Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik dioda semikonduktor. Peralatan yang digunakan antara lain logic circuit trainer, kabel, multimeter, dioda dan resistor. Hasilnya menunjukkan bahwa dioda hanya dapat mengalirkan arus searah saja dan hubungan antara tegangan dan arus tidak linear.

1. PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR
Karakteristik Dioda
Nama : Ilham Kholfihim M
NIM : 09011281419043
Kelas : SK4B
Laboran : Hepiyani, S.T
Jurusan Sistem Komputer
Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Sriwijaya

2. 1. Judul Praktikum
Karakteristik Dioda
2. Nomor Praktikum
1 (Satu)
3. Tujuan Praktikum
dapat mengetahui komponen elektronika dioda semikonduktor.
dapat mengetahi karakteristik sebuah diode.
dapat menganalisa rangkaian forward dan reverse pada dioda
semikonduktor
4. Peralatan yang digunakan.
1. Logic circuit trainer.
2. Kabel seperlunya.
3. Multimeter.
4. Dioda semikonduktor dan resistor.
5. Dasar Teori
Dioda adalah komponen elektronik yang mempunyai dua buah
elektroda yaitu anoda dan katoda. Anoda untuk polaritas positif dan katoda
untuk polaritas negatif. Di dalam dioda terdapat junction (pertemuan)
dimana semikonduktor type-p dan semi konduktor type-n bertemu.
Fungsi dioda ini memang unik, yaitu hanya dapat mengalirkan arus
satu arah saja. Fungsi dioda paling umum adalah untuk memperbolehkan
arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan
untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur).
Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup pada
transmisi cairan dimana katup akan terbuka jika ada air yang mengalir dari
belakang katup menuju ke depan, sedangkan katup akan menutup oleh air
yang mengalir dari depan menuju ke belakang.
Fungsi dioda yang lainnya adalah sebagai penyearah sinyal tegangan
AC menjadi sinyal DC. Untuk dapat digunakan sebagai penyearah setengah
gelombang Anda bisa menggunakan sebuah dioda. Namun jika ingin
menjadi penyearah gelombang penuh, Anda harus menggunakan 4 buah
dioda yang dirangkai seperti jembatan atau dengan menggunakan 2 buah
dioda dengan trafo yang memiliki center tap (CT).
Dioda semikonduktor hanya dapat melewatkan arus searah saja,
yaitu pada saat dioda diberikan catu maju (forward bias) dari anoda (sisi P)
ke katoda (sisi N). Pada kondisi tersebut dioda dikatakan dalam keadaan
menghantar (memiliki tahanan dalam sangat kecil). Sedangkan bila dioda
diberi catu terbalik (reverse bias) maka maka pada kondisi ini dioda tidak

3. menghantar (memiliki tahanan dalam yang tinggi sehingga arus sulit
mengalir).
Untuk dioda silikon arus mulai dilewatkan setelah tegangan ≥ 0.7
Volt DC, sedangkan untuk dioda Germanium mulai dilewatkan setelah
tegangan mencapai ≥ 0.3 Volt DC. Penerapan dioda semi konduktor yang
umum adalah sebagai penyearah, selain fungsi lain seperti pembatas
tegangan, detektor dan clipper.
Secara umum, jika diuraikan maka fungsi-fungsi diode adalah
sebagai berikut:
1. Penyearah, contoh : dioda bridge
2. Penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda zener
3. Pengaman /sekering
4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuang
level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan
tertentu.
5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan
komponen dc kepada suatu sinyal ac
6. Pengganda tegangan.
7. Sebagai indikator, yaitu LED (light emiting diode)
8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power
amplifier
9. Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo
10. Sebagai rangkaian VCO (voltage controlled oscilator), yaitu
dioda varactor
Jenis-jenis Dioda
- Dioda standar
Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda
silikon mempunyai tegangan maju 0.6V sedangkan dioda germanium 0.3V.
Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi.
Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan
suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0.025V setiap kenaikan 1 derajat
dari suhu normal. Sesuai karakteristiknya dioda ini bisa dipakai untuk
fungsi-fungsi sebagai berikut:
- Penyearah sinyal AC
- Pemotong level
- Sensor suhu
- Penurun tegangan
- Pengaman polaritas terbalik pada dc input
Contoh dioda jenis ini adalah 1N400x (1A), 1N5392 (1.5A), dan 1N4148
(500mA).

