imaatulzuhdah.files.wordpress.com file · web viewzudah sima’atul kubro. g74120023. departemen...
TRANSCRIPT
LAPORAN EKSPERIMEN FISIKA 2
Zudah Sima’atul Kubro
G74120023
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
KARAKTER I-V DIODA
Rekan Kerja :1. Aah Nuraisah2. Mutiara Khairunnisa3. Dedeh Nurhayati
Asisten :Dadi Irawan (G74110020)
Judul
Karakteristik I-V Dioda
Tujuan
Mempelajari karakteristik I – V dioda dan penentuan lebar celah energi pita
semikonduktor.
Peralatan dan Bahan
1. Sourcemeter (Keithley) untuk mengukur I-V secara otomatis
(terkomputerisasi)
2. diode p-n
3. resistor 220
4. Ammeter (μA & mA range)
5. Voltmeter (0-30V)
6. Power Supply (0-30V)
7. LED.
Dasar Teori
Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan
semikonduktor. Dioda ditemukan oleh J.A Fleming ( 1849-1905) pada tahun
1904. Dioda berfungsi untuk mengalirkan arus dalam satu arah,pada umumnya dioda
digunakan sebagai penyearah pada rangkaian power supply. Dioda terdiri dari
sambungan semikonduktor yang bersifat positif dan negatif (biasa disebut junction
PN). Pada junction PN terdapat daerah deplesi yang memiliki energi sebesar 0,7 volt
untuk dioda berbahan silikon dan 0,3 volt untuk dioda berbahan germanium). Daerah
deplesi (depletion layer) merupakan daerah dengan kesetimbangan hole dan elektron
(Budi 2012).
Arus listrik pada dioda hanya mengalir jika dioda diberi tegangan positif pada
lapisan positifnya dan diberi tegangan negatif pada lapisan negatifnya (biasa disebut
forward bias).
Lapisan positif dioda diberi tegangan positif dan lapisan negatifnya diberi tegangan
negatif. Pada kondisi forward bias, depletion layer semakin menyempit sehingga arus
dapat mengalir pada dioda. Pada kondisi ini dioda berfungsi sebagai penghantar
(Budi 2012).
Reverse bias pada dioda merupakan suatu kondisi dimana lapisan negatif
dioda diberi tegangan positif dan lapisan positifnya diberi tegangan negatif.
Pada kondisi ini, depletion layer melebar sehingga arus listrik tidak dapat melewati
dioda. Jika bias mundur diperbesar cukup jauh, kenaikan mendadak arus mundur
dapat diamati. Perilaku ini adalah akibat efek Zener atau efek avalans. Pada
kedadalan zener, medan listrik pada sambungan menjadi cukup tinggi untuk menarik
elektron-elektron langsung dari ikatan kovalennya. Pasangan elektron-lubang yang
terjadi kemudian menambahkan kenaikan arus mundur secara tajam. Efek avalans
terjadi pada tegangan lebih tinggi daripada tegangan kedadalan zener. Pada tegangan-
tegangan tinggi ini, pembawa muatan memperoleh cukup energi diantara tabrakan
untuk menyodok elektron-elektron dari ikatan kovalennya; ini juga dapat mencapai
energi pengionan dalam suatu proses kumulatif (Nishino 2000).
Data
LED Biru
Tegangan Sumber (Volt)
Tegangan (Volt) Arus (mA)
0 0 00.8 0.6 00.7 0.7 00.8 0.8 00.9 0.9 01 1 0
1.1 1.1 01.2 1.2 01.3 1.3 01.4 1.4 01.5 1.5 01.6 1.6 01.7 1.7 01.8 1.8 02.1 2 02.2 2.1 02.3 2.2 02.4 2.3 0.012.5 2.4 0.032.6 2.5 1.32.7 2.5 1.52.7 2.5 2.32.7 2.5 2.42.7 2.5 2.52.8 2.6 3.62.9 2.6 6.13 2.6 6.2
3.1 2.6 6.53 2.6 7.5
3.1 2.6 9.43.1 2.6 11.33.1 2.6 12.2
