LAPORAN PRAKTIKUM
FISIKA DASAR 2
LR 03 – KARAKTERISTIK VI
SEMIKONDUKTOR
Nama : Fashana Aditya Rahman
NPM : 1106052644
Fakultas/Prodi : Teknik/T. Metalurgi dan Material
Tanggal Praktikum : 18 Oktober 2012
LABORATORIUM UPP-IPD
UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK
LR03 - Karakteristik V I Semikonduktor
Tujuan
Mempelajari hubungan antara beda potensial (V) dan arus listrik (I) pada suatu
semikonduktor
Alat
1. Bahan semikonduktor
2. Amperemeter
3. Voltmeter
4. Variable power supply
5. Camcorder
6. Unit PC
7. DAQ dan perangkat pengendali otomati
Teori
Sebuah bahan material bila dilewati oleh arus listrik akan menimbulkan disipasi
panas. Besarnya disipasi panas adalah I2R. Panas yang dihasilkan oleh material ini
akan mengakibatkan perubahan hambatan material tersebut. Jika pada material
semi konduktor , pertambahan kalor / panas akan mengurangi nilai hambatan
material tersebut. Peristiwa dispasi panas dan perubahan resistansi bahan semi
konduktor ini saling berkaitan.
Gambar 1. Rangkaian tertutup semikoduktor
Cara Kerja
Eksperimen RLab ini dapat dilakukan dengan cara masuk ke situs
http://sitrampil.ui.ac.id/elaboratory kemudian masuk ke jadwal praktikan, lalu
mengklik LR03 – Karakteristik VI Semikonduktor
1. Memperhatikan halaman web percobaan karakteristik VI semi konduktor
2. Memberikan beda potensial dengan member tegangan V1.
3. Mengaktifkan power supply/baterai dengan mengklik radio button di
sebelahnya.
4. Mengukur beda potensial dan arus yang terukur pada hambatan.
5. Mengulangi langkah 3 hingga 5 untuk beda potensial V2 hingga V8.
Catatan : Data yang diperoleh adalah 5 buah data terakhir jika rangkaian diberi beda
potensial tertentu ( misalkan V1) dengan interval 1 detik antara data ke satu dengan
data berikutnya.
Tugas dan evaluasi
1. Memperhatikan data yang saudara peroleh, apakah terjadi perubahan tegangan
dan arus untuk V1 , V2 , V3 , V4 dan V5? Bila terjadi perubahan Jelaskan secara
singkat mengapa hal tersebut terjadi .
2. Dapatkan nilai rata-rata beda potensial yang terukur dan arus yang terukur
untuk V1 , V2 , V3 hingga V8.
3. Membuat grafik yang memperlihatkan hubungan V vs I untuk rata rata V dan I
yang terukur.
4. Bagaimanakah bentuk kurva hubungan V vs I dan menjelaskan mengapa
bentuknya seperti itu
5. Berdasarkan berbagai kurva grafik V vs I bolehkah kita menggunakan hukum
Ohm dalam peristiwa ini ?
6. Memberikan kesimpulan terhadap percobaan ini
Data dan Percobaan
Berdasarkan pecobaan yang telah dilakukan, maka didapatkan hasil percobaan.
Data yang ditampilkan berupa table tegangan dan arus.
Berdasarkan data pada tabel tersebut, dapat diketahui bahwa arus berubah semakin
besar pada saat tegangan diperbesar.
No. V(Volt) I (mA)
11 2.31 17.92
12 2.31 17.92
13 2.31 17.92
14 2.30 18.25
15 2.31 18.25
16 2.90 23.46
17 2.90 23.46
18 2.89 23.79
19 2.89 24.11
20 2.89 23.46
21 3.23 26.72
22 3.23 27.04
23 3.22 27.70
24 3.22 27.70
25 3.22 27.70
26 3.68 32.26
27 3.67 32.91
28 3.67 33.24
29 3.66 33.56
30 3.65 34.21
No. V(volt) I(mA)
1 0.45 3.26
2 0.45 3.26
3 0.45 3.26
4 0.45 3.26
5 0.45 3.26
6 0.94 6.84
7 0.94 6.84
8 0.94 6.84
9 0.94 6.84
10 0.94 6.84
11 1.38 10.10
12 1.38 10.10
13 1.38 10.10
14 1.38 10.10
15 1.38 10.10
16 1.88 14.34
17 1.88 14.34
18 1.88 14.34
19 1.88 14.34
20 1.88 14.01
VI. Pengolahan Data
Berdasarkan data hasil percobaan yang diperoleh, maka dapat dilakukan
pengolahan data. Dapat diketahui dari tabel data hasil percobaan bahwa terdapat 8
beda potensial listrik berbeda yang dipasang kemudian arus yang melalui
semikonduktor diukur dengan masing – masing lima kali pengukuran arus. Oleh karena
itu, nilai rata – rata dari masing – masing beda potensial didapatkan.
