JURNAL PRAKTIKUM KARAKTERISTIK DIODA
Nama : Hamdi Noval
Kelompok : 15
NIM : 2410951013
Tanggal Praktikum : 21 Oktober 2025
Asisten Praktikum : Afif Falih Yorivano, Arina Putri Widiastuti
A.
Percobaan Karakteristik Dioda
|
||||||||||||||||||
B. Percobaan Karakteristik Dioda Zener
|
Resistor |
Vd |
Id |
|
220 Ω |
|
|
|
|
|
|
|
470 Ω |
2,22 V |
0,3 mA |
|
Vin |
Resistor atau
Kapasitor |
Gelombang Output |
|
6 V |
220 Ω |
 |
|
470 Ω |
 |
|
|
1000 uF |
 |
D. Full Bridge Rectifier
|
Vin |
Resistor atau
Kapasitor |
Gelombang Output |
|
|
220 Ω |
 |
|
470 Ω |
 |
|
|
1000 uF |
 |
Prinsip kerja dioda didasarkan pada sambungan PN antara bahan semikonduktor tipe P (positif) dan N (negatif). Pada saat tidak diberi tegangan, dioda memiliki daerah deplesi di antara sambungan PN yang menghambat aliran elektron.
Ketika dioda diberi bias maju (anoda diberi tegangan positif terhadap katoda), medan listrik luar menekan daerah deplesi sehingga elektron dari sisi N dan hole dari sisi P dapat bergerak melintasi sambungan. Akibatnya, arus listrik dapat mengalir dengan mudah.
Sebaliknya, jika dioda diberi bias balik (anoda negatif terhadap katoda), daerah deplesi menjadi lebih lebar dan arus hampir tidak mengalir, kecuali arus bocor yang sangat kecil.
Dengan prinsip ini, dioda banyak digunakan sebagai penyearah arus, pelindung polaritas terbalik, penstabil tegangan (pada dioda zener).
1. Penjelasan Kondisi
1.Analisa pengaruh tegangan input terhadap tegangan dan arus pada rangkaian forward bias.
Jawab :
Pada rangkaian forward bias, dioda dihubungkan dengan kutub positif sumber tegangan ke anoda dan kutub negatif ke katoda. Saat tegangan input (Vin) masih kecil dan belum mencapai tegangan ambang dioda (Vthreshold), dioda belum menghantarkan arus sehingga arus yang mengalir (Id) sangat kecil atau hampir nol. Ketika tegangan input dinaikkan hingga mencapai tegangan ambang (sekitar 0,7 volt untuk dioda silikon atau 0,3 volt untuk dioda germanium), dioda mulai menghantarkan arus.
Jika tegangan input terus dinaikkan melebihi tegangan ambang, tegangan dioda (Vd) akan tetap hampir konstan pada nilai ambangnya, sedangkan arus dioda (Id) meningkat dengan cepat. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa kenaikan tegangan input menyebabkan arus dioda meningkat tajam setelah melewati tegangan ambang, sementara tegangan dioda tetap relatif konstan.
2.Analisa pengaruh tegangan input terhadap tegangan dan arus pada rangkaian reverse bias.
Jawab :
Pada rangkaian reverse bias, dioda dihubungkan dengan kutub positif sumber tegangan ke katoda dan kutub negatif ke anoda, sehingga polaritasnya berlawanan arah dengan kondisi konduksi normal.
Ketika tegangan input (Vin) diberikan dalam kondisi ini, arus yang mengalir (Id) sangat kecil, bahkan mendekati nol. Hal ini terjadi karena penghalang potensial (barrier potential) di dalam dioda menjadi lebih besar, sehingga elektron dan hole sulit berpindah menyeberangi sambungan p–n.
Pada saat tegangan input kecil hingga sedang, tegangan dioda (Vd) hampir sama dengan tegangan input karena tidak ada arus yang signifikan mengalir melalui dioda. Namun, arus bocor (leakage current) tetap ada dalam jumlah yang sangat kecil.
Ketika tegangan input terus dinaikkan hingga mencapai tegangan breakdown (Vbr), dioda akan menembus (breakdown) dan arus meningkat sangat besar secara tiba-tiba walaupun tegangan hanya bertambah sedikit. Dalam kondisi ini, dioda bisa rusak akibat arus yang berlebihan.
