LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASARRemote Laboratory

Nama / NPM : Sang Putu Sanat Kumara / 1106139802

Fak / Program Studi : Teknik / Teknik Elektro

Group : A19

Kawan Kerja : 1. Rizka Yuliani 2. Rudi Agus Widono 3. Saleh Ardiansyah 4. Senditia Dilang Ramadhan 5. Srikandi Wahyu Arini 6. Sunaryo 7. Susanto Agus Wijaya

No. / Nama Percobaan : LR03 / Karakteristik V I Semikonduktor

Minggu Percobaan : Minggu ke-4

Tanggal Percobaan : 17 Oktober 2011

Nama Asisten :

LABORATORIUM FISIKA DASARUPP IPD

(UNIT PELAKSANA PENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN DASAR)

UNIVERSITAS INDONESIA

2011I. Tujuan Percobaan

Mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu

semikonduktor

II. Peralatan yang digunakan

1. Bahan Semikonduktor

2. Amperemeter

3. Voltmeter

4. Variable Power Supply

5. Camcorder

6. Unit PC

7. DAQ dan perangkat pengendali otomatis

III. Dasar Teori

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.

Gambar 1. Rangkaian tertutup semikonduktor

Semikonduktor adalah sebuah bahan dengan konduktivitas listrik yang berada

diantara insulator dan konduktor. Sebuah semikonduktor bersifat sebagai insulator

pada temperatur yang sangat rendah, namun pada temperatur yang sangat rendah,

namun pada temperatur ruangan bersifat sebagai konduktor. Bahan semikonduktor

yang sering digunakan adalah Silikon, Germanium, dan Gallium Arsenide.

Semikonduktor sangat berguna dalam bidang elektronik., karena konduktansinya

yang dapat diubah-ubah dengan menyuntikkan materi lain (biasa disebut materi

doping). Salah satu alasan utama kegunaan semikonduktor dalam peralatan

elektronik adalah sifat elektroniknya dapat diubah banyak dalam sebuah cara

terkontrol dengan menambah sejumlah kecil ketidakmurnian. Ketidakmurnian ini

disebut dengan dopant.

Doping sejumlah besar ke semikonduktor dapat meningkatkan

konduktivitasnya dengan faktor lebih besar dari satu milyar. Dalam sirkuit terpadu

modern, misalnya polycrystaline silicon didop-berat seringkali digunakan sebagai

pengganti logam. Alat semikonduktor atau semiconductor devices adalah

sejumlah komponen elektronik yang menggunakan sifat-sifat materi

semikonduktor yaitu Silikon, Germanium dan Gallium Arsenide. Alat-alat

semikonduktor jaman sekarang telah menggantikan alat thermionik (seperti

tabung hampa). Alat-alat semikonduktor ini menggunakan konduksi elektronik

dalam bentuk padat (solid state), bukannya bentuk hampa (vacuum state) atau

bentuk gas (gaseous state). Alat-alat semikonduktor dapat ditemukan dalam

bentuk-bentuk discrete (potongan) seperti transistor, dioda dll. Atau dapat juga

ditemukan sebagai bentuk terintegrasi dalam jumlah yang sangat besar (jutaan)

dalam satu keping Silikon yang dinamakan dengan Sirkuit Terpadu (IC)

IV. Prosedur Percobaan

Untuk dapat melakukan percobaan LR03 ini, praktikan terlebih dahulu

mengakses rLab pada http://sitrampil7.ui.ac.id/lr03. Setelah masuk ke halaman

tersebut, melakukan langkah-langkah sebagai berikut:

1. Memperhatikan halaman web percobaan Karakteristik V I Semikonduktor

2. Memberikan beda potensial dengan memberikan tegangan V I

3. Mengaktifkan power supply atau baterai dengan mengklik radio button di

sebelahnya

4. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan

5. Mengulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 sampai dengan V8

Catatan:

Data yang diperoleh adalah 5 buah data terakhir jika rangkaian diberi beda

potensial tertentu (misalkan V1) dengan interval 1 detik antara data kesatu dengan

data berikutnya.

V. Tugas dan Evaluasi

Pertanyaan:

1. Perhatikan data yang saudara peroleh, apakah terjadi perubahan tegangan dan

arus untuk V1 , V2 , V3 , V4 dan V5? Bila terjadi perubahan Jelaskan secara

singkat mengapa hal tersebut terjadi (analisa dan bila tidak terjadi jelaskan

pula mengapa demikian !

2. Dapatkan nilai rata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang terukur

untuk V1 , V2 , V3 hingga V8.

3. Buatlah grafik yang memperlihatkan hubungan V vs I untuk rata rata V dan I

yang terukur (lihat tugas 2)!

4. Bagaimanakah bentuk kurva hubungan V vs I , jelaskan mengapa bentuknya

seperti itu !

5. Berdasarkan berbagai kurva grafik V vs I bolehkah kita menggunakan hukum

Ohm dalam peristiwa ini ?

