GARIS BEBAN DIODA
KELOMPOK : 3
ANGGOTA KELOMPOK : 1. ISTIVAN NUR PERMADI
2. NABILLA SELGHEA
3. NUR FADHILLAH SANI
KELAS : T. Telekomunikasi 3D
MATA KULIAH : LAB. ELKA ANALOG
TEKNIK ELEKTRO / TEKNIK TELEKOMUNIKASI
POLITEKNIK NEGERI JAKARTA
2011
PERCOBAAN II
GARIS BEBAN DIODA
2.1 TUJUAN:
-Menggambarkan garis beban diode dan menunjukkan penggunaannya.
2.2 DASAR TEORI:
Beban yang diberikan pada rangkaian secara normal akan mempinyai implikasi pada daerah kerja (operasi) dan piranti elektronik. Bila analisis disajikan dalam bentuk grafik, sebuah garis dapat digambarkan sebagai karakteristik diode yang mewakili efek dari beban.
Gambar 1. Kurva karakteristik dioda
Sedangkan untuk garis beban diode dapat ditarik dari sumbu Id ke sumbu Vd. Karena berpotongan dengan sumbu Id → Vd = 0. Rumus untuk titik Id=Vs-VdRl → Id=VsRl.
Untuk sumbu tegangannya, karena nilai Id=0 maka Vd=Vs
Dari kedua nilai Id tersebut dan nilai Vd masing-masing ke dalam kurva dioda maka dapat ditarik garis yang nantinya akan disebut garis beban. Karena kemiringan statis tersebut tergantung RL maka disebut garis beban. Karena arus yang dipergunakan arus DC maka garis beban tersebut disebut garis beban DC
Perpotongan garis beban tersebut disebut garis beban DC dengan karakteristik static disebut titik kerja (Q = quiescent point = arus tenang. Pada gambar ditunjukkan titik A). Maka arus yang melalui dioda Id dan tegangan antara kedua ujung dioda Vd dan tegangan antara kedua dioda Vd dapat dicari secara grafis seperti terlihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Garis beban
2.3 ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN:
- Sumber daya searah (1-15)V : 1 buah
- Multimeter analog : 2 buah
- Dioda Si : 1 buah
- Dioda Ge : 1 buah
- Resistor : 470Ω, 1kΩ, 2kΩ
- Kabel-kabel penghubung
2.4 CARA MELAKUKAN PERCOBAAN:
A. Pembuatan garis beban diode
- Membuat garis beban diode dengan tegangan sumber sebesar 1,5V dan R sebesar 470Ω pada kurva karakteristik diode silicon yang telah dibuat pada percobaan 1.
- Melengkapi table dibawah ini:
Tegangan Dioda (Vd)
|
Arus Dioda (Id)
| |
Titik operasi (Q)
|
0.6
|
1,85 mA
|
Titik cut off
|
1,5
|
0
|
Titik saturasi
|
0
|
3,1
|
- Pada titik cut off: tidak ada arus diode (diode putus) = Seperti saklar terbuka
- Pada titik saturasi: arus diode maksimum = diode seperti saklar tertutup
B. Pengukuran arus dan tegangan diode pada titik operasi, cut off dan saturasi
- Membuat rangkaian seperti gambar 3, dengan R sebesar 470Ω dan Vs sebesar 1,5V.
- Mengukur Id, Vd dan Vo (pengukuran pada titik operasi).
- Melepas salah satu kaki diode dari rangkaian dan Vs tetap sebesar 1,5V, lalu mengukur Id, Vd, dan Vo (pengukuran pada titik cut off).
- Menghubung singkat diode dan Vs tetap sebesar 1,5V, lalu mengukur Id, Vd, dan Vo (pengukuran pada titik saturasi).
- Mengulangi langkah 1) sampai dengan 6) dengan menggunakan diode germanium
Gambar 3. Rangkaian diode sederhana
2.5 HASIL PERCOBAAN:
Table 1. Diode silicon
Vs (V)
|
R
(Ω)
|
Kondisi Dioda
|
Id (mA)
|
Vd (volt)
|
Vo (volt)
| |||
Kurva
|
Ukur
|
Kurva
|
Ukur
|
Hitung
|
Ukur
| |||
1,5
|
470
|
Terpasang
|
1,85
|
1,75
|
0,6
|
0,65
|
0,85
|
0,9
|
Lepas
|
0
|
0
|
1,5
|
1,5
|
0
|
0
| ||
Hubung singkat
|
3,1
|
2,75
|
0
|
0
|
1,5
|
1,2
| ||
3
|
2200
|
Terpasang
|
1,05
|
1,2
|
0,55
|
0,55
|
2,45
|
2,35
|
Lepas
|
0
|
0
|
3
|
3
|
0
|
0
| ||
Hubung singkat
|
1,
|
0,75
|
0
|
0
|
3
|
3
|
Table 2. Diode germanium
Vs (V)
|
R
(Ω)
|
Kondisi Dioda
|
Id (mA)
|
Vd (volt)
|
Vo (volt)
| |||
Kurva
|
Ukur
|
Kurva
|
Ukur
|
Hitung
|
Ukur
| |||
1,5
|
470
|
Terpasang
|
1,15
|
1,15
|
0,3
|
0,35
|
1,15
|
1,1
|
Lepas
|
0
|
0
|
1,5
|
1,5
|
0
|
0
| ||
Hubung singkat
|
1,3
|
1,45
|
0
|
0
|
1,5
|
1,4
| ||
3
|
2200
|
Terpasang
|
1,2
|
1,2
|
0,3
|
0
|
3
|
3
|
Lepas
|
0
|
0
|
3
|
3
|
0
|
0,1
| ||
Hubung singkat
|
1,3
|
1,35
|
0
|
0,35
|
2,65
|
2,95
|
Gambar 4. Kurva diode silicon
Gambar 5. Kurva diode germanium
2.6 ANALISA:
- Perbandingan nilai Id, Vd, Vo dari hasil pengukuran dan perhitungan
Secara umum, perbedaan nilai antara pengukuran dan percobaan tidak jauh berbeda. Karena hanya selisih beberapa angka. Sebagai contoh, Id pada kurva diode silicon saat tegangan 1,5 Volt bernilai 1,85 mA. Sedangkan pada perhitungan dengan menggunakan rumus Id=Vs-VdRl → Id=1,5-0,65470=1,8 mA.