Kemudian dibuat grafik hubungan antara tegangan (V) dengan Arus (I).
A. Nilai Rata – Rata
Dari data pengamatan dapat dicari nilai rata-rata arus pada tegangan tertentu:
1) Pada V1
V(volt) I(mA)
0.45 3.26
0.45 3.26
0.45 3.26
0.45 3.26
0.45 3.26
Rata-rata 3.26
2) Pada V2
V(volt) I(mA)
0.94 6.84
0.94 6.84
0.94 6.84
0.94 6.84
0.94 6.84
Rata-rata 6.84
3) Pada V3
V(volt) I(mA)
1.38 10.10
1.38 10.10
1.38 10.10
1.38 10.10
1.38 10.10
Rata-rata 10.1
4) Pada V4
V(volt) I(mA)
1.88 14.34
1.88 14.34
1.88 14.34
1.88 14.34
1.88 14.01
Rata-rata 14.274
5) Pada V5
V(volt) I(mA)
2.31 17.92
2.31 17.92
2.31 17.92
2.3 18.25
2.31 18.25
Rata-rata 18.052
6) Pada V6
V(volt) I(mA)
2.9 23.46
2.9 23.46
2.89 23.79
2.89 24.11
2.89 23.46
Rata-rata 23.656
7) Pada V7
V(volt) I(mA)
3.23 26.72
3.23 27.04
3.22 27.7
3.22 27.7
3.22 27.7
Rata-rata 27.372
8) Pada V8
V(volt) I(mA)
3.68 32.26
3.67 32.91
3.67 33.24
3.66 33.56
3.65 34.21
Rata-rata 33.236
B. Grafik Hubungan Antara Tegangan (V) dan Arus (I) Arus rata-rata yang didapatkan diubah menjadi dalam satuan Ampere dan
kemudian dibuat grafik hubungan antara Tegangan dan Arus.
Berdasarkan plot titik-titik arus berdasarkan tegangan sesuai dengan tabel
pengolahan data, grafik membentuk garis linier dengan persamaan garis y = 0.0042x -
0.002 . Dapat diketahui juga bahwa nilai arus semakin tinggi pada saat tegangan
diperbesar.
y = 0.0042x - 0.002 R² = 0.9932
0
0.005
0.01
0.015
0.02
0.025
0.03
0.035
0.04
0 2 4 6 8 10
GRAFIK HUBUNGAN V DAN I
I (mA)
Linear (I (mA))
C. Hubungan Tegangan dan Arus dengan Hukum Ohm
Hukum ohm menyatakan terdapat hubungan antara tegangan dan arus dengan
persamaan V = I.R . Dari tabel pengolahan data, dengan menggunakan hukum ohm,
maka didapatkan nilai resistansi dari semikonduktor yang digunakan pada tabel
berikut:
Berdasarkan tabel tersebut, diketahui bahwa resistansi dari semikonduktor tersebut
adalah 127.724 Ω
V (Volt) I (mA) R (ohm)
0.45 0.00326 138.0368
0.94 0.00684 137.4269
1.38 0.0101 136.6337
1.88 0.01427 131.7449
2.31 0.01805 127.9778
2.9 0.02365 122.6216
3.2 0.027372 116.9078
3.67 0.03323 110.4424
Rata-rata 127.724
ANALISA
Pada percobaan kali ini praktikan melaksanakan praktikum elektronik (online) melalui
program rLab. Pada percobaan “Karakteristik V I Semikonduktor” ini praktikan
ditujukan untuk mempelajari dan memahami akan hubungan antara beda potensial
listrik, kuat arus dan hambatan. Sesuai dengan persamaan V = I.R , kuat arus seharusnya
berbanding lurus dengan beda potensial, sehingga jika beda potensial mengalami
penaikan , maka kuat arus juga naik. Karena praktikum ini dilaksanakan online dan
bersifat tidak manual atau otomatis sehingga kesalahan yang berarti yang mungkin
disebabkan oleh keadaaan lingkungan dapat diminimalisir. Dari data pengamatan dan
pengolahan data yang telah didapat oleh praktikan maka analisa praktikan.
