59683724 Modul de Lembar Data Fix

79
Praktikum Dasar Elektronika BAB II KARAKTERISTIK DIODA, PENYEARAH & FILTER 2.1. Tujuan Memahami serta mempelajari karakteristik dioda biasa dengan bahan silikon dan germanium serta dioda zener dan aplikasi penggunaan dioda-dioda tersebut. Memahami serta mempelajari rangkaian penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh. Memahami serta mempelajari filter yang digunakan pada rangkaian penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh pada sumber tegangan DC. 2.2. Teori Dasar 2.2.1 Karakteristik Dioda Gambar 2-1 LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURAN ITN MALANG

Transcript of 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Page 1: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

BAB II

KARAKTERISTIK DIODA, PENYEARAH & FILTER

2.1. Tujuan

Memahami serta mempelajari karakteristik dioda biasa dengan bahan

silikon dan germanium serta dioda zener dan aplikasi penggunaan dioda-

dioda tersebut.

Memahami serta mempelajari rangkaian penyearah setengah gelombang

dan gelombang penuh.

Memahami serta mempelajari filter yang digunakan pada rangkaian

penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh pada sumber

tegangan DC.

2.2. Teori Dasar

2.2.1 Karakteristik Dioda

Gambar 2-1

P-N Junction dioda dalam keadaan forward-biased dan reverse-biased

Dioda semi-konduktor memperbolehkan arus lewat dalam satu arah tetapi

tidak dalam arah sebaliknya. Saat forward-biased {gambar 2-1 (a)} arus elektron

mengalir dari sisi n ke sisi p dioda, sedangkan saat reverse-biased {gambar 2-1

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 2: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

(b)} dioda menolak arus. Umumnya dioda semikonduktor memiliki karakteristik

satu arah.

Arus Forward

Ketika kutub (+) sumber tegangan dihubungkan ke sisi p, dan kutub (-) ke

sisi n dioda seperti pada gambar 2-1 (a), maka keadaan ini disebut sebagai

keadaan tegangan forward atau forward bias (VD ≥ 0). Pada saat itu arus forward

yang besar mengalir pada dioda (ID ≥ 0). Faktanya yaitu hole pada sisi p bergerak

ke sisi n, dan elektron di sisi n bergerak ke sisi p menyebabkan arus ID yang besar

mengalir dari p ke n.

Arus Reverse

Ketika kutub (+) sumber tegangan dihubungkan ke sisi n, dan kutub (-) ke

sisi p seperti pada gambar 2-1 (b), maka keadaan ini disebut sebagai keadaan

tegangan reverse atau reverse bias (VD < 0). Pada saat itu dioda menghalangi arus

yang akan lewat. Hanya arus saturasi reverse yang sangat kecil mengalir dari sisi

n ke p dioda. Jika tegangan reverse terlalu besar, maka dioda akan mengalami

tegangan jatuh (breakdown) yang dapat merusak dioda.

2.2.1.1 Karakteristik Arus Pada Dioda

Gambar 2-2 Kurva karakteristik forward V-I dioda

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 3: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Arus yang mengalir pada dioda ideal dinyatakan dalam :

Dimana : ID = arus yang mengalir pada dioda

IS = arus saturasi (1×10-12 A)

e = konstanta euler’s (~ 2,718281828)

q = electron charge (1,6 × 10-19 C)

VD = tegangan pada dioda

= konstanta empiric, 1 untuk Ge dan 2 untuk Si

k = konstanta boltzmann’s (1,38 × 10-23 J/K)

T = temperatur junction ( °K )

VT = kT/q ( 26 mV pada suhu normal ),

VT = kT/q adalah tegangan yang dihasilkan P-N junction akibat

pengaruh temperatur, disebut juga thermal voltage (Vt). Pada suhu kamar bernilai

26mV. Sehingga rumus di atas dapat disederhanakan menjadi :

Dimana : ID = arus yang mengalir pada dioda

IS = arus saturasi (1×10-12 A)

e = konstanta euler’s (~ 2,718281828)

VD = tegangan pada dioda

2.2.1.2 Peralatan Yang Digunakan

Modul M-5 Circuit-1

Catu Daya DC

Osiloskop

Multimeter Digital

Kabel Penghubung

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 4: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

2.2.1.3 Langkah Percobaan Karakteristik Dioda

Gambar 2-3

Rangkaian Percobaan Forward-Bias dan Reverse-Bias Dioda

1. Gunakan circuit-1 pada board M-5 untuk percobaan arus reverse dan arus

forward dioda.

2. Pasang jumper pada 1g-1h dan 1I’-1j, susun circuit seperti gambar 2-3 (a).

Hubungkan amperemeter pada 1c-1d. Lalu ukur arus forward dioda Ge ( IF )

dengan mengubah tegangan input seperti pada table 2-1. Catat hasilnya!

