LAPORAN

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA 1 (ELS2203)

PERCOBAAN 1 DIODA : KARAKTERISTIK DAN APLIKASI

Suprianto Hutapea (14S17035) – S1 Teknik Elektro

Asisten Praktikum : Gomgom Silalahi (14S16048)
Waktu Praktikum : 14.00 – 18.00 WIB/ 15 Februari 2019
Laboratorium Dasar Teknik Elektro
Institut Teknologi Del

Abstrak

Diodes are active components of two poles which generally have semiconductor properties. And its function is to allow electric
current to flow in one direction and also inhibit current from the opposite direction. Characteristics of a diode is the behavior of a
component when it is electrified by both DC voltage and AC voltage. When the diode is connected forward, the current will flow
or a short circuit, and vice versa if the diode is connected backwards the current will not flow or the circuit is open circuit. There
are several types of diodes, namely ordinary diodes, zener diodes, LEDs, photo diodes, breakthrough diodes, varactor diodes,
Schottky diodes, SCRs, and many more. But in this lab, the types of diodes used are ordinary diodes and zener diodes. Ordinar y
diodes are usually made of silicon or more rare, namely germanium. A zener diode is a diode that has the characteristic of
channeling electric current flowing in the opposite direction if the applied voltage exceeds the limit voltage. Through this practice,
it is expected to be able to understand the characteristics of ordinary diodes and zener diodes, understand the use of diodes in
rectifier circuits, study the effect of simple filters on a DC source and understand the use of diodes for Clipper circuits (limiting
the voltage to not exceed a certain voltage value, made from diodes and DC voltage sources) and Clampers (provide DC voltage
offsets, so the voltage generated is input voltage plus DC voltage). The components used are resistors, capacitors, and several
diodes.

Key Words—Dioda, Tegangan cut-in, Tegangan breakdown.

I. PENDAHULUAN1 Melalui praktikum ini, diharapkan mempu mendalami

Seperti yang kita ketahui, diode mempunyai banyak segala tujuan yang sudah tercantum dan dapat
aplikasi dan fungsi nya dalam sebuah rangkaian elektronika. mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari atau tugas
Pada percobaan kali ini sedikit akan dibahas dan dianalisis akhir yang berlangsung.
karakteristik diode tersebut baik itu diode biasa ataupun
diode zener, memahami fungsi utama diode sebagai sebuah
komponen penyearah arus dalam rangkaian serta II. TINJAUAN PUSTAKA
mempelajari bagaimana pengaruh filter sederhana Dioda pada umumnya memang digunakan untuk
menggunakan komponen diode pada suatu sumber DC serta penyearah. Namun terlepas dari pada itu diode banyak
sedikit membahas mengenai clipper dan clamper. memiliki aplikasi. Sebelum kita belajar mengenai model
Dalam percobaan ini dilakukan penganalisisan dari operasi pada sebuah transistor yang berupa BJT kita terlebih
karakteristik dan aplikasi dari penggunaan diode. Melalui dahulu harus mengenal apa itu diode, bagaimana
percobaan ini diperoleh tujuan sebagai berikut : karakteristik nya, serta aplikasinya.
1. Memahami karakteristik dioda biasa dan dioda 2.1 Karakteristik Diloda
zener
Dalam percobaan kali ini kita akan mengamati 3 buah
2. Memahami penggunaan dioda dalam rangkaian
dioda yaitu dioda silikon, dioda germanium, serta dioda
penyerah
zener yang ke 3 nya memiliki ciri khas masing-masing yang
3. Mempelajari pengaruh filter sederhana pada suatu dapat kita lihat dari grafik i-v . lewat praktikum kali ini kita
sumber DC dapat mencari dan memahami apa itu tegangan cut-in,
4. Memahami penggunaan dioda untuk reangkaian tegangan breakdown, serta kemiringan kurva yang berarti
Clipper dan Clamper

1
.