Untuk nilai Vd pada kurva bernilai 0,65 Volt dan pada kurva dengan menggunakan rumus Vdq = Vs-Vo → Vdq = 1,5-0,9 = 0,6 Volt. Hanya berbeda 0,05 Volt dari teori dengan praktik yang dicoba.
Untuk nilai tegangan pada resistor yang kemudian disebut Vo pada hasil perhitungan dengan rumus Vo = Vs-Vd → Vo = 1,5-0,65 = 0,85 Volt, dengan hasil pengukuran sebesar 0,9 Volt.
Untuk selanjutnya dapat dibandingkan hasil kurva dan perhitungan pada Table 1 dan Table 2 pada bagian Hasil Percobaan.
- Prosentase perbedaan hasil pengukuran dan perhitungan
Untuk mengetahui berapa prosentase perbedaannya, praktikan menggunakan rumus:
Prosentase=∑bilangan besar-∑bilangan kecilx 100%
- Jumlah arus pada diode (Id)
Prosentase Id=(11,95-11,65)x 100%=0,3 %
- Jumlah tegangan pada diode (Vd)
Prosentase Vd=(10,95-10,75)x 100%=0,15 %
- Jumlah tegangan pada resistor (Vo)
Prosentase Vo=(16,1-16)x 100%=0.1 %
Dari prosentase tersebut dapat dilihat diambil garis besar bahwa perbedaan antara percobaan dan teori sangat sedikit, tidak sampai 1% sehingga dapat dikatakan percobaan ini berhasil.
Seperti yang dapat kita lihat pada Gambar 4 dan 5, garis lurus yang menghubungkan antara titik Id dan Vd adalah garis beban. Apabila R diubah, maka gambar garis beban akan berubah. Titik perpotongan antara garis beban dengan kurva karakteristik disebut Qpoint (“Quiescent Point”).
Pada Gambar 4 dapat dilihat bahwa titik perpotongan (Qpoint) antara Qsaat Vs 1,5 Volt dengan R = 1000Ω dan Qsaat Vs 3 Volt dengan R = 2200Ω hampir berpotongan. Hal ini terjadi karena perbandingan tegangan dengan resistor pada kedua rangkaian dioda hampir sama. Dengan Rumus hukum Ohm, V = I.R bahwa bila nilai R besar, maka V ikut membesar dan I mengecil.
2.7 KESIMPULAN
- Diode silicon Vd>0,7 → ON; diode germanium Vd>0,3 →ON
- Diode silicon Vd<0 span="">→ OFF; diode germanium Vd<0 span="">→ OFF
- Garis beban dibentuk oleh 2 titik nilai, yaitu Id dan Vd. Perpotongan antara garis beban dengan kurva karakteristik disebut titik operasi (Qpoint).
- Garis beban berfungsi untuk mengetahui nilai sebenarnya dari suatu arus dan tegangan dioda pada suatu rangkaian dengan mudah dan mencakup setiap kemungkinan titik operasi rangkaian.
2.8 TUGAS:
- Selain pada diode, di mana lagi kita menggunakan garis beban? Jelaskan jawaban saudara!
- Apa sebenarnya fungsi dari garis beban diode?
Jawaban
- Garis beban juga digunakan pada transistor. Karena transistor dan diode keduanya terdiri dari bahan semi konduktor. Dengan kata lain bila hambatan pada Basis bervariasi mulai dari nol sampai tak terhingga maka akan menyebabkan arus Basis (IB) menjadi berubah sehingga arus Kolector (IC) dan VCE pun akan bervariasi pada daerah masing-masing.
- Garis beban berfungsi untuk mengetahui nilai sebenarnya dari suatu arus dan tegangan dioda pada suatu rangkaian dengan mudah, lalu perpotongan antara garis beban dengan kurva karakteristik disebut Q Point atau titik kerja diode. Garis beban mencakup setiap kemungkinan titik operasi rangkaian.
LAMPIRAN