4. - LED (light emiting diode)
Dioda jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan
cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. LED mempunyai batasan
arus maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan
umur led tidak lama. Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan.
Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser diode.
Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus seperti
LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem remote control
dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk optical pick-up pada
sistem CD. Dioda jenis ini dibias maju (forward).
Bila dioda dibias forward, electron pita konduksi melewati junction
dan jatuh ke dalam hole. Pada saat elektron-elektron jatuh dari pita konduksi
ke pita valensi, mereka memancarkan energi. Pada dioda LED energi
dipancarkan sebagai cahaya, sedangkan pada dioda penyearah energi ini
keluar sebagai panas. Dengan menggunakan bahan dasar pembuatan seperti
gallium, arsen dan phosfor pabrik dapat membuat LED dengan
memancarkan cahaya warna merah, kuning, dan infra merah (tak kelihatan).
Led yang menghasilkan pancaran cahaya tampak biasanya digunakan untuk
display mesin hitung, jam digital dan lain-lain. Sedangkan Led infra merah
dapat digunakan dalam sistim tanda bahaya pencuri dan lingkup lainnya
yang membutuhkan cahaya tak kelihatan, juga untuk remote control.
Keuntungan lampu Led dibandingkan lampu pijar adalah umurnya panjang,
teganagnnya rendah dan saklar nyala matinya cepat. Gambar 2.1 dibawah
ini menjukkan lambang atau simbol dari macam dioda.
- Dioda photo
Dioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini
akan menghantar jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas tertentu.
aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya (optical).
Contoh:pada optocoupler dan optical pick-up pada sistem CD. Dioda photo
dibias maju (forward).
Energi thermal menghasilkan pembawa minoritas dalam dioda,
makin tinggi suhu makin besar arus dioda yang terbias terbalik. Energi
cahaya juga menghasilkan pembawa minoritas. Dengan menggunakan
jendela kecil untuk membuka junction agar terkena sinar, pabrik dapat
membuat dioda photo. Jika cahaya luar mengenai junction dioda photo yang
dibias terbalik akan dihasilkan pasangan electron-hole dalam lapisan
pengosongan. Makin kuat cahaya makin banyak jumlah pembawa yang
dihasilkan cahaya makin besar arus reverse. Oleh sebab itu dioda photo
merupakan detektor cahaya yang baik sekali.

5. · Dioda varactor
Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai
kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan
kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada sistem
transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio
dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem
PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca
penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi tegangan
koreksi untuk oscilator. Dioda varactor dibias reverse. Dengan mengubah-
ubah tegangan riverse pada varactor kita dapat mengubah frekuensi
resonansi. Penerapan dioda varaktor ini biasanya pada tuner yang ditala
menggunakan tegangan.
· Dioda Schottky
Dioda schottky menggunakan logam emas, perak atau platina pada
salah satu sisi junction dan silicon yang di dop (biasanya type-n) pada sisi
yang lain. Dioda semacam ini adalah piranti unipolar karena electron bebas
merupakan pembawa mayoritas pada kedua sisi junction. Dan dioda
Schottky ini tidak mempunyai lapisan pengosongan atau penyimpanan
muatan, sehingga mengakibatkan ia dapat di switch nyala dan mati lebih
cepat dari pada dioda bipolar. Sebagai hasilnya piranti ini dapat
menyearahkan frekuensi diatas 300 Mhz dan jauh diatas kemampuan dioda
bipolar.
· Dioda Step-Recovery
Dengan mengurangi tingkat doping dekat junction pabrik dapat
membuat dioda step-recovery piranti yang memanfaatkan penyimpanan
muatan. Selama konduksi maju dioda berlaku seperti dioda biasa dan bila
dibias terbalik dioda ini konduksi sementara lapisan pengosongan sedang
diatur dan kemudian tiba-tiba saja arus balik menjadi nol. Dalam keadaan
ini seolah-olah dioda tiba-tiba terbuka menjepret (snaps open) seperti saklar,
dan inilah sebabnya kenapa dioda step-recovery sering kali disebut dioda
snap. Dioda step-recovery digunakan dalam rangkaian pulsa dan digital
untuk menghasilkan pulsa yang sangat cepat. Snap-off yang tiba-tiba dapat
menghasilkan pensaklaran on-off kurang dari 1 ns. Dioda khusus ini juga
digunakan dalam pengali frekuensi.
· Dioda Zener
Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain
itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level
tertentu untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil
maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus
besar diperlukan sebuah buffer arus. Dioda zener dibias mundur (reverse).

