Volume 6 | Nomor 1 | 26 p-ISSN: 2622-9641   e-ISSN: 2655-1276

## ANALISIS KARAKTERISTIK PANJAR MAJU DAN PANJAR MUNDUR PADA DIODA 1N4007
Mukti Ali 1 , Fitriani Kadir 2 , Muh. Syihab Ikbal 3 Universitas Negeri Makassar 1 , Universitas Muslim Maros 2 , Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar 3 mukti.ali@uin-alauddin.ac.id
Abstract: Analysis of the Characteristics of the Forward Bias and Reserve Bias on Diodes 1N4007. The purpose of this study is to describe the characteristics of changes  in  current  and  voltage  in  rectifier  diodes  with  the  1N4007  series  in the forward  bias  and  reverse  bias  states  and  to  be  able  to  describe  and  explain  the characteristics  of  the  current-voltage  (I-V)  and  1N4007  rectifier  diodes.  The method  used  in  this  study  is  the  experimental  method.  The  equipment  and components  used  in  the  research  are  1N4007  diode,  B10K  potentiometer,  100Ω resistor,  ammeter  and  voltmeter.  The  variables  measured  in  this  study  are  the control  variable  (voltage  source),  the  measurement  variable  (diode  voltage),  the response variable (diode current strength). The relationship that is formed from the current  strength  and  voltage  on  the  diode  is  in  the  form  of  a linear curve  at  the voltage value below the diode working voltage, and will increase significantly when the diode voltage is at working voltage. Based on the analysis of the graph and the load line, it can be concluded that the 1N4007 diode is a diode derived from silicon material with a working voltage value of 0.6 -0.7volts and will only pass current in one direction and will not pass current in a bias state. backwards as long as the diode has not reached its breakdown voltage
Keywords: Diode 1N4007, Forward Bias, Reserved Bias,
Abstrak : Analisis Karakteristik Panjar Maju dan Panjar Mundur Pada Dioda 1N4007 . Tujuan penelitian ini untuk mendeskripsikan karakteristik perubahan arus dan tegangan pada dioda penyearah dengan seri 1N4007 pada keadaan panjar maju dan panjar mundur dan dapat menggambarkan serta menjelaskan karakteristik arus- tegangan  (I-V)  dan  dioda  penyearah  1N4007.  Metode  yang  digunakan  dalam penelitian ini yakni metode eksperimen. Peralatan dan komponen yang digunakan pada penelitian dioda 1N4007, Potensiometer B10K, resistor 100 Ω, ammeter dan voltmeter. Variabel yang diukur dalam penelitian ini yaitu variabel kontrol (sumber tegangan), variabel manipulasi (tegangan dioda), variabel respon (kuat arus dioda). Hubungan  yang  terbentuk  dari  kuat  arus  dan  tegangan  pada  dioda  berupa  kurva linear pada nilai tegangan dibawah tegangan kerja dioda, dan akan melonjak secara signifikan ketika tegangan dioda berada diatas tegangan kerja. Berdasarkan analisis grafik dan garis beban maka dapat disimpulkan dioda 1N4007 berupa dioda yang berasal dari bahan silikon dengan nilai tegangan kerja berada pada ambang 0,6  - 0,7volt  dan  hanya  akan  melewatkan  arus  pada  satu  arah  saja  dan  tidak  akan
Volume 6 | Nomor 1 | 27 p-ISSN: 2622-9641   e-ISSN: 2655-1276
melewatkan  arus  pada  keadaan  panjar  mundur  selama  dioda  belum  mencapai tegangan breakdown.
Kata kunci: Dioda 1N4007, Panjar Maju, Panjar Mundur,

