1. DIODA
(Laporan Praktikum Elektronika Dasar I)
Penyusun :
1. Eka Nurhayanti (0913022088)
2. Febrianti Manulang (0913022044)
3. Hanny Kruisdiarti (0913022048)
4. Mitha P. Mahardika (0913022054)
5. Merta Dhewa Kusuma (0913022052)
Program Studi : Pendidikan Fisika
Kelas : B
Dosen : Drs. Eko Suyanto, M. Pd
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2011

2. ISI
1. Judul : Dioda
2. Tujuan :
a. Menguji arah aliran arus sebuah dioda dan untuk mengenali
terminal-terminalnya
b. Menguji penghalusan dan suplai daya
c. Menguji suplai daya d.c. radio transistor sederhana
d. Menguji aturan kerja suplai daya d.c. sederhana
3. Tinjauan Pustaka
Dioda
Dioda ialah jenis vacum tube yang memiliki dua buah elektroda. Dioda
tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang
bernama Sir J.A. Fleming (1849-1945) pada tahun 1904.
Dioda adalah salah satu komponen elektronika pasif. Dioda memiliki buah
dua kutub yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Dioda terbuat dari bahan semi
konduktor tipe P dan semi konduktor tipe N yang di saling dihubungkan.
Gambar Konfigurasi Dioda
Masing-masing konduktor yang terdapat pada dioda memiliki fungsi.
Untuk Semi konduktor tipe P berfungsi sebagai Anoda dan untuk semi
konduktor tipe N berfungsi sebagai katoda. Pada daerah sambungan 2

3. jenis semi konduktor yang berlawanan ini akan muncul daerah deplesi
yang akan membentuk gaya barier. Gaya barier ini dapat ditembus dengan
tegangan + sebesar 0.7 volt yang dinamakan sebagai break down voltage,
yaitu tegangan minimum dimana dioda akan bersifat sebagai
konduktor/penghantar arus listrik.
Anoda dan Katoda
Sisi Positif (P) disebut Anoda dan sisi Negatif (N) disebut Katoda.
Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N.
Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional dimana arus
mudah mengalir dari sisi P ke sisi N. Untuk mengetahui letak anoda dan
katoda biasanya diberi tanda pada ujungnya berupa gelang atau berupa
titik yang menandakan letak katoda, seperti terlihat pada gambar di bawah
ini.
Gambar 1 : Simbol dan struktur dioda
Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi
kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat
keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P
banyak terbentuk hole-hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi
N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu

4. jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P
lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan
tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole
disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron.
Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi
arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.
Gambar 2 : dioda dengan bias maju
Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan
memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat
polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.
Gambar 3 : dioda dengan bias negatif
Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran
hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron
masing-masing tertarik ke arah kutup berlawanan. Bahkan lapisan deplesi
(depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus.
Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus
satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah
menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang
tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini
disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda

5. yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt.
Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan
Germanium.
Gambar 4 : grafik arus dioda
Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus, namun
memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru
terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron
yang terbentuk di lapisan deplesi.
Pencatu daya listrik
Secara garis besar, pencatu daya listrik dibagi menjadi dua macam, yaitu
pencatu daya tak distabilkan dan pencatu daya distabilkan. Pencatu daya
tak distabilkan dan Pencatu daya distabilkan.Pencatu daya tak distabilkan
merupakan jenis pencatu daya yang paling sederhana. Pada pencatu daya
jenis ini, tegangan maaupun arus keluaran dari pencatu daya tidak
distabilkan, sehingga berubah-ubah sesuai keadaan tegangan masukan dan
beban pada keluaran. Pencatu daya jenis ini biasanya digunakan pada
peranti elektronika sederhana yang tidak sensitif akan perubahan tegangan.
Pencatu jenis ini juga banyak digunakan pada penguat daya tinggi untuk
mengkompensasi lonjakan tegangan keluaran pada penguat. Pencatu daya
distabilkan, pencatu jenis ini menggunakan suatu mekanisme loloh balik
untuk menstabilkan tegangan keluarannya, bebas dari variasi tegangan

6. masukan, beban keluaran, maupun dengung. Ada dua jenis kalang yang
digunakan untuk menstabilkan tegangan keluaran, antara lain:
Penyearah
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada
gambar-1 berikut ini. Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan
tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi
tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.
Pada rangkaian ini, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari arus
AC menjadi DC dan meneruskan tegangan positif ke beban R1. Ini yang
disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untuk
mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan
transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar-2.
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa
yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT

7. transformator sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1
mendapat suplai tegangan gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk
beberapa aplikasi seperti misalnya untuk men-catu motor dc yang kecil
atau lampu pijar dc, bentuk tegangan seperti ini sudah cukup memadai.
Walaupun terlihat di sini tegangan ripple dari kedua rangkaian di atas
masih sangat besar.
Gambar 3 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter
kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini
bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar-4
menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah
setengah gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah
garis lurus dengan kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus
untuk beban R1 dicatu oleh tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c
bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan
kapasitor.

8. Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus (I) yang mengalir ke
beban R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan
membentuk garis horizontal. Namun jika beban arus semakin besar,
kemiringan kurva b-c akan semakin tajam. Tegangan yang keluar akan
berbentuk gigi gergaji dengan tegangan ripple yang besarnya adalah :
Vr = VM -VL
dan tegangan dc ke beban adalah Vdc = VM + Vr/2
Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki tegangan
ripple (Vr) paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau pengosongan
kapasitor C, sehingga dapat ditulis :
VL = VM e -T/RC
Jika persamaan (3) disubsitusi ke rumus (1), maka diperole
Vr = VM (1 – e -T/RC)
Jika T << RC, dapat ditulis : e -T/RC 1 – T/RC
sehingga jika ini disubsitusi ke rumus (4) dapat diperoleh persamaan yang
lebih sederhana :
Vr = VM(T/RC)
VM/R tidak lain adalah beban I, sehingga dengan ini terlihat hubungan
antara beban arus I dan nilai kapasitor C terhadap tegangan ripple Vr.
Perhitungan ini efektif untuk mendapatkan nilai tegangan ripple yang
diinginkan.
Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan
menambahkan kapasitor pada rangkaian gambar 2. Bisa juga dengan
menggunakan transformator yang tanpa CT, tetapi dengan merangkai 4
dioda seperti pada gambar-5 berikut ini.

9. Sebagai contoh, anda mendisain rangkaian penyearah gelombang penuh
dari catu jala-jala listrik 220V/50Hz untuk mensuplai beban sebesar 0.5 A.
Berapa nilai kapasitor yang diperlukan sehingga rangkaian ini memiliki
tegangan ripple yang tidak lebih dari 0.75 Vpp. Jika rumus (7) dibolak-
balik maka diperoleh.
C = I.T/Vr = (0.5) (0.01)/0.75 = 6600 uF
Untuk kapasitor yang sebesar ini banyak tersedia tipe elco yang memiliki
polaritas dan tegangan kerja maksimum tertentu. Tegangan kerja kapasitor
yang digunakan harus lebih besar dari tegangan keluaran catu daya. Anda
barangkali sekarang paham mengapa rangkaian audio yang anda buat
mendengung, coba periksa kembali rangkaian penyearah catu daya yang
anda buat, apakah tegangan ripple ini cukup mengganggu. Jika dipasaran
tidak tersedia kapasitor yang demikian besar, tentu bisa dengan
memparalel dua atau tiga buah kapasitor
4. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan antara lain :
1. Project board 2. Dioda 1N4001

10. 3. Transformator
4. Catu daya
5. Osiloskop
6. Multimeter Digital
7. Multimeter Analog
8. Kabel
9. Kapasitor 100 µ F
10. Resisitor
11. Lampu 12 Volt
5. Prosedur Percobaan
Percobaan 5a : Menguji Diode
Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam percobaan ini adalah

11. 1. Menghubungkan suplai d.c. 12 V kesebuah lampu 12 V, kemudian
menyalakan, dan memperhatikan berapa kuat nyala lampu
2. Menambahkan diode secara seri dengan lampu, seperti pada gambar
dibawah ini
12
Volt
1N4001
Lampu
12 Volt
3. Mengukur besar tegangan yang melewati lampu dan tegangan yang
melewati tiap arah dioda.
4. Mengukur tahanan dalam rangkaian menggunakan multimeter analog
dengan rentang Ω : 100
Rentang Ω : 100
ohmmeter
Ω -Ve Ω+ Ve
Batang
penguji
hitam
Batang
penguuji
merah

12. 5. Mengukur tahanan dalam rangkaian menggunakan multimeter digital
dengan rentang Ω x 1000K
Ω 1000 K
+ -
Batang
penguji
merah
Batang
penguji hitam
Percobaan 5b : Penghalusan dan Suplai Daya
Adapan langkah-langkah yang dilakukan dalam percobaan ini adalah
1. Menyusun sirkit seperti gambar dibawah ini dengan sebuah resistor
muatan sebesar 1 K0
0 Volt
1N4001
Kabel
a.c.
20 Volt
20 Volt
1N4001
C1
A
B
Beban 1
K0

13. 2. Mengukur tegangan pada AB dengan memakai CRO dan menyelidiki
bentuk gelombangnya
 Tanpa menyertakan C1 dalam sirkit
 Dengan menyertakan C1 dalam sirkit
3. Mengulangi dengan memakai ukuran-ukuran kapasitor yang berlainan.
4. Mengulangi pengukuran diatas dengan beberapa seri “sumbatan” dan
kapasitor kedua yang dihubungkan untuk membentuk filter π
Percobaan 5c : Suplai daya d.c. radio transistor sederhana
Menyusun sirkit suplai daya sederhana seperti gambar di bawah ini :
Kemudian menyalakan suplai daya dan radio. Pengamat lalu
memperhatikan distorsi suara yang muncul.
Percobaan 5e : Aturan kerja suplai daya d.c. yang sederhana
Menyusun sirkit seperti gambar di bawah ini :
Kemudian mencatat besar tahanan muatan, tegangan muatan, dan arus
muatan ketika tahanan diubah dari 10k0 ke 100R0. Setelah itu,
menggambar grafik arus/tegangan pada rentang ukurannya yang lengkap.