3.1 2.6 12.63.2 2.7 13.33.3 2.7 13.63.4 2.7 13.73.4 2.7 13.83.4 2.7 14.13.4 2.7 14.53.4 2.7 153.5 2.7 16.13.5 2.7 17.13.5 2.7 183.5 2.7 18.63.6 2.7 18.93.6 2.7 21.13.6 2.7 21.23.6 2.7 21.33.7 2.7 22.63.7 2.7 22.73.7 2.7 24.53.8 2.7 24.63.8 2.7 25.53.8 2.7 26.63.8 2.7 26.7
LED Putih
Tegangan Sumber (Volt)
Tegangan (Volt) Arus (mA)
0.4 0.4 00.6 0.6 00.7 0.7 00.8 0.8 00.9 0.9 01 1 0
1.1 1.1 01.3 1.2 01.4 1.3 01.5 1.4 01.6 1.5 01.7 1.6 01.8 1.7 01.9 1.8 01.9 1.9 02.1 2 02.1 2.1 02.1 2.2 02.3 2.3 02.5 2.4 0.012.6 2.5 0.052.7 2.5 0.062.7 2.5 0.072.7 2.5 0.152.8 2.5 0.352.8 2.5 0.952.8 2.5 1.043.1 2.6 1.113.1 2.6 1.153.1 2.6 1.233.1 2.6 1.243.1 2.6 1.323.2 2.6 1.353.2 2.6 1.43.2 2.6 1.423.2 2.6 1.44
3.2 2.6 1.753.4 2.7 1.793.4 2.7 1.913.5 2.7 1.923.6 2.7 1.943.6 2.7 2.133.7 2.7 2.163.7 2.7 2.453.8 2.7 2.53.9 2.7 2.554 2.7 2.75
LED Kuning
Tegangan Sumber (Volt)
Tegangan (Volt) Arus (mA)
0.3 0.3 00.5 0.5 00.7 0.7 00.8 0.8 01 0.9 01 1 0
1.2 1.1 01.4 1.3 01.4 1.4 0.011.4 1.4 0.021.5 1.4 0.051.6 1.5 0.121.6 1.5 0.131.6 1.5 0.261.6 1.5 0.361.7 1.6 0.371.8 1.6 0.431.9 1.6 0.451.9 1.6 0.52 1.6 0.55
2.1 1.6 0.582.1 1.6 0.682.1 1.6 0.722.1 1.6 0.92
2.1 1.6 0.952.1 1.6 0.972.1 1.6 1.152.1 1.6 1.242.1 1.6 1.272.1 1.6 1.312.2 1.6 1.322.2 1.6 1.362.2 1.6 1.372.2 1.6 1.382.2 1.6 1.392.2 1.6 1.432.2 1.6 1.452.3 1.7 1.742.4 1.7 1.782.5 1.7 1.852.6 1.7 1.882.7 1.7 1.892.8 1.7 2.012.9 1.7 2.063 1.7 2.223 1.7 2.243 1.7 2.353 1.7 2.37
3.1 1.7 2.43.1 1.7 2.423.1 1.7 2.433.1 1.7 2.643.1 1.7 2.693.2 1.7 2.713.2 1.7 2.893.2 1.7 3.213.2 1.7 3.73.2 1.7 3.723.2 1.7 3.93.3 1.7 3.913.3 1.7 3.933.3 1.7 4.023.3 1.7 4.03
3.3 1.7 4.043.3 1.7 4.153.4 1.8 4.223.5 1.8 4.53.6 1.8 4.553.7 1.8 5.253.7 1.8 5.283.8 1.8 5.473.8 1.8 5.53.9 1.8 5.853.9 1.8 6.54 1.8 6.57
LED Merah
Tegangan Sumber (Volt)
Tegangan (Volt) Arus (mA)
0.1 0.1 00.3 0.3 00.4 0.4 00.6 0.5 00.6 0.6 00.7 0.7 00.8 0.8 00.9 0.9 01.1 1 01.2 1.2 01.3 1.3 01.4 1.4 01.5 1.5 01.7 1.6 0.11.8 1.6 0.231.9 1.7 0.421.9 1.7 0.562 1.7 0.93
2.1 1.7 1.032.1 1.7 1.052.1 1.7 1.25
2.1 1.7 1.552.1 1.7 1.652.1 1.7 1.72.2 1.7 1.732.4 1.7 2.222.5 1.7 2.232.6 1.7 2.242.7 1.8 2.362.8 1.8 2.452.9 1.8 2.53 1.8 2.55
3.1 1.8 2.583.2 1.8 2.633.2 1.8 2.843.3 1.8 2.853.4 1.8 2.953.4 1.8 3.253.5 1.8 3.313.6 1.8 3.613.7 1.8 3.653.7 1.8 3.723.7 1.8 3.733.7 1.8 3.763.7 1.8 3.863.8 1.8 3.93.8 1.8 3.933.8 1.8 3.943.8 1.8 4.023.9 1.8 4.054 1.8 4.1
Dioda (Bias Maju)
Tegangan Sumber (Volt)
Tegangan (Volt) Arus (mA)
1.1 0.5 1.051.2 0.5 1.061.3 0.5 1.071.4 0.5 2.121.5 0.5 2.45
1.6 0.5 2.631.8 0.5 3.271.9 0.6 3.522 0.6 3.71
2.1 0.6 3.762.1 0.6 4.162.4 0.6 4.252.6 0.6 4.562.8 0.6 4.732.8 0.6 5.462.9 0.6 5.763.1 0.6 6.063.2 0.6 6.253.2 0.6 6.953.2 0.6 7.153.2 0.6 7.163.2 0.6 7.253.3 0.6 7.293.4 0.6 7.423.5 0.6 7.513.5 0.6 7.563.5 0.6 7.623.5 0.6 8.053.5 0.6 8.353.6 0.6 8.993.7 0.6 8.713.8 0.6 9.133.9 0.6 9.284 0.6 9.394 0.6 9.5
4.1 0.6 9.64.1 0.6 9.984.2 0.6 10.3
Dioda (Bias Mundur)
TeganganSumber (Volt)
Tegangan (Volt) Arus (mA)
0.3 0 00.4 0.3 00.4 0.4 00.5 0.5 00.6 0.6 00.7 0.7 00.8 0.8 0
0.9 0.9 01 1 0
1.1 1.1 01.2 1.2 01.4 1.3 01.6 1.4 01.7 1.6 01.8 1.7 01.8 1.8 02 1.9 0
2.1 2 02.2 2.1 02.3 2.2 02.4 2.3 02.5 2.4 02.6 2.5 02.7 2.6 03 2.8 0
3.1 2.9 03.1 3 03.2 3.1 03.3 3.2 03.3 3.3 03.6 3.5 03.8 3.6 03.8 3.7 03.9 3.8 04 3.9 0
4.2 4 04.3 4.1 04.4 4.2 0
Pengolahan Data