## PENDAHULUAN
Dioda  merupakan  piranti  yang tersusun  dari  bahan  semikonduktor  yang terbentuk  dari  dua  jenis  semikonduktor jenis  N  dan  P  yang  tersambung.  Dioda adalah  komponen  yang  hanya  dapat mengalirkan  arus  listrik  dalam  satu  arah saja. Diode memiliki dua kaki yaitu anoda (semikonduktor  jenis  P)  dan  katoda (semikonduktor jenis N). Alat ini mampu dialiri arus secara relatif mudah dalam satu arah,  tetapi  amat  sukar  dalam  arah sebaliknya (Sutrisno, 1986)
Sifat  diode  yaitu  hanya  akan mengalirkan  arus  jika  P  diberi  tegangan positif  dan  N  diberi  tegangan  negatif. Pemberian tegangan ini disebut pemberian tegangan  panjar  maju  ( bias  forward ) sebaliknya  jika  diberi  tegangan  yang terbalik  yaitu  P  diberi  terhadap  tegangan negatif  dan  N  positif  disebut  pemberian panjar  mundur  ( bias  reserve )(Leto  & Selly,  2014).  Pada  keadaan  ini  arus  yang mengalir  didalam  dioda  sangat  kecil sehingga dapat diabaikan. Dioda memiliki keunikan  tersendiri  yaitu  hanya  dapat memiliki  keunikan  tersendiri  yaitu  hanya dapat  melewatkan  arus  dalam  pada  satu polaritas  saja  yaitu  pada  panjar  maju ( forward Bias) dan tidak melewatkan arus pada  panjar  mundur  ( reserved  bias ) (Saptadi et al., 2010).
A. Dioda Semikonduktor
Semikonduktor  adalah  bahan  dasar untuk komponen aktif dalam alat elektronika,  digunakan  untuk  membuat dioda,  transistor  dan  IC.  Yang  disebut terakhir  merupakan  komponen  aktif  yang berisi  banyak  transistor  dan  resistor  dalam keping  kristal  semikonduktor  dengan
ukuran dibawah 1mm 2 . Dioda adalah suatu komponen elektronika yang dapat melewatkan  arus  pada  satu  arah  saja  pada rangkaian (Sutrisno, 1986). Semikonduktor yang paling umum terbuat dari silikon dan atau germanium, elemen dan 32 pada tabel periodik. Hal ini diketahui bahwa membentuk  sangat  struktur  kristal  stabil yang  harus  isolator  tetapi  sebenarnya konduktor yang lemah listrik. Untuk kedua elemen  ini,  ditemukan  bahwa  jumlah elektron  yang  hanya  cukup  untuk  mengisi keatas pada energi dalam tiap kasus ilmiah. Inilah sebabnya mengapa harus isolator dan nol (Cassidy et al., 2002). Hubungan antara arus dan tegangan dioda antara kedua ujung dioda  dikenal  sebagai  karakteristik  diode. Pada  lengkung  ciri  dioda,  arus  dioda bernilai nol jika tegangan dioda sama-sama nol.  Pada  keadaan  tanpa  tegangan,  arus minoritas  mempunyai  besar  sama  namun arahnya  berlawanan  sehingga  arus  total pada keadaan tanpa tegangan panjar adalah nol.  Ketika  diode  diberi  tegangan  maju, yaitu  saat  tegangan  dioda  lebih  besar  dari nol, arus diode pada awalnya hampir sama dengan  nol  sehingga  tegangan  dioda  sama dengan  tegangan  potong.  Kemudian,  arus diode  naik  dengan  cepat  saat  tegangan dioda  berubah.  Untuk  diode  silikon, tegangan  potong  hampir  sama  dengan  0,6 volt,  sementara  untuk  diode  germanium hampir  sama  dengan  0,3  volt.  Pada  saat tegangan  mundur,  arus  yang  mengalir sangat  kecil  dan  tidak  tergantung  pada tegangan  dioda  karena  arus  ini  memiliki batas-batas tertentu (Sutrisno, 1986).
Dioda semikonduktor memiliki karakteristik  yaitu  hubungan  antara  arus dan  tegangan  yang  tidak  bisa  dimana
Volume 6 | Nomor 1 | 28 p-ISSN: 2622-9641   e-ISSN: 2655-1276
karakteristik  dioda  hanya  berlaku  untuk bias  maju  dan  tidak  berlaku  untuk  bias mundur  (dengan  asumsi  bias  kurang  dari tegangan rusaknya). Hal ini tidak memungkinkan  kita  untuk  menggunakan dioda pada berbagai tujuan akan mempersulit analisis rangkaian pada dioda (Eggleston,  2011).  Suatu  sambungan  P-N akan mengalirkan arus bila diberi tegangan maju dan susah mengalirkan arus bila diberi tegangan  mundur.  Ini  adalah  sifat  dioda. Ternyata  peninggalan  bukit  potensial  ini diikuti dengan pelebaran daerah pengosongan pada sambungan PN.
Peristiwa  terakhir  ini  dimanfaatkan  pada dioda dan pada transistor efek medan (FET) (Sutrisno, 1986).
B. Jenis-Jenis dioda
Ada beberapa jenis dioda yaitu:
1. Dioda penyearah (Rectifier) Dioda
jenis ini memiliki
karakteristik  tegangan  balik  ( breakdown voltage )  yang  cukup  tinggi  dan  arus  maju yang  besar  sehingga  umumnya  digunakan sebagai  penyearah  gelombang  arus  bolak- balik  menjadi  arus  searah  (Haris  Bakri, 2008).  Dioda  penyearah  merupakan  dioda yang biasa digunakan untuk menyearahkan arus karena sifatnya yang hanya melewatkan aruS dari satu arah saja (Imam, 2013)
2. Dioda Zener
Dioda  zener  adalah  dioda  silikon yang memiliki tegangan balik mundur yang curam  pada  tegangan  yang  relatif  rendah (biasanya kurang dari 6 V. Dioda zener atau biasa  disebut  sebagai  DZ.  Kebanyakan dioda  ini  memiliki  daya  tahan  0,5  Watt. Dioda  zener  dapat  digunakan  untuk menstabilkan tegangan pada sumber tegangan  searah.  Selain  itu  dioda  zener dapat digunakan sebagai regulator tegangan (Hermawan & Yuwono, 2017).