6. Dioda zener dibuat untuk bekerja pada daerah breakdown dan
menghasilkan tegangan breakdown kira-kira dari 2 sampai 200 Volt.
Dengan memberikan tegangan terbalik melampaui tegangan breakdown
zener, piranti berlaku seperti sumber tegangan konstan, dengan kata lain
dioda zener akan membatasi tegangan agar tidak lebih besar dari tegangan
breakdownnya. Dioda Zener banyak digunakan kedua setelah dioda
penyearah, dioda zener adalah komponen utama regulator tegangan.
Kerusakan yang sering ditemui pada Dioda
- Arus bocor saat di beri bias terbalik
- Hubung singkat / tegangan tembus saat di beri bias terbalik
- Sirkuit terputus
6. Prosedur Praktikum
Forward bias.
a. Buatlah rangkaian dioda seperti gambar 1.1.
b. Lalu lakukanlah pengkuran tegangan pada dioda pada saat arus di dioda 1
mA, 2 mA, 3 mA, 4 mA, mA, 5 mA, 6 mA, 7 mA, 8 mA, 9 mA, 10 mA.
c. Dari data hasil pengamatan, gambarkan kurva arus dioda terhadap tegangan
dioda.
Reverse bias.
a. Buatlah rangkaian dioda seperti gambar 1.2.

7. b. Lalu lakukanlah pengkuran tegangan pada dioda pada saat arus di dioda 1
mA, 2 mA, 3 mA, 4 mA, mA, 5 mA, 6 mA, 7 mA, 8 mA, 9 mA, 10 mA.
c. Dari data hasil pengamatan, gambarkan kurva arus dioda terhadap tegangan
dioda.
7. Data Hasil Praktikum
Forward Bias 1N 4007
Id Vd
1 mA 0, 578 V
2 mA 0, 614 V
3 mA 0,627 V
4 mA 0,641 V
5 mA 0,652 V
6 mA 0,664 V
7 mA 0,672 V
7,5 mA 0,674 V
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0.6 0.62 0.64 0.66 0.68 0.7

8. Reverse Bias 1N 4007
Id Vd
0 µA 0 V
0 µA 1 V
0 µA 2 V
0 µA 4 V
15 µA 8 V
25 µA 10 V
33 µA 12 V
43 µA 14 V
Forward Bias 1N 4002
Id Vd
1 mA 0,568 V
2 mA 0,599 V
3 mA 0,619 V
4 mA 0,631 V
5 mA 0,643 V
6 mA 0,652 V
7 mA 0,657 V
7,5 mA 0,661 V
-10
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8 10 12 14 16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0.56 0.58 0.6 0.62 0.64 0.66 0.68