3. Pasang jumper pada 1g’-1j dan 1h-1i, susun circuit seperti gambar 2-3 (b).

Hubungkan amperemeter pada 1c-1d. Lalu ukur arus reverse dioda Ge ( IR )

dengan mengubah tegangan input seperti pada tabel 2-1. Catat hasilnya!

4. Pasang jumper pada 1k-1L dan 1n-1m’, susun circuit seperti gambar 2-3 (a).

Hubungkan amperemeter pada 1e-1f. Lalu ukur arus forward dioda Si ( IF )

dengan mengubah tegangan input seperti pada tabel 2-1. Catat hasilnya!

5. Pasang jumper pada 1k’-1n dan 1L-1m, susun circuit seperti gambar 2-3 (b).

Hubungkan amperemeter pada 1e-1f. Lalu ukur arus reverse dioda Si ( IR )

dengan mengubah tegangan input seperti pada tabel 2-1. Catat hasilnya!

6. Gambarlah kurva karakteristik arus forward kedua dioda pada grafik 2-1 dan

2-2 mengacu pada nilai pengukuran pada tabel 2-1 menggunakan semilog.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 5: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

2.2.2. Karakteristik Dioda Zener

Gambar 2-4 Kurva karakteristik dioda zener

Dioda zener sama seperti dioda pada umumnya kecuali untuk penggunaan

titik hasil backward (reverse). Dimana titik hasil reverse ditentukan saat proses

pabrikasi (pembuatan) dan tegangan zenernya dapat diberikan mulai 2-3V sampai

lebih dari 200V. Gambar 2-4 (a) menunjukkan kurva karakteristik dioda zener

dari arus dan tegangan yang sesuai. IZK adalah arus reverse minimum dari dioda

yang bekerja dalam medan yang dihasilkan, dan IZM adalah arus reverse maximum

tanpa menimbulkan electric shock. Slope (lereng) kurva antara IZK dan IZM disebut

impedansi zener ZZ. Slope dari kurva dapat dicari dengan membagi perubahan

axis horisontal dengan axis vertikal. Tegangan, arus atau perubahan variabel lain

ditunjukkan dengan huruf Yunani Δ (delta). Dimana slope dari kurva gambar 2-4

dihasilkan dari ΔV/ ΔI.

Saat dioda zener dioperasikan antara IZK dan IZM , tegangan kedua ujung

dioda menjadi relatif konstan. Prinsip ini diaplikasikan dalam rangkaian pada

gambar 2-4 (b). Anggap bahwa tegangan DC 20~30V diberikan ke rangkaian dan

kemudian dioda zener di bias reverse, dan bias reverse cukup bagi dioda untuk

mengatur range yang ditunjukkan dalam gambar 2-4 (a) diluar IZK. Sehingga

tegangan yang dihasilkan relatif konstan meskipun inputnya berubah dari 20 ke

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 6: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

30V. Oleh karena dioda zener mengatur tegangan output dan karena ditempatkan

secara paralel pada rangkaian output, maka disebut sebagai paralel regulator.

Catat bahwa VOUT = VZ.

2.2.2.1 Peralatan Yang Digunakan

Modul M-5 Circuit-2

Catu Daya

Osiloskop

Multimeter Digital

Kabel Penghubung

2.2.2.2 Langkah Percobaan Karakteristik Dioda Zener

Gambar 2-5 Rangkaian Percobaan Dioda Zener

1. Gunakan circuit-2 pada board M-5 untuk percobaan pengukuran arus dioda

zener.

2. Pasang jumper pada 2d-2e, lalu hubungkan 2h-2i dengan amperemeter.

3. Atur tegangan input menurut tabel 2-2.

4. Catat arus IZ nya.

5. Gambar kurva karakteristik reversenya berdasarkan tabel 2-2 menggunakan

semilog.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 7: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

2.2.3. Karakteristik Penyearah dan Filter

Kebanyakan rangkaian elektronika memerlukan sumber arus DC untuk

beroperasi. Karena tegangan AC dapat dengan mudah dinaikkan atau diturunkan,

pembangkit listrik lebih memilih mentransmisikan listrik dalam AC daripada DC.

Oleh karena itu, perlu mengubah tegangan AC menjadi DC. Bentuk sederhana

dari penyearah yang terdiri dari sebuah dioda ditunjukkan pada gambar 2-6.

(a) Positif half-cycle (b) Negatif half-cycle

Gambar 2-6 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

Karakteristik utama dioda adalah membolehkan arus untuk mengalir

hanya dalam satu arah. Maka, seperti ditunjukkan pada gambar 2-6 (a), hanya

positif half cycle dari tegangan input yang muncul pada resistor beban. Pada

gambar 2-6 (b), tidak ada output yang muncul pada beban pada negatif half cycle

dari sinyal input dikarenakan tolakan dioda pada setengah periode negatif.