## METODE
Penelitian  ini  dilaksanakan  di laboratorium
elektronika jurusan pendidikan fisika UIN Alauddin
Makassar yang beralamat di  jalan  H. M..
Yasim Limpo No 63, Kelurahan Samata
Kabupaten  Gowa.  Penelitian  ini  berupa penelitian  eksperimen  dimana  data  yang dikumpulkan berupa data kuantitatif. Rancangan  penelitian  ini  disusun  dengan menentukan  variabel-variabel  yang  akan diteliti.  Adapun  alat  dan  komponen  yang digunakan  pada  eksperimen  ini  yakni  dioda penyearah  1N4007,  potensiometer  B10K, Resistor  5W100 ΩJ,  power  supply,  kabel penghubung,  voltmeter  digital  dan ammeter digital.
Variabel-variabel yang terdapat pada penelitian  berupa  variabel  kontrol  berupa tegangan  sumber  yang  berasal  dari  power supply  sebesar  6  volt,  variabel  manipulasi yakni tegangan dioda (V D ) yang diukur dengan menggunakan  voltmeter  dan  akan  berubah ketika  nilai  hambatan  pada  potensiometer diubah,  dan  variabel  ukur  yakni  kuat  arus listrik yang mengalir melewati dioda 1N4007.
Pada  penelitian  ini  semua  alat  dan komponen  akan  dirangkai  seperti  gambar berikut:
Gambar 1: Rangkaian Karakteristik diode pada forward bia
Volume 6 | Nomor 1 | 29 p-ISSN: 2622-9641   e-ISSN: 2655-1276