Resistansi : 380 ohm
Pembahasan
Pada kurva arus vs tegangan (I-V) untuk diode ideal jika diterapkan bias
mundur yang besar, arus akan tiba-tiba meningkat, sehingga dioda dapat rusak. Ini
terjadi karena di dalam medan listrik sangat besar, elektron-elektron dibebaskan
dari ikatan atomiknya dan dipercepat melintasi persambungan. Ketika tegangan
yang diterapkan sama dengan nol, terdapat arus elektron-elektron kesetimbangan
kecil melewati persambungan yang dikompensasi oleh arus hole yag sama dalam
arah berlawanan. Karena itu arus total sama dengan nol (Sze).
Dari percobaan yang dilakukan, grafik yang dihasilkan berdasarkan data
yang diperoleh, mempunyai bentuk kurva yang hampir sama dengan kurva dioda
ideal yang seharusnya. Hanya saja ada beberapa data dari percobaan tidak sesuai.
Ada di saat arus tertentu, tegangan yang dihasilkan hampir konstan, padahal
harusnya naik terus. Dan ada juga beberapa data yang kurvanya turun sedikit,
kemudian naik.
Pada fenomena transpor arus atau muatan, ada dua mekanisme aliran
muatan, yaitu drift (aliran akibat adanya medan listrik) dan difusion (aliran akibat
perbedaan konsentrasi). Rata-rata kecepatan drift pembawa muatan akibat medan
listrik dinyatakan dengan suatu parameter disebut mobilitas. Gerakan elektron dan
lubang dalam semikonduktor dipengaruhi oleh adanya tumbukan dengan atom-
atom penyusun semikonduktor dan dengan atom-atom pengotor (impuritas) yang
terionisasi. Difusi merupakan proses aliran partikel dari daerah dengan
konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah. Jika partikel tersebut
bermuatan, seperti lubang dan elektron, maka difusi partikel akan memberikan
arus difusi. Rapat arus difusi ditentukan oleh besarnya gradien konsentrasi
pembawa muatan, dinyatakan dengan suatu parameter disebut koefisien difusi
(Karl 2003).
Dalam kehidupn sehari-hari dioda banyak digunakan dalam rangkaian-
angkaia sederhana & biasanya berfungsi sebagai perata atau sebagai pembatas
arus listrik. Selain itu biasanya dipergunakan sebagai perata dalam rangkaian
power supply dan juga dipergunakan sebagai stabilizer dalam rangkaian catu
daya. Teknologi terbaru, Dioda digunakan Sebagai Sensor Suhu Untuk
Menentukan Kalor Pembakaran Bahan Bakar (Ginting dkk 2011).
Simpulan
Berdasarkan percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa dioda
mempunyai karakterik bahwa ada kondisi tertentu semakin tinggi arus yang
diberikan tegangan yang dihasilkan tetap konstan untuk beberapa waktu,
kemudian akan naik. Selain itu dalam percobaan ini dioda penyearah berfungsi
sebagai stabilitas tegangan yang bekerja pada keadaan panjar maju.
Daftar Pustaka
Pribadi BS. 2012. Dioda [Internet] [Di akses pada 28 Maret 2015]. Tersedia pada :
http://www.jurnalpribados.com/2012/03/dioda-merupakan-salah-satu-
elektronika.html
Nishino O. 2000. Pengukuran Alat-Alat Untuk Listrik. Jakarta : PT PRADNYA
PARAMITA
Sze, Semiconductor Devices and Physics. John Wiley
Karl N. 2003. Charge carrier transport in organic semiconductors . Journal
Syntetic Metals : 133-134
Ginting IB, Sumarna, Purwanto A. 2011. Dioda Sebagai Sensor Suhu Untuk
Menentukan Kalor Pembakaran Bahan Bakar (Bensin, Minyak Tanah, dan
Solar). Jurnal Fisika : 1-8