6. Berikan kesimpulan terhadap percobaan ini

VI. Analisis Data

1. Analisis data untuk pertanyaan nomer 1

Berdasarkan data dari percobaan praktikum, nilai tegangan dan arus yang

terukur pada V1, V2, V3 sampai dengan V8 berubah-ubah. Berdasarkan teori

dasar semikonduktor yang terdapat pada bab III, bahan material (dalam hal ini

yang dimaksud adalah bahan semikonduktor yang digunakan dalam

praktikum) bila dialiri arus listrik akan menimbulkan disipasi panas. Dan

besarnya panas yang dihasilkan oleh material tersebut akan mengakibatkan

perubahan hambatan material tersebut.

Pada material semikonduktor, pertambahan kalor atau panas akan

mengurangi nilai hambatan pada material tersebut. Pada uji coba praktikum,

tegangan yang diberikan pada material atau bahan semikonduktor tersebut

berbeda-beda dan cenderung semakin meningkat nilainya. Dan berdasarkan

data pengamatan, besar nilai tegangan yang diberikan pada material untuk

setiap nilai V yang diberikan pada material tidak selalu konstan. Sebagai

contoh, untuk V1 mula-mula tegangan yang diberikan ke material adalah

sebesar 0.45 Volt. Akan tetapi terjadi perubahan kenaikan tegangan sebesar

0.1 volt sehingga tegangan yang diberikan menjadi 0.46 volt. Hal ini

dikarenakan tegangan yang diberikan pada material tidak stabil.

2. Analisis data untuk pertanyaan nomer 2

Berikut ini adalah nilai rata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang

terukur pada V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7 dan V8 sesuai dengan data dari

hasil praktikum:

V1No. V(volt) I(mA)1 0.45 3.912 0.46 3.583 0.46 3.584 0.46 3.585 0.46 3.58

Jumlah 2.29 18.23Rata-rata 0.458 3.646

V2No. V(volt) I(mA)1 0.94 7.822 0.94 7.493 0.94 7.494 0.94 7.495 0.94 7.49

Jumlah 4.7 37.78Rata-rata 0.94 7.556

V3No. V(volt) I(mA)

1 1.37 11.42 1.37 11.43 1.37 11.44 1.37 11.45 1.37 11.4

Jumlah 6.85 57Rata-rata 1.37 11.4

V4No. V(volt) I(mA)1 1.86 15.312 1.85 15.643 1.85 15.644 1.85 15.645 1.85 15.64

Jumlah 9.26 77.87Rata-rata 1.852 15.574

V5No. V(volt) I(mA)1 2.28 19.222 2.28 19.883 2.28 19.884 2.28 19.885 2.27 19.88

Jumlah 11.39 98.74Rata-rata 2.278 19.748

V6No. V(volt) I(mA)1 2.87 25.422 2.87 25.743 2.86 26.074 2.86 26.395 2.86 26.39

Jumlah 14.32 130.01Rata-rata 2.864 26.002

V7No. V(volt) I(mA)1 3.19 29

2 3.19 28.673 3.18 294 3.18 29.335 3.17 29.98

Jumlah 15.91 145.98Rata-rata 3.182 29.196

V8No. V(volt) I(mA)1 3.63 34.862 3.62 35.523 3.61 36.174 3.6 36.495 3.59 36.82

Jumlah 18.05 179.86Rata-rata 3.61 35.972

3. Analisis data untuk pertanyaan nomer 3

Berikut ini adalah tabel yang menunjukkan nilai dari V dan I rata-rata dari

masing-masing percobaan, beserta grafik yang memperlihatkan hubungan

antara V rata-rata dengan I rata-rata yang sebelumnya di dapat melalui analisis

data nomer 2:

No V ke-n V Rata-rata I Rata-rata1 1 0.458 3.6462 2 0.94 7.5563 3 1.37 11.44 4 1.852 15.5745 5 2.278 19.7486 6 2.864 26.0027 7 3.182 29.1968 8 3.61 35.972

Grafik Hubungan V dan I rata-rata

V8

V7V6

V5V4

V3

V1V2

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0.458 0.94 1.37 1.852 2.278 2.864 3.182 3.61

Tegangan (V) rata-rata

Aru

s (I

) ra

ta-r

ata

Gambar 2. Grafik Hubungan antara V dan I rata-rata

4. Analisis data untuk pertanyaan nomer 4

Bentuk kurva yang terlihat pada hubungan antara V dan I rata-rata

berbentuk linear atau berbanding lurus. Hal ini menyebabkan semakin besar

beda potensialnya, maka semakin besar pula arus listriknya atau sebaliknya.

5. Analisis data untuk pertanyaan nomer 5

Berdasarkan Hukum Ohm:

dimana; V = Tegangan atau beda potensial, I = Arus dan R = Hambatan.

Maka dengan mudah kita akan mendapat persamaan untuk mencari besar

hambatan pada material semikonduktor yang terdapat pada rangkaian yang

sedang diujikan,

Lalu, setelah mendapat persamaan tersebut, akan didapat nilai R dari masing2

tahap pengujian terhadap rangkaian, dari V1 sampai dengan V8 seperti

berikut:

6.

VII.