## Gambar 2: Rangkaian Karakteristik dioda pada reverse bias
Pengumpulan data kuantitatif arus listrik yang melewati dioda diukur dengan ammeter digital dengan  mengubah-ubah  nilai  tegangan  listrik pada  dioda  1N4007.  Tegangan  pada  dioda penyearah  dapat  berubah  dengan  cara mengubah  nilai  resistansi  potensiometer B10K  .  semakin  kecil  resistansi  pada potensiometer  maka  akan  semakin  besar tegangan  listrik  yang  akan  diterima  dioda. Setelah memperoleh data kuat arus listrik pada perubahan  tegangan  pada  panjar  maju ( forward  bias ),  selanjutnya  balik  polaritas dioda 1N4007 untuk beralih ke panjar mundur ( reversed bias ). Data kuantitatif yang terukur dari kedua kegiatan tersebut selanjutnya akan di plot dalam grafik hubungan antara kuat arus listrik dan tegangan pada dioda 1N4007 pada panjar  maju  dan  pada  panjar  mundur.
Berdasarkan  grafik  yang  terbentuk akan dilanjutkan ke analisis data yang berupa
penentuan  tegangan  kerja  dioda  (V d ),  arus dioda pada tegangan kerja (I d ) :

## 𝐼𝑑  = 𝑉𝑑 𝑅𝑙
Selanjut  dari  hasil  tegangan  kerja  dan  arus beban maka akan digabung dengan garisbeban. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian  ini  menggunakan  2 jenis rangkian yakni rangkaian dioda 1N4007 dalam  keadaan  panjar  maju  ( forward  bias )
dan  rangkaian  dioda  dalam  keadaan  panjar mundur ( reversed bias ).

## PEMBAHASAN
Kegiatan  1:  Hubungan  antara  arus  dan tegangan dioda panjar maju
Percobaan  ini  digunakan  dioda  berjenis dioda  penyearah  yang  terbuat  dari    bahan silikon  dengan  harga  pustaka  IN4007,  yang tersusun seri dengan potensiometer  B10K dan sebuah  resistor  dengan  nilai  resistansi  100  Ω. Tegangan sumber yang digunakan sebesar 5,44 volt. Percobaan ini menggunakan dua alat ukur yaitu ammeter dengan batas ukur 200 mA dan voltmeter  dengan  batas  ukur  20  volt.  Pada panjar maju, positif tegangan sumber dihubung dengan anoda pada dioda. Dengan memanipulasi  resistansi  potensiometer  untuk mendapatkan  tegangan  tertentu  pada  dioda, ingin  diketahui  pengaruh  perubahan  tegangan terhadap arus dioda pada panjar maju. Dimana arus dioda terukur pada ammeter dan tegangan dioda  terukur  pada  voltmeter.  Tabel  1: Hubungan kuat arus dan tegangan dioda berikut
Tabel 1: Hubungan kuat arus listrik dan tegangan pada diode 1N4007 untuk panjar maju
No Tegangan Dioda (V d ) (V) Arus Dioda (I d ) (mA) No Tegangan Dioda (V d ) (V) Arus Dioda (I d ) (mA) 1 0,11 0 9 0,57 0,15 2 0,20 0 10 0,60 0,24 3 0,25 0 11 0,63 0,41 4 0,32 0 12 0,64 0,55 5 0,36 0 13 0,67 083 6 0,42 0,01 14 0,70 1,86 7 0,49 0,05 15 0,73 5,03 8 0,52 0,08 16 0,76 13,19
Volume 6 | Nomor 1 | 30 p-ISSN: 2622-9641   e-ISSN: 2655-1276
Secara  teori  pada  panjar  maju  dioda silikon akan mengalirkan arus dengan baik pada kisaran  tegangan  0,5  –  0,7  volt.  Arus  dan tegangan pada dioda memiliki tiga karakteristik utama  yaitu  pada  saat  tegangan  sama  dengan nol  (Vd=  0)  maka  arus  juga  sama  dengan  nol (Id=  0),  pada  saat  tegangan  tegangan  yang diberikan lebih besar dari nol (Vd>0) maka arus pada  dioda  mula-mula  mendekati  nol  (Id ≅ 0), sehingga  tegangan  pada  dioda  sama  dengan tegangan  potong  (Vd=  Vpotong),  Pada  saat tegangan  dioda  lebih  besar  atau  sama  dengan tegangan  potong  (Vd≥Vpotong)  maka  arus pada dioda naik dengan cepatnya. Dioda silikon memiliki Vpotong ≅ 0,6.
Untuk dioda germanium Vpotong ≅ 0,3 volt.  Dari  hasil  percobaan  yang  dilakukan diperoleh  data  sebanyak  18 data  dimana,  pada saat  tegangan  sama  dengan  nol  (Vd=  0)  maka arus  yang  diperoleh  sama  dengan  nol  (Id=  0). Pada  saat  tegangan  0,48  volt,  arus  yang mengalir  sebesar  0,2  mA.  Pada  saat  tegangan mencapai 0,56 volt dengan arus yang mengalir mengalami kenaikan tiba-tiba yaitu sebesar 0,8 mA dengan tegangan ambang sebesar 0,56 volt.

