KELOMPOK B.1 : Syamsam Ardu. S Muhklis Risma A St. Muthmainnah P PENGIKUT ZENER KELOMPOK B.1 : Syamsam Ardu. S Muhklis Risma A St. Muthmainnah P

Latar Belakang Sebuah Dioda biasanya dianggap sebagai alat yang menyalurkan listrik ke atau arah namun Dioda zener, di buat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas “tegangan rusak” (breakdwon voltage). Dioda yang biiasa tidak akan mengijinkan arus listrik untuk mengalir secara berlawanan jika jika dicatu – balik (reserse bresed), di bawah tegangan rusaknya, dioda biasanya akan menjadi rusak karena kelibihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Sebuah dioda zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tegangan rusak yang jauh dikurangi, disebut tegangan zener. Sebuah Dioda yang memiliki p-n juction yang memiliki doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tenbus (tunnel) dari pita valensi material tipe – p ke dalam pita kondeksi material tipe – n.

1. Bagaimana prinsip kerja dari suatu rangkaian tegangan ? Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah di kemukakan, maka kita dapat mengidentifikasi masalah yaitu bagaimana prinsip dari suatu regulator tegangan zener serta bagaimana memahami prinsip kerja dan penerapan dari sautu pengikut emiter, dengan regulator zener sebagai mengatur tegangan. Rumusan Masalah 1. Bagaimana prinsip kerja dari suatu rangkaian tegangan ? 2. Bagaimana prinsip kerja dari pengikut emiter dan regulator zener ? 3. Bagaimana prinsip kerja dan penerapan dari suatu pengikut emiter dan regulator zener sebagai regulator tegangan ?

1. Memahami prinsip kerja dari suatu regulator tegangan ? Tujuan Percobaan 1. Memahami prinsip kerja dari suatu regulator tegangan ? 2. Memahaimi prisip kerja dari suatu pengikut emiter dan regulator zener? 3. Memahami prinsip kerjadan penerapan dari suatu pengikut emiter dan regulator zener sebagai regulator tegangan ?

Kajian Pustaka Dioda Zener biasanya digunakan secara luas dalam sirkuit elektronik. Fungsi utamanya adalah untuk menstabilkan tegangan. Pada saat disambungkan secara parallel dengan sebuah sumber tegangan yang berubah- ubah yang dipasang sehingga mencatu-balik, sebuah dioda zener akan bertingkah seperti sebuah kortsleting (hubungan singkat) saat tegangan mencapai tegangan rusak diode tersebut. Hasilnya, tegangan akan dibatasi sampai ke sebuah angka yang telah diketahui sebelumnya Sebuah dioda zener juga digunakan seperti ini sebagai regulator tegangan shunt (shunt berarti sambungan parallel, dan regulator tegangan sebagai sebuah kelas sirkuit yang memberikan sumber tegangan tetap.

1. DIODA Dioda termasuk komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Beranjak dari penemuan dioda, para ahli menemukan juga komponen turunan lainnya yang unik. Gambar 5. 1 : Struktur dan Simbol Dioda Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

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 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 5.2 : 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 6.3: 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 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 6.4 : 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. 2. Dioda Zener Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya.

Gambar 6.5 : Simbol Dioda Zener Ini adalah karakteristik zener yang unik. Jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias). Sebuah dioda biasanya dianggap sebagai alat yang menyalurkan listrik ke satu arah, namun Dioda Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan rusak" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener".

METODE EKSPERIMEN Alat : 1. Voltmeter 2 Buah 2. Amperemeter 1 Buah 3. Kabel penghubung 1 Buah Bahan: 1. Kit percobaan Zener Follower 1 Buah 2. Power Suply (0-20V) 2 Buah Prosedur Kerja : 1. Menyusun Rangkaian pengikut Zener seperti gambar berikut : + VCE Rs Rl V in D V out

METODE EKSPERIMEN Spesifikasi komponen : a. Transistor 2N3053 b. Resistor Seri (Rs) Disesuaikan c. Dioda Zener 9,1 – 12 V d. Resistor Beban (Rl) 2. Setelah yakin tidak terjadi kesalahan, menghidupkan power suply dan mengamati penunjukan alat – alat ukur arus dan tegangan (semua dalam keadaan nol). 3. Mengatur tegangan power suply sehingga menujukkan tegangan (Vin) 2 Volt dan membaca penunjukan amperemeter (Is) dan voltmeter (Vout) pada kedudukan tersebut. 4. Mengulangi langkah 3 dengan menaikkan tegangan 3 volt, 6 volt, 9 volt, dan 12 volt. 5. Mencatat hasil ppengamatan pada tabel pengamatan.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan : Rl : 220 Ω Dioda Zener : 9,1 – 12 V Rs : 220 Ω Transistor : 2N3053 7C Tabel pengamatan : No V in V out V s V z 1 0,00 2 3,00 0,43 1,43 1,42 3 6,00 0,85 2,82 2,81 4 9,00 1,29 4,21 4,20 5 12,00 1,64 5,60 5,59

HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Data : - Is = Vs – Vz Rs Is1 = Vs1 – Vz1 = 0,00 – 0,00 220 = 0,00 A Is2 = Vs2 – Vz2 = 0,43 – 0,42 = 0,0045 A

- Is = Vs – Vz Rs Is3 = Vs3 – Vz3 = 2,52 – 2,81 220 = 0,0045 A Is4 = Vs4 – Vz4 = 4,21 – 4,20

- Is = Vs – Vz Rs Is5 = Vs5 – Vz5 = 5,60 – 5,59 220 = 0,0045 A - Vs = Is x Rs Vs1 = Is1 x Rs = 0,00 – 220 = 0,00 Volt Vs2 = Is2 x Rs = 0,0045 – 220 = 0,990 Volt

