1. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 18
MODUL 3
DIODA DAN CATU DAYA
1. TUJUAN
Setelah melakukan praktikum ini, praktikan diharapkan telah memiliki
kemampuan sebagai berikut :
1.1. Membuat gambar karakteristik statik dioda dan menggunakannya.
1.2. Memahami perbedaan pokok antara dioda penyearah biasa dan dioda zener.
1.3. Memasang dioda pada rangkaian agar bekerja sebagai penyearah setengah
gelombang dan juga sebagai penyearah gelombang penuh.
1.4. Mengukur tegangan AC dan DC pada penyearah tegangan bertapis untuk berbagai
nilai beban dan menggunakan teori kasar untuk menganalisa hasil pengukuran.
1.5. Menggunakan dioda zener serta memasangnya di dalam suatu rangkaian catu daya
untuk pengaturan tegangan serta melakukan pengukuran untuk memperoleh kurva
pembebanan.
2. ALAT DAN KOMPONEN
2.1. Signal Generator 2.6. Resistor
2.2. Osiloskop 2.7. Kapasitor
2.3. Multimeter 2.8. Dioda daya
2.4. Breadboard 2.9. Dioda zener
2.5. Catu Daya Variabel DC 2.10. Transformator, kabel-kabel jumper
3. DESKRIPSI
3.1 DIODA
Kita dapat menyelidiki karakteristik statik dioda, dengan cara memasang dioda
seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Kurva karakteristik statik dioda
merupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda, terhadap tegangan VD, beda
tegang antara titik a dan b (lihat gambar 1 dan gambar 2)

2. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 19
ID
V
a b
D
+ VPIV
V DD R VD
L VC
c IS
Gambar 1. Rangkaian untuk mengukur
karakteristik statik dioda Gambar 2. Kurva karakteristik dioda
Karakteristik statik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (Vab) dan
arus yang melalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara, yaitu mengubah VDD.
Bila arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab, kita peroleh karakteristik
statik dioda
Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif) dioda
dikatakan mendapat bias forward. Bila VD negatip disebut bias reserve atau bias
mundur. Pada gambar 2 VC disebut cut-in-voltage, IS arus saturasi dan VPIV adalah
peak-inverse voltage.
Bila harga VDD diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Bila kita mempunyai
karakteristik statik dioda dan kita tahu harga VDD dan RL, maka harga arus ID dan VD
dapat kita tentukan sebagai berikut. Dari gambar 1.
VDD = Vab + (I· RL) atau I = -(Vab/RL) + (VDD / RL)
Bila hubungan di atas kita lukiskan pada karakteristik statik dioda kita akan
mendapatkan garis lurus dengan kemiringan (1/RL). Garis ini disebut garis beban (load
line). Ini ditunjukkan pada gambar 3.

3. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 20
ID
V dd
Kita lihat bahwa garis beban
RL
Id (q) q
memotong sumbu V dioda pada
Vpiv harga VDD yaitu bila arus I=0, dan
VD
Vc Vd (q) V dd memotong sumbu I pada harga
Is (VDD/RL). Titik potong antara
karakteristik statik dengan garis
Gambar 3. Kurva karakteristik dan garis beban beban memberikan harga tegangan
dioda VD(q) dan arus dioda ID(q).
Dengan mengubah harga VDD kita akan mendapatkan garis-garis beban sejajar seperti
pada gambar 3. Bila VDD<0 dan |VDD| < VPIV maka arus dioda yang mengalir adalah
kecil sekali, yaitu arus saturasi IS. Arus ini mempunyai harga kira-kira 1 µA untuk dioda
silikon.
3.2. CATU DAYA
TRANSFORMATOR
Transformator berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan tegangan AC.
Dalam percobaan ini digunakan transformator untuk menurunkan tegangan. Perhatikan
diagram transformator pada gambar 4.
T
RL
CT
PLN V
Gambar 4. Pembebanan transformator
Setiap transformator memiliki hambatan keluaran Ro, yang akan menyebabkan
turunnya tegangan sekunder dari trafo jika dipasang beban antara CT dan V. Tegangan
turun sebesar V = IL · Ro, dimana IL adalah arus beban. Makin besar arus beban yang
ditarik, makin kecil tegangan keluaran.

4. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 21
Tegangan keluaran dalam keadaan terbebani (Vob) adalah Vob = Voo- IL · Ro, sedangkan
Voo adalah tegangan keluaran tanpa beban yang merupakan tegangan keluaran
transformator diukur dengan multimeter tanpa beban.
Hal tersebut perlu kita lakukan untuk dapat menentukan hambatan keluaran
transformator R0, karena kita tidak memiliki amperemeter yang dapat mengukur
langsung arus beban.
PENYEARAH
Untuk memperoleh tegangan penyearah yang cukup konstan pada suatu harga,
kita dapat membuat penyearah tegangan dengan menggunakan dioda. Kita dapat
membuat berbagai macam rangkaian penyearah, misalnya rangkaian penyearah dengan
tapis yang berfungsi meratakan tegangan keluaran.
D Vo
T
PLN CT RL t
Gambar 5. Penyearah setengah gelombang
D1 Vo= Vc
T a c
Va
PLN CT RL t
V
D2 b
b
Gambar 6. Penyearah gelombang penuh
D1
T
RL +
CT
PLN C
D2
Gambar 7. Penyearah dengan tapis

5. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 22
Adanya hambatan keluaran transformator yang menyebabkan hilangnya atau turunnya
tegangan keluaran dapat kita hindari dalam batas-batas arus beban tertentu. Untuk
tujuan tersebut kita dapat memasang dioda zener dalam rangkaian kita. Jadi kita dapat
membuat penyearah gelombang dengan menggunakan dioda, kapasitor, dan dioda zener
dengan berbagai macam desain.
CATU DAYA TEREGULASI ZENER
D1 RS
T a c
Is IL
CT +
PLN C RL
Z
D2 Iz
b
Gambar 8. Penyearah dengan regulator zener
Tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami penurunan tegangan jika
kita bebani. Kita dapat mencegah terjadinya hal ini sehingga kita memperoleh
penyearah yang tidak akan turun tegangan keluarannya jika kita bebani dalam batas-
batas tertentu. Dengan menggunakan dioda zener maka tujuan tersebut akan dapat
dicapai.
4. TUGAS PENDAHULUAN
Sebaiknya kerjakan tugas pendahuluan jauh hari sebelum praktikum. Untuk
referensi baca dengan baik buku “Elekronika : Teori Dasar dan Penerapannya”, sutrisno
(Sub bab 2. komponen pasif dan Bab 4. Dioda semikonduktor) dan deskripsi di atas.
Tulis dengan tulisan yang mudah dibaca, buatlah master sendiri untuk persian ujian
akhir.
Persiapkan parktikum kali ini dengan baik, Apa yang Kita Lakukan Hari Ini Akan
Menentukan Masa Depan Kita.
Pertanyaan :
4.1. Mengapa dioda hanya melewatkan arus pada satu arah saja?
4.2. Apa yang dimaksud dengan

6. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 23
a. panjar maju
b. panjar mundur
c. cut-in voltage
d. arus saturasi
e. peak-inverse- voltage
4.3. Jelaskan perbedaan dan persamaan dioda dengan resistor! Baik secara teori
maupun cara mengukur
4.4. Jelaskan cara menentukan titik kerja dioda!
4.5. Sebutkan beberapa syarat transformator yang baik.
4.6. Sebutkan penyebab jatuhnya tegangan pada keluaran transformator dalam keadaan
terbebani! (3)
4.7. Apa fungsi center-tap (CT) pada trafo?
4.8. Sebutkan keuntungan dan kerugian penyearah gelombang penuh dan penyearah
setengah gelombang, dengan trafo tanpa CT!
4.9. Bagaimanakah spesifikasi kapasitor yang baik yang digunakan sebagai tapis pada
sebuah penyearah?
4.10. Apakah yang dimaksud dengan tegangan ripple?
4.11. Sebutkan apa yang terjadi jika penyearah tak teregulasi diberi beban yang cukup
besar!
4.12. Gambarkan garis beban dioda zener pada saat beban terhubung singkat.
4.13. Jelaskan perbedaan antara dioda daya dengan dioda zener!
4.14. Apa fungsi RS pada rangkaian berpengaturan zener(Gambar 8) dan terangkan cara
menghitung nilainya !
4.15. Dapatkah dioda zener digunakan sebagai penyearah tegangan AC? Jelaskan!.
4.16. Gambarlah kurva karakteristik untuk dioda zener!
4.17. Terangkan kriteria catudaya yang baik!
4.18. Apa perbedaan catudaya teregulasi dengan catu daya tak teregulasi!
5. PERCOBAAN
5.1. Karakteristik Dioda
Pada percobaan ini anda diminta untuk membuat gambar kurva
karakteristik statik dioda pada forward-bias(bias maju) dan reserve-bias(bias

7. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 24
mundur). Ini dimaksudkan agar anda 'merasa' betapa peka arus dioda pada keadaan
forward dan pada keadaan breakdown(bias reserve) terhadap perubahan tegangan.
5.1.1. Dioda Daya
a. Pasang rangkaian seperti pada gambar 1
b. Gunakan dioda daya silikon. Pasang VDD mulai dari 0 volt sampai 5 volt(buat tabel
dengan kelipatan VDD = 0,2 volt). Dengan multimeter, ukur dan catat Vab dan Vbc
untuk setiap harga VDD.
c. Hitung arus dioda ID = (Vbc/RL).
d. Dari data pengukuran ini lukiskan kurva karakteristik statik dioda pada ketas
grafik dan hitung hambatan incremental dioda rd untuk V=1,2 volt dan 1,5 volt.
Bandingkanlah dengan perhitungan aproksimasi rd = 25 I d [(mA)] rd = 25 .
5.1.2. Dioda zener.
Dioda yang digunakan adalah dioda zener. Dengan cepat temukan dahulu VPIV
dengan mengukur Vbc sambil VDD diubah dengan cepat. Bila tegangan PIV tercapai
maka arus ID akan mulai membesar ini catat harga tegangan dioda Vab.
Lakukan pengamatan yang banyak pada daerah VPIV supaya
lengkungan breakdown dapat teramati dengan cermat.
Lukiskan kurva breakdown untuk dioda zener yang digunakan, lalu ukur
hambatan incremental rz pada beberap tegangan dekat VPIV. Buat grafik rz vs V.
5.2. Penyearah
5.2.1. Pembebanan pada penyearah gelombang penuh
a. Pasang rangkaian seperti pada gambar 6.
b. Lakukan pengukuran untuk menentukan lengkung pembebanan dengan
menggunakan multimeter dan osiloskop.
c. Catat bentuk-bentuk tegangan pada titik a,b,c terhadap ground untuk setiap
pembebanan.
No. RL Va Vb Vc
1
...
d. Balikkan polarits dioda D1 dan D2, catat bentuk tegangan pada titik c tanpa
beban.

8. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 25
e. Tambahkan kapasitor pada rangkaian sehingga kapasitor terpasang pararel terhadap
RL.
f. Lukis bentuk gelombang yang anda amati pada titik a,b,c. Tulis juga hasil
pengamatan dalam bentuk tabel.
g. Ulangi langkah (b), Catat besar dan bentuk tegangan ripple untuk tiap
pengukuran dengan C =1000 µF, dan C= 100 µF.
h. Terangkan perbedaan antara pembacaan tegangan oleh osiloskop dan
multimeter!(tulis pada laporan)
i. Lukis lengkung pembebanan dan tentukan hambatan keluaran
transformator R0 untuk percobaan 5.2.1!
j. Pada arus beban berapa, tegangan keluaran sama dengan setengah kali
tegangan keluaran terbuka (V0 = 0.5 · V00)?
k. Lukis bentuk isyarat keluaran jika polaritas dioda dibalik. Jelaskan mengapa
demikian!
5.2.2. Catu Daya dengan regulator Zener.
a. Pasang rangkaian seperti gambar 8.
b. Catat besarnya harga komponen pasif!
c. Lakukan pengukuran pada titik a, b dengan osiloskop dan multimeter untuk
menentukan lengkung pembebanan.
d. Perhatikan arus maksimum yang boleh melewati Zener, jangan sampai dioda zener
rusak!
e. Ambil pengamatan di sekitar IL - IS = (VC-VZ)/RS.
f. Tulis juga hasil pengamatan dalam bentuk tabel!
g. Lukis lengkung pembebanan pada percobaan ini dan tentukan R0 pada
keadaan teregulasi dan tak teregulasi.
h. Mengapa pada penyearah tegangan berpengaturan zener, zener
dipasang dalam keadaan bias mundur! (Baca buku referensi)
i. Baliklah polaritas zener. Apa yang terjadi pada keluaran bila polaritas zener
dibalik?
5. REFERENSI
“Elektronika : teori dasar dan penerapannya”, jilid 1, Bandung: Penerbit ITB, 1986”

9. MODUL 3 FI – 2104 ELEKTRONIKA 26
“Siapkan diri sebelum PERANG”
“Selamat bekerja dan tetap semangat!”
^.^
-Tim Penyusun-