3.Analisa prinsip kerja dari diode zener berdasarkan percobaan.
Jawab :
Berdasarkan hasil percobaan pada rangkaian dioda Zener, diperoleh bahwa tegangan pada dioda (Vd) tetap berada di kisaran 2,2 hingga 2,5 volt, meskipun nilai resistor seri yang digunakan berbeda, yaitu 220 Ω, 330 Ω, dan 470 Ω. Arus yang mengalir melalui dioda (Id) juga hampir sama, yaitu sekitar 0,3 mA.
Hal ini menunjukkan bahwa dioda Zener bekerja mempertahankan tegangan yang hampir konstan meskipun terjadi perubahan pada nilai resistor atau arus yang mengalir. Dengan kata lain, saat dioda Zener diberi bias balik dan tegangan mencapai nilai tertentu yang disebut tegangan Zener (Vz), dioda mulai menghantarkan arus balik namun tetap menjaga tegangan di ujung-ujungnya tetap stabil.
Perbedaan kecil pada nilai tegangan dioda di setiap percobaan (2,496 V, 2,356 V, dan 2,22 V) disebabkan oleh resistansi dinamis Zener serta toleransi alat ukur. Semakin besar nilai resistor, arus yang mengalir semakin kecil sehingga tegangan Zener sedikit menurun.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa fungsi utama dioda Zener adalah sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), karena mampu menjaga tegangan konstan walaupun terjadi perubahan arus atau nilai resistor pada rangkaian.
4.Analisa gelombang output pada rangkaian Half Bridge Rectifier.
Jawab :
Pada rangkaian Half-Wave Rectifier, dioda hanya menghantarkan arus pada saat setengah siklus positif dari gelombang AC, sedangkan pada setengah siklus negatif dioda tidak menghantarkan arus sehingga tegangan output menjadi nol. Berdasarkan hasil pengamatan pada osiloskop, ketika digunakan resistor 220 Ω, bentuk gelombang output terlihat berupa setengah gelombang positif yang berulang secara periodik. Hal ini menunjukkan bahwa dioda bekerja menyearahkan sinyal AC menjadi DC berdenyut.
Ketika resistor diganti menjadi 470 Ω, bentuk gelombang tetap sama yaitu setengah gelombang positif, namun amplitudo tegangan sedikit menurun karena arus yang mengalir lebih kecil akibat nilai resistansi yang lebih besar.
Selanjutnya, saat kapasitor 1000 µF ditambahkan ke rangkaian, bentuk gelombang output berubah menjadi lebih halus dan hampir datar, menandakan bahwa kapasitor berfungsi sebagai filter yang menyimpan muatan pada puncak gelombang dan melepaskannya ketika tegangan menurun. Dengan demikian, hasil keluaran menjadi tegangan DC yang lebih stabil dengan riak (ripple) yang kecil.
5.Analisa gelombang output pada rangkaian Full Bridge Rectifier.
Jawab :
Pada rangkaian Full-Bridge Rectifier, empat dioda disusun sehingga setiap setengah siklus AC selalu ada jalur konduksi yang menghasilkan pulsa positif pada output; dengan kata lain, rangkaian ini menyearahkan kedua setengah siklus sehingga frekuensi pulsa keluaran menjadi dua kali frekuensi input.
Ketika digunakan resistor 220 Ω, bentuk gelombang output terlihat sebagai deretan pulsa dengan puncak yang mendekati nilai puncak input dikurangi rugi tegangan dioda. Karena pada setiap setengah siklus dua dioda menghantarkan secara seri, ada penurunan tegangan sekitar 2 × Vd (±1,2–1,4 V untuk dioda silikon) sehingga amplitudo puncak output sedikit berkurang dibanding puncak input.
Saat resistor diganti menjadi 470 Ω, bentuk pulsa tetap sama (full-wave), namun amplitudo puncak menurun relatif terhadap kondisi 220 Ω karena arus yang melalui beban menjadi lebih kecil akibat nilai resistansi yang lebih besar. Perubahan nilai resistor mempengaruhi besar arus beban dan sedikit memengaruhi tegangan puncak yang diukur pada output.
Ketika ditambahkan kapasitor 1000 µF di keluaran, bentuk gelombang berubah dari sinus menjadi tegangan DC yang lebih rata dengan riak (ripple) yang jauh berkurang.
Laporan Akhir File
Komentar
Posting Komentar