Pada gambar 2-7, ditunjukkan sebuah rangkaian center-tapped penyearah

gelombang penuh. Rangkaian ini secara efektif menyatukan dua penyearah

setengah gelombang dengan pusat lilitan transformator. Bentuk gelombang yang

telah disearahkan ditunjukkan pada gambar.

(a) Positif half-cycle (b) Negatif half-cycle

Gambar 2-7 Penyearah Center Tapped Gelombang Penuh

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 8: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

(a) Positif half-cycle (b) Negatif half-cycle

Gambar 2-8 Penyearah Jembatan Gelombang Penuh

Bentuk lain dari penyearah gelombang penuh ditunjukkan pada gambar 2-8.

Rangkaian ini disebut sebagai penyearah jembatan gelombang penuh. Keuntungan

dari rangkaian jembatan gelombang penuh ini adalah efisiensinya yang tinggi

dikarenakan penggunaan penuh lilitan sekunder trafo.

(a) Filter input kapasitor (b) Filter Pi

(c) (d)

Gambar 2-9 Rangkaian Filter dan Bentuk Gelombang Outputnya

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 9: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Bentuk gelombang yang sudah disearahkan berbentuk pulsa dan

membutuhkan filter/penyaring. Filter paling populer yang digunakan pada

rangkaian penyearah ditunjukkan pada gambar 2-9.

Pada gambar 2-9 (a), harga minimum dari kapasitor ditentukan oleh rumus di

bawah ini :

Dimana K = ripple dalam RMS ∕ E rata-rata

RL = resistansi beban

F = frekuensi

2.2.3.1 Peralatan yang dibutuhkan

Board mount BR-3

Board NO-13 (Half and Fullwave Rectifier)

Osiloskop

Multimeter Digital

Catu daya

2.2.3.2 Langkah Percobaan Penyearah Setengah Gelombang Satu Phasa

1. Pasang papan “Half and Fullwave Rectifier (NO-13)” pada papan penyangga.

Perhatikan gambar 2-10. Jaga agar tombol power disebelah kiri tetap OFF dan

hubungkan catu daya 220V pada rangkaian.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 10: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 2-10 Board Penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh (1-Φ)

2. Rangkailah bagian sekunder trafo seperti gambar 2-11. Rangkaian smoothing

filter tidak digunakan kali ini.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 11: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 2-11 Percobaan Penyearah Setengah Gelombang

3. Pasang input CH-1 osiloskop ke kopel AC (5V/cm) untuk mengukur bentuk

gelombang tegangan yang melewati 1 dan G (sebelum disearahkan). Pasang

input CH-2 ke kopel DC (5V/cm) dan hubungkan melewati RL, kemudian

nyalakan power.

Tanpa C

Bentuk gelombang output

(melewati RL)

Ripple VP-P Ripple VP-P

Bentuk gelombang input

4. Amati bentuk gelombang output pada tiap-tiap tipe filter tertentu dalam tabel

dan gambarlah bentuk gelombang output yang diamati sesuai tabel. Ukur dan

catatlah besar ripple puncak-ke-puncak pada tiap kasus.

5. Tentukan faktor ripple dari pengukuran tegangan ripple (peak to peak).

Faktor ripple dirumuskan sbb:

Dimana : dan

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 12: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

2.2.3.3 Langkah Percobaan Penyearah Gelombang Penuh Fasa Tunggal

1. Matikan power. Susun kembali bagian sekunder trafo seperti pada gambar.

Perhatikan bahwa ini adalah penyearah jembatan gelombang penuh. Lepaslah

kapasitor filter.

Gambar 2-12 Percobaan Penyearah Jembatan Gelombang Penuh

2. Pasang input CH-1 ke kopel AC (5V/cm) dan hubungkan melewati “a” dan

“b” untuk mengukur sinyal input AC.

Perhatian : Jangan hubungkan probe CH-2 melewati terminal RL karena

ujung ground CH-1 terhubung ke terminal “b”.

3. Nyalakan power. Gunakan probe CH-1 untuk mengukur gelombang tegangan

yang melewati RL dan gambar grafik bentuk gelombang output yang diamati

sesuai tabel di bawah.