1
resistansi dioda nya, serta kemungkinan penggunaan jenis- dimana Vnl adalah tegangan tanpa beban dan Vfl adalah
jenis dioda tertentu dalam sebuah rangkaian. tegangan beban penuh. Nilai regulasii tegangan VR yang
kecil menunjukkan sumber tegangan yang lebih baik.
2.2 Penyearah
2.3 Rangkaian Clipper dan Clamper
Pada praktikum kali ini akan kita amati beberapa
penyearah gelombang sinyal yaitu : penyearah gelombang Dalam percobaan ini akan dilakukan pengamatan sinyal
setengah, penyearah gelombang penuh (dengan trafo center output yang dihasilkan oleh rangkaian Clipper dan Clamper.
tapped) serta penyearah gelombang penuh tipe jembatan. Rangkaian clipper adalah rangkaian yang digunakan untuk
Dengan bermodal rangkaian kit praktikum yang telah membatasi tegangan agar tidak melebihi dari suatu nilai
disediakan akan kita amati bagaimana perbedaan antara ke 3 tegangan tertentu. Rangkaian ini dapat dibuat dari dioda dan
penyearah tersebut. sumber tegangan DC yang ditunjukkan oleh gambar berikut
Penggunaan dioda yang paling dasar adalah sebagai
penyearah arus bolak‐balik jala‐jala menjadi arus searah
pada suatu sumber tegangan DC, seperti catu daya. Tegangan
pada rangkaian penyearah gelombang penuh diperoleh
sebesar
1
Vo = 𝑉𝑝 − 𝑉𝑟
2
Dimana Vp adalah magnituda tegangan puncak sinyal AC
yang disearahkan dan tegangan ripple sebesar
𝑉𝑝
Vr =
2𝑓𝐶𝑅 III. PROSEDUR PERCOBAAN
Dengan f adalah frekuensi jala-jala yang digunakan, C
kapasitansi filter dan R adalah beban pada rangkaian 3.1 Karakteristik Dioda
penyearah dan filter. Untuk catu daya tegangan ideal (DC
murni), tegangan ripple harus bernilai nol. Keadaan ini dapat 1. Susun rangkaian seperti berikut
diperoleh bila nilai resistansi R beban adalah tak hingga dan
nilai kapasitansi C sangat besar (tak hingga). Nilai resistansi
resistansi beban tak hingga berarti rangkaian tanpa beban
(beban terbuka). Dengan demikian untuk keadaan praktis hal
yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan
kapasitansi C yang besar. Nilai kapasitansi C yang besar
akan memberikan tegangan ripple yang kecil. Dalam
percobaan ini akan dilakukan pengamatan pengaruh nilai
kapasitansi dan resistansi beban terhadap tegangan ripple.
Sebuah catu tegangan ideal juga seharusnya tidak
mengalami degradasi tegangan outputnya bila mendapat
beban, yang berarti catu tegangan ideal dapat dimodelkan
dengan sumber tegangan. Pada kenyataannya catu tegangan
seperti ini selalu mengalami degradari dengan naiknya arus 2. Gunakan DC offset nol untuk sunyal dari
beban. Perilaku seperti ini dapat dimodelkan dengan generator.
Rangkaian Thevenin berupa hubungan seri sumber tegangan
dan resistansi output. Besaran resistansi output ini
menentukan berapa degradasi tegangan yang diperoleh. 3. Gunakan mode x-y untuk mengamati
Untuk rangkaian penyearah gelombang penuh, besar
sinyal.
resistansi output efektif dapat dihitung.
1
Ro = 4. Tekan tombol invert untuk channel B.
4𝑓𝐶
Besaran lain yang dapat digunakan untuk menunjukkan
perilaku yang sama adalah faktor regulasi tegangan VR. 5. Ulangi langkah di atas untuk diode
Besaran ini tidak bersatuan dan didefinisikan sebagai germanium,silicon dan zener.
𝑉𝑛𝑙 − 𝑉𝑓𝑙
VR = 𝑥 100%
𝑉𝑓𝑙
 3

3.2 Penyearah Filter 6. Lakukan langkah yang sama seperti pada

rangkaian sebelumnya, hitung juga tegangan
1. Susun rangkaian seperti gambar berikut output serta hambatan outputnya
dengan memberi tegangan 220V/50Hz menggunakan bantuan resistor variable.

7. Lanjutkan kembali membuat rangkaian

berikut

2. Amati bentuk, frekuensi gelombang

serta pengaruh pemasangan C pada
tegangan ripple yang diperoleh. Ulangi
dengan nilai C yang konstan serta R 8. Kembali lakukan langkah-langkah seperti
yang diubah-ubah. pada rangkaian sebelumnya.
3. Selanjutnya rangkai kembali seperti
gambar berikut

3.3 Rangkaian Clipper

1. Buat rangkaian seperti gambar berikut

menggunakan breadboard

4. Lakukan langkah yang sama seperti pada

rangkaian sebelumnya, hitung juga tegangan
output serta hambatan outputnya
menggunakan bantuan resistor variable. 2. Amati menggunakan osiloskop sinyal
output serta gambarkan bentuk sinyal
nya.
5. Setelah itu kembali susun rangkaian seperti
gambar berikut
3. Kembali susun rangkaian seperti
gambar berikut