9. Reverse Bias 1N 4002
Id Vd
2 µA 0.01
2 µA 0.01
2 µA 0.01
2 µA 0.01
2 µA 0.01
2 µA 0.01
8.5 µA 0.04
29.7 µA 0.14
8. Analisa
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan terlihat dioda berguna
menyearahkan arus pada satu arah karena pada sifat dioda yaitu
mengalirkan arus hanya dalam satu arah. Untuk arah yang searah tegangan
(arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus yang di
lewatkan sangat kecil sehingga dapat di abaikan. Pada percobaan ini, inti
dari tujuan tersebut ialah mempelajari hubungan perubahan tegangan dan
kuat arus listrik sehingga semakin besar tegangan dioda maka semakin besar
pula arus diodanya namun dari grafik terlihat hubungan antara tegangan
dioda dan arus dioda tidaklah linear. Hal ini disebabkan karena adanya
potensial penghalang (potensial barrier). Ketika tegangan dioda lebih kecil
dari tegangan penghambat tersebut maka arus dioda akan kecil, ketika
tegangan dioda melebihi potensial penghalang arus dioda akan naik secara
cepat.
Tegangan dan kuat arus yang diukur dengan menggunakan
Voltmeter dan amperameter akan bisa terbaca apabila potensiometer
diputar dari keadaan minimum. Akan tetapi apabila potensiometer tersebut
berada pada posisi minimum, tegangan dan kuat arus tidak bisa terbaca pada
0
20
40
60
80
100
120
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

10. alat ukur karena hal ini menunjukkan potensiometer juga berfungsi
menghambat aliran arus.
Pada kegiatan pertama, untuk bias maju (Forward bias) digunakan
resistor tetap sebesar 2 Kilo Ohm dan tegangan sumber tetap untuk dioda
silikon 1 Volt sedangkan untuk dioda germanium juga digunakan tegangan
sumber 1 Volt. Dalam hal ini bias maju (Forward bias) atau bias positif,
dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi 3 lebih besar dari sisi 2,
maka elektron dari sisi 2 akan bergerak untuk mengisi hole di sisi 3. Tentu
kalau elektron mengisi hole disisi 2, maka akan terbentuk hole pada sisi 3
karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari 3 menuju 2. Jika
menggunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik
dari sisi A ke sisi B sehingga memungkinkan arus yang sangat besar
mengalir walaupun hanya dengan potensial sumber yang relatif kecil. Pada
tabel pengamatan yang di peroleh semakin besar potensial sumber atau
tegangan dioda maka semain besar pula arus diodanya hal ini terbukti.
Dioda silicon dan dioda germanium sesuai dengan teori bahwa
grafik tidaklah linear karena adanya pengaruh potensial penghalang
(potensial barrier) sehingga dapat kita ketahui titik kerja dari grafik
tersebut. Untuk dioda silicon pada grafik Arus - Tegangan yang di peroleh
yaitu 0.50 Volt. Berdasarkan teori dari bahan yang di gunakan yaitu
germanium dengan tegangan konduksi sebesar diatas 0.3 Volt sehingga
dapat dikatakan kegiatan pertama sesuai dengan teori kerena
Vd mendekati 0.3 Volt. Begitupun untuk dioda penyearah titik kerja yang di
peroleh >0.3 Volt yaitu 0.52 Volt hal ini sesuai dengan teori.
Pada kegiatan kedua, untuk bias mundur (Reserve bias) digunakan
resistor tetap sebesar 56 ohm dan tegangan sumber tetap untuk dioda silicon
15 Volt sedangkan untuk dioda penyearah digunakan tegangan sumber 10
Volt. Dalam hal ini bias mundur (Reserve bias) atau bias negatif, sisi 3
mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi 2. Sehingga tidak akan
terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari 3 ke 2 maupun sebaliknya.
Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutub
berlawanan. Pada tabel pengamatan, diperoleh bahwa semakin besar
tegangan dioda maka semakin besar pula arus diodanya dan hal ini terbukti.
Namun, ada beberapa data yang menghasilkan arus dioda yang bernilai nol
hal ini di sebabkan karena untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan
arus, karena memiliki batas. Pada grafik kegiatan kedua bias mundur untuk
dioda zener dan dioda penyearah sesuai dengan teori bahwa grafik tidaklah
linear karena adanya pengaruh potensial penghalang (potensial barrier),
sehingga dapat kita ketahui titik kerja dari grafik tersebut.

