LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASARREMOTE LABORATORY LR03KARAKTERISTIK BEDA POTENSIAL DAN ARUS LISTRIK SEMIKONDUKTOR

NAMA:ALFIANO FUADINPM:1206260961FAKULTAS:TEKNIKPROGRAM STUDI:TEKNIK METALURGI & MATERIALGRUP:B10NO & NAMA PERCOBAAN:LR03 - KARAKTERISTIK BEDA POTENSIAL DAN ARUS LISTRIK SEMIKONDUKTORTANGGAL PERCOBAAAN:30 SEPTEMBER 2013

LABORATORIUM FISIKA DASARUNIT PELAKSANA PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN DASAR (UPP IPD)UNIVERSITAS INDONESIA2013LR03 - KARAKTERISTIK BEDA POTENSIAL DAN ARUS LISTRIK SEMIKONDUKTOR

I. Tujuan PercobaanMempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu semikonduktor

II. Peralatan1. Bahan semikonduktor2. Amperemeter3. Voltmeter4. Variable power supply 5. Camcorder 6. Unit PC 7. DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Teori DasarSemikonduktor adalah atom yang berisi empat elektron valensi. Karena jumlah elektron valensi di dalam semikonduktor adalah ditengah antara satu (konduktor) dan delapan (isolator) maka atom semikonduktor bukan konduktor yang baik dan bukan isolator yang baik. Bahan semikonduktor yang banyak digunakan adalah silikon (Si), germanium (Ge), dan karbon (C). Silikon dan germanium digunakan untuk membuat komponen-komponen zat padat (solid state), sedangkan karbon terutama untuk membuat resistor dan potensiometer.Bila tidak ada gaya luar yang menyebabkan konduksi, cacah elektron dan proton adalah sama. Karena muatan elektron(negatif) dan proton (positif) adalah sama dan berlawanan maka muatan netto pada atom adalah nol. Bila atom kehilangan elektron valensi maka muatan atom menjadi positif, sebaliknya bila menerima elektron, muatan netto menjadi negatif. Semikonduktor terbagi atas dua yaitu semikonduktor intrinsik dan semikonduktor ekstrinsik.Sebuah bahan material bila dilewati oleh arus listrik akan menimbulkan disipasi panas. Besarnya disipasi panas adalah I2R. Panas yang dihasilkan oleh material ini akan mengakibatkan perubahan hambatan material tersebut. Jika pada material semi konduktor, pertambahan kalor / panas akan mengurangi nilai hambatan material tersebut. Peristiwa dispasi panas dan perubahan resistansi bahan semi konduktor ini saling berkaitan.

IV. Prosedur Percobaan1. Memasuki alamat ke http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory kemudian masuk ke jadwal praktikum, mengklik LR03 karakteristik V I Semikonduktor.2. Mengaktifkan Web cam dengan cara mengklik icon video pada halaman web r-Lab.2. Memperhatikan tampilan video dari peralatan yang digunakan.3. Memberikan beda potensial dengan memberi tegangan V1.4. Mengaktifkan power supply / baterai dengan mengklik radio button di sebelahnya.5. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan dengan mengklik ukur.6. Mengulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8.

V. Data Hasil PengamatanV1

V(volt)I(mA)

0.000.00

0.000.00

0.000.00

0.000.00

0.000.00

V2

V(volt)I(mA)

0.937.49

0.937.49

0.937.49

0.937.49

0.937.49

V3

V(volt)I(mA)

1.3611.08

1.3611.08

1.3611.08

1.3611.08

1.3611.08

V4

V(volt)I(mA)

1.8514.99

1.8514.99

1.8514.99

1.8514.99

1.8415.64

V5

V(volt)I(mA)

2.1117.60

2.1017.60

2.1117.92

2.0917.92

2.2819.55

V6

V(volt)I(mA)

2.8725.74

2.8725.42

2.8725.42

2.8625.74

2.8626.39

V7

V(volt)I(mA)

3.2029.33

3.1929.65

3.1829.98

3.1830.30

3.1830.30

V8

V(volt)I(mA)

3.6335.19

3.6235.52

3.6136.17

3.6136.49

3.6037.15

VI. Pengolahan DataRata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang terukur untuk V1, V2, V3 hingga V8.V Rata-rata (volt) I(mA)