## Grafik 1: Hubungan kuat arus listrik dan tegangan dioda pada panjar maju
Dari  grafik  1  hubungan  antara  arus  dan tegangan  dioda  pada  panjar  maju  dengan menganalisis  garis  beban  dan  titik  kerja diperoleh  Id  sebesar  4,87  mA  sementara  titik kerja merupakan titik dimana arus dan tegangan mulai bekerja dengan baik yaitu pada tegangan
0,59 volt dengan arus sebesar 1,6 mA.
Berdasarkan  hasil  analisis  tersebut karakteristik  dioda  1N4007  pada  panjar  maju yakni  tegangan  kerja  0,56  volt  artinya  dioda 1N4007  berasal  dari  bahan  silikon.    Hal  ini sudah bersesuaian dengan teori yang ada bahwa dioda silikon memiliki tegangan kerja pada 0,6 V -0,7 V.

## Kegiatan  2:  Hubungan  antara  arus  dan tegangan dioda panjar mundur
Tabel  2  hubungan  antara  kuat  arus  listrik  dan tegangan  pada  dioda  penyearah  pada  keadaan panjar mundur.
Percobaan  ini  digunakan  dioda  berjenis  dioda penyearah  yang  terbuat  dari  bahan  silikon dengan  harga  pustaka  IN4007,  yang  tersusun seri  dengan  potensiometer  B10K  dan  sebuah resistor dengan nilai resistansi 100 Ω. Tegangan sumber  yang  digunakan  sebesar  5,44  volt. Percobaan ini menggunakan dua alat ukur yaitu ammeter  dengan  batas  ukur  200  mA  dan voltmeter  dengan  batas  ukur  20  volt.  Pada panjar  mundur,  positif  tegangan  sumber dihubung  dengan  katoda  pada  dioda.  Dengan memanipulasi resistansi potensiometer untuk mendapatkan tegangan  tertentu  pada  dioda,  maka  ingin diketahui  pengaruh  tegangan  terhadap  arus pada panjar mundur.
Grafik  2:  Hubungan  antara  arus  listrik  dan tegangan dioda pada panjar mundur
Volume 6 | Nomor 1 | 31 p-ISSN: 2622-9641   e-ISSN: 2655-1276

## Tabel 2: Hubungan kuat arus listrik dan tegangan pada diode 1N4007 untuk panjar mundur
Secara  teori  pada  rangkaian  panjar mundur  arus  yang  mengalir  sangatlah  kecil. Pada  panjar  mundur  arus  yang  mengalir  Arus yang  mengalir  pada  saat  panjar  mundur sangatlah kecil. Pada panjar mundur arus yang mengalir  tak  bergantung  pada  tegangan dioda. Berdasarkan  hasil  percobaan  yang  dilakukan diperoleh 24 data dimana pada saat tegangan 0 V  sampai  6,05  V,  arus  yang  mengalir  sama dengan  nol.  Berdasarkan  data  diatas  bahwa dioda  tidak  mengalami  tegangan breakdown sehingga belum melewatkan arus Sebagaimana tegangan breakdown dioda silikon yakni 50 V.

