i. Atur PSU pada voltase yang kita inginkan ii. Hubungkan PSU ke 1.3 (+) dan ca2 ( - ) iii. Hubungkan konektor 1.3 dengan 4.2 iv. Hubungkan 4.5 dengan c1, 4.4 dengan c2 v. Hubungkan Volt Meter kabel (+) dengan c1 dan kabel ( - ) dengan c2

Load (KΩ) 0 2 4 6 8 10

Voltage (V) 0.007 0.025 0.028 2.8 2.8 2.8

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman35

Menjawab Pertanyaan C3. 3. Which is the voltage value in the load when it is 6KΩ? 2.8V C3. 4. What is the current given by the source when the load is 6KΩ? 0.46 mA C3. 5. What is the value of the power dissipated by the zener diode when the load is 6KΩ? 1.288mW C3. 6. What do you think the fault in the circuit is due to? c.The zener diode has 6.2V.

Kesimpulan : Dioda zener mempunyai sifat mengeluarkan tegangan output yang sama dengan input sebesar apapun (tidak melewati batas yang ditentukan oleh dioda tersebut).

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman36

BAB III KESIMPULAN Apabila diode mendapat bias maju (forward bias, V > 0) maka arus akan mengalir pada tegangan kerja diode (silicon 0,7 , germanium 0,3). Apabila diode mendapat bias mundur (reverse bias, V < 0) maka arus akan mengalir negatif yang kecil sampai pada break down voltage. Dioda dapat digunakan untuk menyearahkan tegangan AC menjadi tegangan DC. Peyearah setengah gelombang menggunakan satu dioda, menghasilkan setengah gelombang sinus positif. Dioda dalam keadaan dibalik atau reverse menghasilkan tegangan negatif, dan menghasilkan setengah gelombang sinus negatif. Tujuan penggunaan kapasitor untuk memperhalus gelombang sinus, karena kapasitor berfungsi menyimpan tegangan sehingga hasil keluaran DC menjadi lebih halus. Dioda meneruskan tegangan DC, kapasitor mempengaruhi keluaran output. Penyearah gelombang penuh menghasilkan setengah gelombang sinus berturut-turut seperti membentuk gunung. Dioda zener mempunyai karakteristik yang khusus yaitu mengeluarkan tegangan output yang sama dengan input sebesar apapun (asalkan tidak melewati batas yang ditentukan oleh dioda tersebut).

Elektronika Dasar | Mekatronika

Halaman37