MODUL 1 PRATIKUM ELEKTRONIKA





MODUL I

KARAKTERISTIK DIODA


1. Pendahuluan [Kembali]

    Dioda merupakan salah satu komponen semikonduktor paling dasar dan penting dalam elektronika. Komponen ini memiliki dua terminal, yaitu anoda dan katoda, yang berfungsi mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah. Karakteristik utama dioda terletak pada sifat arah hantarnya yang searah (rectifying behavior), di mana dioda akan menghantarkan arus ketika diberi bias maju (forward bias) dan menahan arus ketika diberi bias balik (reverse bias). Sifat ini menjadikan dioda sangat berguna dalam berbagai aplikasi, seperti penyearah arus (rectifier), pelindung rangkaian, penstabil tegangan, serta pengubah sinyal. 

    Untuk memahami cara kerja dan penerapannya, penting mempelajari karakteristik dioda yang meliputi hubungan arus-tegangan (I-V characteristics), tegangan ambang (threshold voltage), arus bocor (leakage current), serta respon dioda terhadap perubahan suhu. Pemahaman yang baik terhadap karakteristik ini akan membantu dalam merancang dan menganalisis berbagai rangkaian elektronika secara lebih efektif dan efisien.    


2. Tujuan [Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda.

2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dioda zener.

3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik Half Bridge Rectifier dan Full Bridge Rectifier.  


3. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Electronic Base Station

Base Station

    Trainer elektronika dasar adalah alat yang dirancang untuk membantu pelajar dan teknisi mempelajari konsep-konsep fundamental dalam elektronika dengan cara yang interaktif dan praktis. Fungsi utama dari trainer ini adalah menyediakan platform yang memungkinkan pengguna untuk merakit, menguji, dan menganalisis berbagai rangkaian elektronik dasar tanpa memerlukan laboratorium yang lengkap. Trainer ini dilengkapi dengan berbagai komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, transistor, dan dioda, serta sering kali menyertakan modul pelatihan untuk sirkuit logika, amplifier, dan sistem komunikasi. Dengan adanya trainer ini, pelajar dapat belajar tentang hukum Ohm, analisis rangkaian, dan prinsip kerja komponen elektronik secara langsung, mengembangkan keterampilan praktis dalam merancang dan memecahkan masalah elektronik, serta memperoleh pemahaman yang lebih mendalam mengenai aplikasi teori elektronika dalam praktek. Trainer elektronika dasar juga sering dilengkapi dengan alat pengukur seperti multimeter dan oscilloscope, yang memungkinkan pengguna untuk memantau dan menganalisis sinyal, serta mengukur berbagai parameter listrik secara real-time.


2. Electronic Module Kit Dioda, Dioda Zener, Half Bridge Rectifier dan Full Bridge Rectifier.

                                


    Electronic Module Kit yang berisi Dioda, Dioda Zener, Half Bridge Rectifier, dan Full Bridge Rectifier merupakan perangkat pembelajaran penting dalam memahami dasar-dasar elektronika daya dan sistem penyearahan arus. Dioda digunakan sebagai komponen utama untuk mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah, sehingga menjadi dasar dari proses penyearahan (rectification). Sementara itu, Dioda Zener memiliki karakteristik khusus yang memungkinkannya menghantarkan arus balik pada tegangan tertentu, sehingga sering digunakan sebagai penstabil tegangan (voltage regulator).

    Rangkaian Half Bridge Rectifier (penyearah setengah gelombang) dan Full Bridge Rectifier (penyearah gelombang penuh) merupakan penerapan praktis dari fungsi dioda dalam mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Half Bridge Rectifier hanya menggunakan satu dioda sehingga menghasilkan arus DC dengan banyak riak (ripple), sedangkan Full Bridge Rectifier menggunakan empat dioda untuk menghasilkan arus DC yang lebih halus dan efisien. Melalui modul ini, pengguna dapat mempelajari secara langsung bagaimana dioda dan variasinya bekerja dalam berbagai konfigurasi, sekaligus memahami prinsip dasar penyearahan yang menjadi fondasi bagi banyak perangkat elektronik modern.

3. Osiloskop

    Osiloskop ialah alat ukur yang dipakai guna memetakan atau membaca sinyal listrik maupun frekuensi. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Piranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop mengakibatkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari.

4. Jumper
  Jumper
    Di bidang elektronika, jumper digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan jalur pada papan sirkuit, memungkinkan konfigurasi dan penyesuaian pengaturan perangkat. Jumper sering dipakai untuk mengatur mode operasi, mengaktifkan atau menonaktifkan fitur, serta dalam proses troubleshooting dan pemeliharaan. Dengan kemudahan dalam pemasangan dan penggantian, jumper mempermudah perubahan konfigurasi tanpa perlu soldering, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan efisiensi dalam pengembangan dan perawatan perangkat elektronik.

5. Multimeter
Multimeter

    Multimeter adalah alat yang sangat berguna dalam pengukuran dan diagnostik elektronik, karena mampu mengukur berbagai parameter listrik seperti tegangan, arus, dan resistansi. Dengan kemampuan ini, multimeter memungkinkan teknisi dan insinyur untuk memeriksa dan menganalisis kondisi sirkuit elektronik, menemukan masalah atau kerusakan, dan memastikan komponen berfungsi dengan benar. Selain itu, multimeter sering digunakan dalam pemeliharaan dan perbaikan peralatan elektronik, memberikan data penting untuk perbaikan atau kalibrasi sistem. Fungsionalitas yang luas dan kemudahan penggunaan menjadikan multimeter sebagai alat penting dalam pengembangan, perawatan, dan troubleshooting perangkat elektronik.