## PENUTUP
Karakteristik  dioda  pada  keadaan panjar  maju  yakni;  Tegangan  dioda  (Vd) meningkat  seiring  dengan  arus  dioda  (Id) meningkat,  sesuai  dengan  hukum  Ohm  pada resistor.  Namun,  pada  nilai  tegangan  dioda tertentu,  arus  dioda  tiba-tiba  meningkat  secara signifikan,  yang  menunjukkan  tegangan  pada dioda telah melewati tegangan kerja. Berdasarkan Kurva Vd-Id menunjukkan karakteristik  non-linear.  Ini  menunjukkan bahwa  dioda  tidak  mengikuti  hukum  Ohm secara  sempurna,  melainkan  karakteristiknya sangat tergantung pada tegangan yang diterapkan. Ketika tegangan dioda ditingkatkan melebihi tegangan kerja, arus dioda meningkat secara tajam. Dalam eksperimen ini, dioda yang digunakan  mungkin  adalah  dioda  silikon,
karena dioda silikon memiliki tegangan ambang sekitar 0,7 V, dan kurva Vd-Id yang lebih tajam daripada  dioda  germanium. Dalam  dioda penyearah  untuk  panjar  mundur,  arus  akan mengalir  hanya  ketika  tegangan  pada  dioda mencapai tegangan ambang atau lebih tinggi.
Untuk meningkatkan keakuratan pengukuran arus listrik, dapat dilakukan dengan menggunakan  alat  ukur  yang  memiliki ketelitian  yang  tinggi  dan  memperhatikan teknik pengukuran yang benar, seperti menghindari  resistansi  kabel,  menjaga  kontak yang  baik,  dan  menghindari  perubahan  suhu dan  kelembaban  yang  dapat  mempengaruhi akurasi pengukuran.

## DAFTAR PUSTAKA
Cassidy, D. C., Holton, G. J., & Rutherford, F. J. (2002).
Understanding physics . Springer.
Eggleston, D. L. (2011). Basic Electronics for Scientists and Engineers . Hermawan, F., & Yuwono, R. (2017).
Analisis Pengaruh Penambahan Jumlah Pemancar Fm Terhadap Tegangan dan Kuat Medan Elektromagnetik pada Rectenna .
No Tegangan Dioda (V d ) (V) Arus Dioda (I d ) (mA) No Tegangan Dioda (V d ) (V) Arus Dioda (I d ) (mA) 1 0,1 0 17 1,56 0 2 0,13 0 18 1,74 0 3 0,22 0 19 1,93 0 4 0,26 0 20 2,05 0 5 0,37 0 21 2,29 0 6 0,47 0 22 2,5 0 7 0,55 0 23 2,79 0 8 0,65 0 24 2,9 0 9 0,75 0 25 3,12 0 10 0,84 0 26 3,26 0 11 0,99 0 27 3,52 0 12 1,02 0 28 3,75 0 13 1,09 0 29 3,95 0 14 1,19 0 30 4,23 0 15 1,21 0 31 4,83 0 16 1,38 0 32 5,4 0
Volume 6 | Nomor 1 | 32 p-ISSN: 2622-9641   e-ISSN: 2655-1276
Imam, M. (2013). Elektronika Dasar .
Gunung Samudera. Leto, C., & Selly, J. (2014).
Pengembangan Kontrol Alat
Elektronik Pada SMK XYZ. Jurnal Sisfokom (Sistem Informasi dan Komputer) , 3 (1).
https://doi.org/10.32736/sisfokom.v 3i1.100
Saptadi, A. H., Arifin, J., & Nugraha, W.
D. (2010). Perancangan Dan
Pembuatan Charger Handphone Portable Menggunakan Sistem Penggerak Generator AC Dengan Penyearah. JURNAL INFOTEL - Informatika Telekomunikasi Elektronika , 2 (2), 12.
https://doi.org/10.20895/infotel.v2i 2.79
Sutrisno. (1986). Elektronika Teori dan Penerapannya . ITB.