V10,0000,000

V20,9307,490

V31,36011,080

V41,84815,120

V52,13818,118

V62,86625,742

V73,18629,912

V83,61436,104

y = bx ay = I, b = 1/R, x = V

Gradien

Kesalahan Relatif (1-TK)

Kesalahan Relatif = 4,5%

Persamaan: y = 9,86x 1,71Grafik:

VII. Analisis1. Analisis PercobaanPada percobaan ini, praktikum dilakukan melalui r-lab. Setelah masuk ke elaboratory, akan muncul halaman praktikumnya. Pada rangkaian terdapat sumber tegangan dengan beda potensial yang dapat diatur dan sebuah semikonduktor yang berperan sebagai resistor. Pertama-tama, praktikan memulainya dengan memberikan tegangan V1 dari sumber tegangan. Setelah itu, praktikan menyalakan power supply atau baterai dengan mengklik radio button di sebelahnya. Setelah dinyalakan, praktikan menekan tombol ukur untuk mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada resistor atau hambatan. Setelah diukur, akan muncul lima buah data pengukuran beda potensial dan arus pada saat beda potensialnya V1. Langkah berikutnya yang harus dilakukan setelahnya adalah mengubah beda potensial V1 menjadi V2, menyalakan power supply, dan mengukur beda potensial dan arusnya kembali. Langkah-langkah ini dilakukan terus dengan mengubah beda potensial menjadi V3, V4, V5, V6, V7, hingga V8. Setelah melakukan pengukuran dengan delapan nilai beda potensial yang berbeda-beda, maka akan didapatkan 40 data beda potensial dan 40 data arus pada hambatan semikonduktor.

2. Analisis HasilData yang didapatkan berupa nilai arus dari 8 tegangan yang berbeda. Dari tiap tegangan didapat 5 data sehingga total data percobaan berjumlah 40 data tegangan dan 40 data arus. Setiap 5 nilai tegangan dan arus yang didapat dari tegangan yang berbeda, dicari nilai rata rata sehingga data yang diolah menyusut menjadi hanya 8 data. Kemudian menentukan nilai hambatan dan disipasi panasdari nilai rerata tersebut. Hasil dari praktikum ini berupa grafik hubungan antara tegangan (V) dan arus (I) serta pengaruhnya dengan hambatan () dan disipasi panas (watt). Diketahui saat nilai V meningkat, nilai I juga bergerak naik, sementara nilai hambatan semakin kecil dan nilai disipasi panas naik jauh lebih cepat lagi.

3. Analisis GrafikPada grafik di atas dan seluruh grafik yang sudah ada, antara beda potensial dengan arus listrik merupakan perbandingan lurus dan berbentuk linear. Hal ini menjelaskan bahwa semakin besar beda potensial yang diberikan maka arus listrik yang diukur juga akan semakin membesar. Grafik tidak benar benar menunjukkan hasil yang linear sehingga praktikan menggunakan metode Least square (kuadrat terkecil) agar dapat menemukan garis tengah grafik. Diketahui kesalahan relatif dari grafik adalah 4,5%.

VIII. KesimpulanDari praktikum karakteristik V-I semikonduktor, maka dapat disimpulkan bahwa:1. Semakin meningkatnya beda potensial V yang dialirkan oleh baterai menuju hambatan semikonduktor, maka arus I yang mengalir sepanjang rangkaian meningkat dan hambatan R semikonduktor terus menurun.2. Kurva hubungan V-I berbentuk linear dengan gradien sebesar 9,86 karena seiring dengan peningkatan beda potensial rata-rata dan arus rata-rata, hambatan tidak konstan, tapi cenderung menurun.3. Berdasarkan kurva grafik hubungan V-I dari rangkaian semikonduktor, hukum Ohm tidak berlaku.

IX. Referensi Giancolli, D.C; Physics for Scientists & Engineers, Fourth Edition, Pretice Hall, NY, 2008. Hallidy, Resnick, Walker; Fundamentals of Physics, 7th Edition, Extended Edition, John Willey & Sons, Inc., NY, 2005. Tipler, P.A, 1998.