B. Bahan

1. Resistor 1K, 10K, 560 ohm

Resistor

    Resistor berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam rangkaian elektronik, melindungi komponen sensitif, dan mengatur tegangan. Dengan membagi tegangan dan arus, resistor membantu dalam pengaturan sinyal, filter, dan aplikasi lainnya. Fungsi ini memastikan kestabilan dan keandalan operasi sirkuit elektronik, mendukung berbagai perangkat dan sistem dalam kehidupan sehari-hari.


4. Dasar Teori [Kembali]

    Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda. Kontruksi dan simbol dioda seperti pada gambar berikut :


    Dioda akan mengalirkan arus maju (konduksi) jika diberi bias maju (forward bias) yaitu anoda mendapat tegangan positif dan katoda mendapat tegangan negatif. Sebaliknya, jika diberi bias mundur (reverse bias) maka dioda mempunyai resistansi tinggi. Pada dasarnya dioda akan mengalami konduksi jika diberi tegangan maju yang cukup (0,7 V untuk dioda silikon dan 0,2 V untuk dioda germanium). Setelah mencapai tegangan tersebut, setiap kenaikan tegangan akan diikuti dengan kenaikan arus. 

  Pada saat terjadi forward bias, terjadi perpindahan muatan listrik positif ke bagian positif dioda yang akan mengisi positif layer sehingga menekan depletion layer. Sedangkan pada reverse bias, muatan positif dan muatan negative pada daerah P dioda akan ditarik oleh sumber. Sehingga depletion layer akan melebar dan tidak dapat mengalirkan arus.



Dioda Zener

    Dioda Zener merupakan jenis diode yang dirancang khusus untuk dapat beroperasi di rangkaian reverse bias (bias balik).

Pada dasarnya, dioda zener akan menyalurkan arus listrik ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan tembusnya. Karakteristik ini berbeda dengan dioda biasa yang hanya dapat menyalurkan arus listrik ke satu arah. Sebuah dioda zener yang dipasangkan dalam rangkaian reverse bias akan menjaga agar tegangan jatuhnya outputnya tetap stabil walaupun tegangan input diubah-ubah.

Dioda sebagai Rectifier (Penyearah)

    Dioda sering digunakan untuk menyearahkan arus AC menjadi arus DC. Ketika dioda dialiri oleh sumber AC, ia hanya akan mengalirkan arus selama setengah siklus positif (untuk dioda ideal) dan menahan arus selama setengah siklus negatif. Ini menghasilkan arus DC yang berdenyut (pulsating DC).

Half Bridge Rectifier

    Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang (Half bridge Rectifier), hanya setengah dari gelombang AC yang diteruskan oleh dioda, sehingga menghasilkan arus DC dengan denyutan setengah gelombang. Penyearah setengah gelombang adalah perangkat yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).

Full Bridge Rectifier

    Dalam rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan jembatan dioda (bridge rectifier), seluruh gelombang AC digunakan dan akan menghasilkan arus DC dengan denyutan penuh. Jenis penyearah fase tunggal ini menggunakan empat dioda. Keempat penyearah individual terhubung dalam konfigurasi Bridge atau jembatan loop tertutup untuk menghasilkan output yang diinginkan. Keuntungan utama dari rangkaian jembatan ini adalah tidak memerlukan trafo khusus yang menggunakan center tap.

Dioda Bridge Sebagai Full Bridge Rectifier lebih menguntungkan dari segi biaya karena trafo bekerja secara full.

 

5. Percobaan [Kembali]   

5.1 Dioda

  •  a. Susun rangkaian sesuai gambar 4.1. 
  •  b. Hubungkan resistor dan dioda. 
  •  c. Gunakan AC power supply 6Vac. Gambar 4.1 Rangkaian Dioda 
  •  d. Aktifkan power supply, dan ukur nilai arus dan tegangannya. 
  •  e. Gunakan osiloskop dan hubungkan pada rangkaiannya untuk menganalisa gelombang input dan outputnya. 
  •  f. Ulangi percobaan dengan variasi nilai resistansi yang berbeda.

5.2 Diode Zener 
  •  a. Susun rangkaian sesuai gambar 4.2
  •  b. Hubungkan dioda zener dan resistor. 
  •  c. Gunakan DC power supply 5V. 
  •  d. Aktifkan power supply dan ukur nilai arus dan tegangannya. 
  •  e. Ulangi percobaan dengan nilai resistor RA yang berbeda.

5.3 Half Bridge Rectifier 
  •  a. Susun rangkaian sesuai gambar 4.3 atau 4.4. 
  •  b. Hubungkan dioda, resistor atau kapasitor. 
  •  c. Gunakan AC power supply 6Vac, serta hubungkan osiloskop pada rangkaian. 
  •  d. Aktifkan power supply dan ukur nilai arus dan tegangan serta analisa gelombang outputnya.
  •  e. Ulangi percobaan dengan nilai resistor atau kapasitor berbeda. 

5.4 Full Bridge Rectifier 
  •  a. Susun rangkaian sesuai gambar 4.5 atau 4.6. 
  •  b. Hubungkan dioda, resistor atau kapasitor. 
  •  c. Gunakan AC power supply 6Vac, dan hubungkan osiloskop pada rangkaian. 
  •  d. Aktifkan power supply dan ukur nilai arus dan tegangan, serta analisa gelombang output. 
  •  e. Ulangi percobaan dengan nilai resistor atau kapasitor yang berbeda

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
Bahan Presentasi  Mata Kuliah Elektronika 2024 Disusun Oleh: M. Alfaridzi Putra Adita NIM : 2410951021 Dosen Pengampu : Dr. Darwison ,MT Rizki Wahyu Pratama ST, MT Referensi : a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013 d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.      
Baca selengkapnya