11. 9. Kesimpulan
1. Semakin besar tegangan pada diode, maka akan semakin besar pula
nilai arus pada diode
2. Pada saat forward bias besar hambatan tergantung pada besar tegangan
dan arus yang melewati dioda.
3. Pada saat reverse bias hambatan pada dioda sangat besar sehingga arus
yang mengalir menjadi sangat kecil
4. dioda merupakan komponen elektronika yang berfungsi sebagai
penyearah arus listrik.
5. Pada saat dioda diberi prategangan maju (forward bias) ,maka dioda
dapat mengalirkan arus,

12. Daftar Pustaka
Boylestad, R., & Nashelsky, L. 1989. Electronic Devices and Circuit Theory, Fourth
Edition. Delhi : Prentice Hall of India.
Malvino, A.P. 2003. Prinsip-Prinsip Elektronika, Buku 1. Jakarta : Salemba Teknika.
Martawijaya, M. A., dkk. 2008. Dasar – Dasar Elektronika, Buku 1. Makassar : Badan
Penerbit UNM Makassar.

13. Tugas
1. Apa yang dimaksud dengan tegangan breakdown, tegangan knee, forward
bias dan reverse bias ?
2. Apa saja fungsi dari diode?
Jawab
1. Forward bias adalah Suatu keadaan dimana dioda dapat mengalirkan arus
listrik dari sisi P (kaki anoda) ke sisi N (kaki katoda) tanpa adanya suatu
hambatan. Pada keadaan ini dioda bisa dianggap sebagai saklar tertutup.
Reverse Bias adalah Suatu keadaan dimana tidak akan terjadi perpindahan
electron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya, dikarenakan baik
hole dan electron masing-masing tertarik kearah kutub berlawanan sehingga
menyebabkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan
menghalangi terjadinya arus. Pada keadaan ini diod bisa dianggap sebagai
saklar terbuka.
Tegangan Breakdown adalah Suatu keadaan dimana dioda tidak dapat
menahan aliran electron dilapisan deplesi yang disebabkan karena reverse
bias pada dioda yang tidak dapat mengalirkan arus pada tegangan puluhan
sampai ratusan volt.
Tegangan knee:
a. Tegangan pada saat arus mulai membesar dengan cepat
dikarenakan forward bias pada dioda yang dapat mengalirkan arus
dengan mudah.
b. Apabila tegangan dioda lebih besar dari tegangan knee maka dioda akan
menghantar dengan mudah dan sebaliknya bila tegangan dioda lebih
kecil maka dioda tidak menghantar dengan baik.
c. Tegangan dioda pada bahan silicon diatas 0,7 volt dan pada bahan
germanium diatas 0,3 volt.
2. Fungsi Dioda adalah sebagai berikut :
a. Sebagai penyearah untuk komponen dioda bridge.
b. Sebagai penstabil tegangan pada komponen dioda zener.
c. Sebagai pengaman atau sekering.
d. Sebagai pemangkas atau pembuang level sinyal yang ada di atas atau
bawah tegangan tertentu pada rangkaian clipper.
e. Sebagai penambah komponen DC didalam sinyal AC pada rangkaian
clamper.
f. Sebagai pengganda tegangan.
g. Sebagai indikator untuk rangkaian LED (Light Emiting Diode).

14. h. Dapat digunakan sebagai sensor panas pada aplikasi rangkaian power
amplifier.
i. Sebagai sensor cahaya pada komponen dioda photo.
j. Sebagai rangkaian VCO (Voltage Controlled Oscilator) pada komponen
dioda varactor.