3
 IV. HASIL DAN ANALISIS

4.1 Karakteristik Dioda

Pada percobaan karakteristik diode diperoleh hasil

sebagai berikut:

Tabel 4.1 Karakteristik Dioda

Jenis diode Tegangan cut Tegangan catatan

4. Lanjutkan seperti langkah-langkah di atas. in breakdown

Silicon 0,4 - Saat

menggunanakan
5. Bandingkan hasilnya. Germanium 0,2 - mode xy dibagin
diode silicon
dan germanium
tegangan
breakdownnya
tidak dapat
3.4 Rangkaian Clamper terbaca

Zener 1,2 6
1. Susun rangkaian seperti pada gambar
berikut
Pada diode silikon diperoleh grafik sebagai berikut

Gambar 4.1 Karakteristik diode silikon

Pada diode germanium diperoleh grafik sebagai berikut

2. Amati sinyal output menggunakan
osiloskop serta gambarkan bentuk
keluaran sinyalnya.

Gambar 4.2 Karakteristik diode germanium

 5

Pada diode zener diperoleh grafik sebagai berikut

fripple Rout
Rangkaian diamati fdioda Im
(Hz) (Ω)
76,4
3,66 31
Penyearah gelombang 76,3
7,57 33
setengah di R konstan 76,25
14,77 36
3,43 76,25 33
Penyearah gelombang
10,86 63,5 23
setengah di C konstan
40,90 35,35 13
Penyearah gelombang - - - -
penuh 2 dioda dengan - - - -
R konstan - - - -
Penyearah gelombang - - - -
Gambar 4.3 Karakteristik diode zener penuh 2 dioda dengan - - - -
C konstan - - - -
Penyearah gelombang - - - -
penuh jembatan diode - - - -
dengan R konstan - - - -
Terlihat bagaimana diode silicon dan diode germanium Penyearah gelombang - - - -
yang masing-masing memiliki tegangan cut in 0,4 dan 0,2 penuh jembatan diode - - - -
merupakan jenis diode yang bekerja pada forward bias. dengan R konstan - - - -
Dimana tegangan cut in sendiri ialah tegangangan minimum
yang dibutuhkan diode untuk dapat mengalirkan arus listrik,
Secara teori dan dibuktikan lewat gambar dari osiloskop
dapat dilihat dari grafik yang naik ketika melewati sumbu
bahwa diode menjadi penyearah, ketika tegangan AC positif
dimana sumbu Y disini menggambarkan tegangan yang ada
diode bekerja seperti short circuit dan kemudian arus hanya
pada resistor sehingga jelas terlihat, pada titik tegangan
mengisi kapasitor sampai penuh kemudian ketika tegangan
tertentu lah(sb-X) terdapat arus yang lewat sehingga bentuk
AC negative diode bekerja seperti open circuit sehingga arus
grafiknya pun seperti itu.
yang tadi sudah terisi di kapasitor terbagi ke resistor juga,
Sedangkan untuk diode zener terlihat bagiamana terdapat disinilah fungsi filtrasi tersebut. Ketika arus dibuang dari
grafik yang berasal dari bawah. Seperti yang kita ketahui kapasitor ke resistor disinlah terdapat tegangan ripple.
diode zener merupakan diode yang bekerja pada tegangan Terlihat juga bahwa nilai Im lebih di pengaruhi oleh
yang “rusak”. Terlihat karakteristik diode zener yang kapasitor yang terpasang dibandingkan dengan resistor nya.
memiliki karakteristik akanmenyalurkan arus listrik kea rah Terlihat juga bagaimana pengaruh perubahan nilai tegangan
yang berlawanan jika tegangan yang masuk melewati batas ripple akibat berubah nya nilai resistor nya, semakin besar
tegangan breakdown nya sehingga ditunjukkan oleh bentuk resistor semakin kecil nilai tegangan ripple yang di dapat.
grafik yang pada awalnya ada dibawah sumbu X sampai
pada diatas sumbu X .
4.3 Rangkaian Clipper

Pada percobaan ini dioperoleh grafik seperti di bawah ini

4.2 Dioda Sebagai Penyearah dan Filter

Pada percobaan penyearah filter didapat data sebagai

berikut:

Tabel 4.2 Penyearah filter

tegangan tegangan
Rangkaian diamati R (Ω) C (F)
DC (V) ripple (V)
0,0022 18 0,08
Penyearah gelombang 1k
0,001 18 0,16
setengah di R konstan
0,0047 18 0,34
1k 18 0.16
Penyearah gelombang
180 0,001 15 0,7
setengah di C konstan
27 11 2,2
Penyearah gelombang 0,0022 18 0,05
penuh 2 dioda dengan 1k 0,001 18 0,07
R konstan 0,0047 17 0,14
Penyearah gelombang 1k 18 0,07
penuh 2 dioda dengan 180 0,001 16 0,28
C konstan 27 12 0,9
Penyearah gelombang 0,0022 16 0,064
penuh jembatan diode 1k 0,001 16 0,038
dengan R konstan 0,0047 16 0,14
Penyearah gelombang 1k 16 0,64
penuh jembatan diode 180 0,001 16 0,27
dengan R konstan 27 12 0,8

5
 Terlihat bahwa terdapat batas atas dan batas bawah Dioda juga dapat digunakan untuk filter, yaitu
tegangan output, hal ini dapat terjadi karena ketika tegangan memberikan tegangan DC pada rangkaian. Pada percobaan
sumber positif dan lebih besar dari pada tegangan dc nya ini, filter yang digunakan adalah filter dengan menggunakan
maka arus akan mengalir melewati diode sebelah kiri kapasitor. Dan dapat disimpulkan bahwa semakin besar
sedangkan tegangan yang ada di diode di batasi pada nilai beban R dan kapasitansi rangkaian, maka tegangan riple nya
tertentu begitu juga sebaliknya sehingga terdapat batas semakin kecil. Hal ini disebabkan karena konstanta waktu
bawah dan atas suatu nilai tegangan. Hal ini sesuai dengan RC untuk discharge kapasitor lebih lama dibanding satu
fungsi rangkaian clipper sendiri yaitu untuk membatasi periode tegangan AC nya. Sedangkan untuk percobaan
tegangan agar tidak melebihi dari suatu nilai tegangan rangkaian Clipper dan Clamper, praktikan tidak dapat
tertentu. menyelesaikannya karena kendala waktu.

4.4 Rangkaian Clamper

DAFTAR PUSTAKA
Pada percobaan ini dioperoleh grafik seperti di bawah ini [1] Ervin T Hutabarat. Praktikum Rangkaian Elektrik.
Laboratorium Dasar Teknik Elektro ITB,Bandung
[2] Siagian
Pandapotan,dkk.2015.Modul_ELS2203_Praktikum.Sit
oluama:Modul Elektronika Institut Teknologi Del
[3] Albert Malvino, David J. Bates 7th(2007), Electronic
Principles., 7th ed., Willey and Sons, International
Edition.
[4] Sutrisno, Dasar Elektronika, second Edition, Penerbit
ITB
[5] Thomas L Floyd, Electronic Devices 9th ed, Prentice
Hall, 2011

Gambar diatas merupakan tampilan sinyal output yang

diperoleh dari rangkaian clamper. Terlihat bahwa telah
terjadi adanaya kenaikan tegangan offset DC sebesar sekitar
5 V. Dimana sebelumnya adanya clamping/kenaikan
tegangan, tegangan peak negatif berada pada nilai -30 V.
Lalu setelah adanya clamping, maka tegangan offset DC naik
menjadi sekitar -25 V. Dengan frekuensi 20 hz serta waktu
pada gelombang (Δx) adlah 50 ms.

V. KESIMPULAN
Dari beberapa percobaan yang telah kami lakukan kami
dapat menyimpulkan bahwa:
Wilayah kerja dioda berbeda-beda, diode zener sesuai
namanya bekerja pada daerah breakdown sedangkan diode
biasa bekerja pada daerah forward bias. Dalam filter diode
seperti fungsi utamanya sebagai penyearah dalam rangkaian
dengan mengubah tegangan ac menjadi tegangan dc. Diode
pada rangkaian clipper berfungsi untuk membatasi tegangan
sampai pada nilai tertentu yang muncul pada sinyal output.
Dioda memiliki karakteristik yang berbeda. Misalnya
pada dioda silikon dan dioda germanium. Masing-masing
dari dioda tersebut memiliki nilai tegangan maksimum yang
berbeda. Pada dioda silikon nilai tegangan yang dapat
ditampung adalah sebesar 0,7 volt dan tegangan yang dapat
ditampung oleh dioda germanium adalah sebesar 0,3 volt.
 7

Lampiran
1. Screenshoot hasil percobaan 1

Figure 1 X-Y Ge Figure 6 Y-Z Ch 2 Ge

Figure 2 X-Y Si Figure 7 Y-Z Ch 2 Zener

Figure 3 X-Y Zener Figure 8 Y-Z Ch 1 Si

Figure 4 Y-Z Ch 1 Ge Figure 9 Y-Z Si

Figure 5 Y-Z Ch 1 Zener Figure 10 Y-Z Si