- Vs = Is x Rs Vs3 = Is3 x Rs = 0,0045 – 220 = 0,990 Volt Vs4 = Is4 x Rs Vs5 = Is5 x Rs

- V2 = Vin - Vs V21 = Vin1 – Vs1 = 0,00 – 0,00 = 0,00 Volt V22 = Vin2 – Vs2 = 3,00 – 0,99 = 2,010 Volt V23 = Vin3 – Vs3 = 6,00 – 0,99 = 5,010 Volt V24 = Vin4 – Vs4 = 9,00 – 0,99

- V2 = Vin - Vs V25 = Vin5 – Vs5 = 12,00 – 0,99 = 11,010 Volt - V in = Vs + Vz Vin1 = Vs1 + Vz1 = 0,00 + 0,00 = 0,00 Volt Vin2 = Vs2 + Vz2 = 0,990 + 2,010 = 3,00 Volt Vin3 = Vs3 + Vz3 = 0,990 + 5,010 = 6,00 Volt

- V in = Vs + Vz Vin4 = Vs4 + Vz4 = 9,00 Volt Vin5 = Vs2 + Vz2 = 0,990 + 8,010 = 9,00 Volt Vin5 = Vs2 + Vz2 = 0,990 + 11,010 = 12,00 Volt - V out = Vz1 + VEB Vout1 = Vz1 + VzEB1 = 0,00 + 1,70 = 1,700 Volt Vout2 = Vz2 + VzEB2 = 2,010 + 1,70 = 3,710 Volt

- V out = Vz1 + VEB Vout3 = Vz3 + VzEB3 = 6,710 Volt = 5,010 + 1,70 = 6,710 Volt Vout4 = Vz4 + VzEB4 = 8,010 + 1,70 = 9,710 Volt Vout5 = Vz5 + VzEB5 = 11,010 + 1,70 = 12,710 Volt

Grafik :

HASIL DAN PEMBAHASAN Pembahasan 4.2.1: Hubungan antara V in dan V out pada Dioda Zener Berdasarkan hasil pengamatan dapat diketahui bahwa pada saat V in 0,00 V, 3,00 V, 6, 00 V, 9,00 V dan 12,00 V maka V out yang di peroleh berturut – turut adalah sebesar 0,00 V, 0,43 V, 0,85 V, 1,29V, dan 1,64 V. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa semakin besar V out maka lain V in berbanding lurus dengan V out. Dalam percobaan ini kita dapat mengamati penunjukan Is disebabkan keterbatasan alat ukur. Berdasakan analisis data dapat diketahui bahwa V in yang diperoleh secara berurutan 0,00 V, 3,00 V, 6, 00 V, 9,00 V dan 12,00 V. Sedangkan V out diperoleh berturut-turut sebesar 1,700 V, 3,710 V, 6,710 V, 9,710 V, dan 12,710 V. Dari hasil analisis dapat diketahui bahwa semakin besar V in maka V out juga semakin besar dengan kata lain berbanding lurus. Namun, hasil pengamatan yang diperoleh dgn analisis, berbeda dengan tegangan V out yang diperoleh. Hal ini disebakan karena kesalahan paralaks yaitu kesalahan yang disebkan oleh kesalahan pengamat dalam penunjukan alat ukur. Berdasarkan analisi grafik hubungan V in dengan V out, terbentuk garis linear yang artinya tegangan V in berbanding lurus dengan V out.

HASIL DAN PEMBAHASAN Pembahasan 4.2.2: Hubungan antara Vz input dan Vs pada Dioda zener Berdasarkan hasil pengamatan dapat diketahui bahwa pada saat V2 0,00 V, 1,43 V, 2, 82 V, 4,21 V dan 5,60 V dan Vs yang di peroleh berturut – turut adalah sebesar 0,00 V, 1,42 V, 2,81 V, 4,20V, dan 5,59 V. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa Vz dan Vs berbanding lurus. Berdasakan analisis data dapat diketahui bahwa tegangan seri (Vs) yang diperoleh secara berurutan 0,00 V, 0,990 V, 0, 990 V, 9,00 V dan 0,990 V. Sedangkan Vz diperoleh berturut-turut sebesar 0,00 V, 2,010 V, 3,010 V, 8,010 V, dan 11,010 V. Dari hasil analisis ini diperoleh nilai Vs yang sama mulai dari Vin 3,00 – 12,00 Volt. Hal ini terjadi akibat adanya kesalahan yang disebkan oleh alat ukur yang digunakan. Berdasarkan analisi grafik hubungan antara teganagn zener (Vz) dengan V seri (Vs), terbentuk garis linear yang artinya tegangan V in berbanding lurus dengan V out.

PENUTUP Kesimpulan : 1. Tegangan dioda zener berfungsi secar efektif apabila teganganya berada pada keadaan breakdwon (tegangan diodal) dan pengikut emiter digunakan dalam penguatan impedansi tinggi yang dihubungkan dengan beban rendah sehingga terjadipenurunan tegangan pada impedansi dalam. 2. Nilai hambatan beban harus lebih besar dari pada nilai hambatan sumber, agar dioda yang digunakan tidak mudah rusak dan tidak terjadi pelonjakan arus, agar alat ukur yang digunakan mudah di ketahui (di baca) 3 Tegangan zener merupakan tegangan masukan pada baris transistor dan tegangan keluarannya merupakan selisih yang konstan anatara tegangan zener dan penemuan tegangan pada transistor. Saran : 1. Sebelum melakukan percobaan diharapkan kepada praktikan terlebih dahulu memeriksa keadaan alat dan bahan, apakah layak di gunakan atau tidak. 2. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal diharapkan ketelitian dan keakuratannya dalam pembacaan alat ukur.