14. 6. Data Hasil percobaan
Percobaan 5a
Lampu menyala Lampu tidak
menyala
Lampu Diode Lampu Diode
3.15 V 0,82 V 0,03 V 9,93 V
Percobaan 5b
Tegangan AB dengan memakai CRO
Tanpa menyertakan C1 Menyertakan C1
13,6 Volt 16,52 Volt
Percobaan 5c
Pada output terdapat distorsi yang sangat jelas ketika diperdengarkan
suara.
Percobaan 5e
No. Komponen yang diukur Hasil Pengukuran
1. Hambatan (R) 10K 100R
2. Tegangan (V) 12,35 6,6
3. Arus (I) mA 0,6 A = 600 mA 10,7 A = 10.700 mA
7. Analisis Data
Percobaan 5a
Pada percobaan ini, praktikan menguji arah aliran arus sebuah diode.
Lankah awalnya kita harus menyusun rangkaian seperti di bawa ini

15. 12
Volt
1N4001
Lampu
12 Volt
Saat lampu menyala, tegangan yang melewati lampu sebesar 3,15 Volt dan
tegangan yang melewati diode sebesar 0,82 Volt. Nyala lampu lebih kuat
karena…..
Saat lampu tidak menyala tegangan yang melewati lampu sebesar 0,03
Volt dan tegangan yang melewati diode sebesar 9,93 Volt. Jika kita
menggunakan multimeter analog dengan rentang Ω : 100( baterai
bertegangan rendah 1,5 Volt) maka arus akan mengalir jika terminal
positif ahmmeter dihubungkan ke katoda dan terminal negatifnya ke
anoda. Adapun hambatan yang di dapatkan sebesar 8 Ω.
Percobaan 5b
Untuk percobaan 5b, beban yang digunakan sebesar 10kΩ dan tegangan
yang digunakan sebesar 21 Volt. Adapun rangkaian percobaannya adalah

16. 0 Volt
1N4001
Kabel
a.c.
20 Volt
20 Volt
1N4001
C1
A
B
Beban 1
K0
Tegangan pada AB tanpa menggunakan C1 dalam sirkit sebesar 13,6 Volt
dan saat C1 ( 10 mF) di pasang pada sirkit, tegangannya sebesar 16,52
Volt. Pada kapasitor 100 mF besar tegangannya adalah 18,40 Volt.
Percobaan 5c
Percobaan menguji suplai daya d.c. radio transistor sederhana ini diawali
dengan merakit alat seperti pada gambar di bawah ini :
Dengan muatan berupa radio transistor yang memerlukan sumber tegangan
9 V d.c. Selanjutnya menyalakan suplai daya dan radio. Percobaan ini,
menguji kejelasan distorsi suara. Berdasarkan hasil percobaan, diketahui
bahwa semakin besar kapasitor yang digunakan maka akan semakin jelas
distorsi suara yang terjadi.
Percobaan 5e

17. Percobaan aturan kerja suplai daya d.c. yang sederhana ini, diawali dengan
menyusun sirkit seperti gambar di bawah ini :
Setelah itu, melakukan pengukuran besar nilai tahanan muatan, tegangan
muatan, dan arus muatan ketika tahanan diubah dari 10k0 ke 100R0. Hasil
pengukuran telah dilampirkan pada Data dan Hasil Pengamatan.
Berdasarkan data hasil pengamatan maka dapat dibuat grafik hubungan
antara tegangan dan arus. Berikut grafik hubungan antara tegangan dan
arus (mA) :
Dapat dilihat bahwa kurva aturan kerja suplai daya d.c. sederhana ini
hanya memperoleh sedikit perbaikan sehubungan dengan aturan kerja.

18. 8. Kesimpulan :
Berdasarkan data hasil pengamatan dan analisis data percobaan, maka
dapat disimpulkan bahwa :
1. Arus akan mengalir jika terminal positif ahmmeter dihubungkan ke
katoda dan terminal negatifnya ke anoda
2. Semakin besar kapasitor yang digunakan maka akan semakin jelas
distorsi suara yang terjadi
3. Kurva aturan kerja suplai daya d.c. sederhana hanya memperoleh
sedikit perbaikan sehubungan dengan aturan kerja