A. ANALISA PERCOBAAN
Percobaan ini bertujuan untuk mempelajari hubungan antara tegangan dan arus
pada suatu semikonduktor. Pemberian tegangan yang berbeda-beda dapat
menimbulkan perbedaan arus yang melewati semikonduktor. Percobaan ini
menggunakan sistem rlab. Pada percobaan ini, dibutuhkan perangkat kendali
percobaan berupa komputer yang terhubung ke jaringan internet. Peralatan lain yang
digunakan pada percobaan ini yaitu Bahan semikonduktor, Amperemeter, Voltmeter,
Variable power supply, Camcorder, DAQ, dan perangkat pengendali otomatis.
Pada percobaan ini, digunakan delapan tegangan yang berbeda dan dilakukan
pengukuran arus lima kali pada setiap tegangan. Kelima nilai arus listrik yang
didapatkan kemudian didapatkan nilai rata-rata arus. Arus rata-rata yang dieroleh
kemudian diinput ke dalam grafik arus terhadap tegangan.
B. ANALISA DATA
Data hasil percobaan pada praktikum ini diperoleh sebagai output dari sistem rLab.
Terdapat lima nilai arus listrik pada semikonduktor di setiap tegangan, kelima nilai
tersebut dirata-rata dan didapatkan arus sebagai berikut:
V (Volt) I (mA) R (ohm)
0.45 0.00326 138.0368
Berdasarkan data yang didapatkan,
dapat diketahui bahwa semakin besar tegangan yang diberikan, arus semakin besar.
Naiknya tegangan mengakibatkan naiknya suhu semikonduktor sehingga peristiwa
tersebut sejalan dengan sifat semikonduktor dimana saat suhu naik sifat konduktornya
optimal.
C. ANALISA GRAFIK
Pada pengolahan data, dapat diketahui Grafik hubungan antara tegangan dan
arus seperti yang terlampir diatas. Berdasarkan grafik, dapat diketahui bahwa nilai arus
listrik berubah semakin besar pada saat tegangan dinaikkan. Titik-titik plot pada grafik
membentuk garis linier dengan persamaan garis. Dari grafik yang terdata diatas dapat
kita lihat titik hamper terplot pada garis linier. Sehingga dapat disimpulkan memang
terbukti akan adanya hubungan antara beda potensial, kuat arus, dan hambatan.
D. ANALISA HASIL
Dari data yang didapatkan dapat kita lihat bahwa seiring dengan kenaikan beda
potensial, kuat arus mengalami kenaikan dan hambatan pada listrik menurun. Hal ini
sesuai dengan persamaan V = I. R .
0.94 0.00684 137.4269
1.38 0.0101 136.6337
1.88 0.01427 131.7449
2.31 0.01805 127.9778
2.9 0.02365 122.6216
3.2 0.027372 116.9078
3.67 0.03323 110.4424
Rata-rata 127.724
KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
1. Pada suatu semikonduktor, besar tegangan mempengaruhi arus.
2. Semakin tinggi tegangan yang diberikan, arus yang terukur semakin tinggi
sebaliknya nilai hambatan mengalami penurunan.
3. Dapat diketahui nilai resistansi rata-rata semikonduktor adalah 127.724 Ω.
REFERENSI
Halliday, Resnick, David, Robert. 1984. Fisika Jilid 2. Edisi Ke-3. Jakarta: Erlangga.
Giancoli, D.C. 2000. Physics for Scientists & Engeeners, Third Edition. NJ: Prentice Hall