Bentuk gelombang melewati RL

(tanpa C)Bentuk gelombang melewati RL

(dengan C)

Ripple VP-P

4. Tambahkan filter kapasitor dengan menghubungkan terminal 3 ke 4. Ukurlah

tegangan ripple (p-p) nya. Tentukan juga faktor ripplenya.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 13: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

LEMBAR DATA PERCOBAAN

KARAKTERISTIK DIODA, PENYEARAH & FILTER

Nama :

N I M :

Kelompok :

Pratikum : Dasar Elektronika

TABEL 2-1

Hasil Pengukuran Karakteristik Dioda Germanium

Dan Dioda Silikon

VINPUT

Ge Diode Si Diode

Forward Reverse Forward Reverse 1 V

2 V

3 V

4 V

5 V

6 V

7 V

8 V

9 V

10 V

11 V

12 V

13 V

14 V

15 V

16 V

17 V

18 V

19 V

20 V

TABEL 2-2

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Malang, 2010Instruktur

( )

Page 14: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Hasil Pengukuran Karakteristik Dioda Zener (6,2V)

VIN (V) IZ (mA)-2

-4

-6

-6,5

-7

-7,5

-8

-8,5

-9,5

-10,5

-11,5

-12,5

-13,5

-14,5

-15,5

-16,5

-17,5

-18,5

-19,5

Bentuk Gelombang Input (AC)

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 15: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Pada Penyearah ½ Gelombang Dan Gelombang Penuh

V/div = ……………

T/div = ……………

Vp-p = ……………

f = ……………

Bentuk Gelombang Output

Pada Penyearah ½ Gelombang Tanpa C

V/div = ………….

T/div = ………….

Vp-p = ………….

f = ………….

RL = ………….

VDC = ………….

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 16: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Bentuk Gelombang Output

Pada Penyearah ½ Gelombang Dengan (Satu) C = 100 µF

V/div = ………….

T/div = ………….

Vp-p = ………….

f = ………….

RL = ………….

VDC = ………….

Bentuk Gelombang Output

Pada Penyearah ½ Gelombang Dengan (Dua) C = 100 µF

Dan Induktor

V/div = ………….

T/div = ………….

Vp-p = ………….

f = ………….

RL = ………….

VDC = ………….

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 17: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Bentuk Gelombang Output

Pada Penyearah Gelombang Penuh Tanpa C

V/div = ………….

T/div = ………….

Vp-p = ………….

f = ………….

RL = ………….

VDC = ………….

Bentuk Gelombang Output

Pada Penyearah Gelombang Penuh Dengan C = 100 µF

V/div = ………….

T/div = ………….

Vp-p = ………….

f = ………….

RL = ………….

VDC = ………….

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 18: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

BAB III

TRANSISTOR NPN dan PNP

3.1 Tujuan

Memahami dan mempelajari karakteristik transistor NPN dan PNP

Memahami dan mempelajari kerja pada transistor NPN dan PNP

3.2 Teori Dasar

3.2.1 Transistor NPN

Gambar 3-1 struktur dan sinyal dari transistor NPN

Transistor dibuat dengan mendekatkan dua Junction semi konduktor satu

sama lain. Transistor NPN dibuat dari dua material type N dan type P seperti

gambar 3-1 (a). Satu bagian material type N adalah kolektor dan bagian material

type N lainnya Emitor dan bagian tengah yaitu type P adalah Base. Arah panah

terminal Emitor dalam gambar 3-1 (b) ditentukan oleh type Transistor (NPN atau

PNP). Arah panah menunjukan arah arus antara Emitor dan Base seperti halnya

dioda.

Ketika Emitor Transistor menjadi terminal common antara input dan

output, maka disebut Common Emitor (CE) dan Collector akan menjadi output

terminal dan Base menjadi input terminal. Penguat (gain) arus CE adalah

karakteristik utama Transistor dan ditunjukkan dengan atau hFE. Penguatan arus

CE ditunjukan dengan rumus berikut:

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 19: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 3-2 rangkaian Common Emiter input AC

Gambar 3-3 Kurva Karakteristik Common Transistor

Gambar 3-2 menunjukan rangkaian dimana Junction Base-emiter di-

forward bias dan Junction Base Collector dibackward bias dalam struktur CE.

Gambar 3-3 menunjukan grafik karakteristik rangkaian CE dalam gambar 3-2.

hFE pada kondisi titik Q IB = 20A dan IC = 22mA dihitug sebagai berikut:

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 20: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Penguatan arus AC pada rangkaian CE sering dipakai dengan hFE.

Dijelaskan sebagai berikut:

Penguatan arus AC titik Q dan A dalam Transistor dari gambar 3-3

dihitung sebagai berikut:

Penguatan arus AC Hfe memiliki perbedaan serius dengan penguatan arus

DC Hfe. Pada posisi ini, anda dapat mengetahui penguatan arus dijelaskan dengan

nilai lebih luas pada sinyal dalam rangkaian CE. Kemampuan mengubah bentuk

dari sinyal kecil ke sinyal besar memiliki bentuk yang sama merupakan fungsi

terbaik karakteristik Transistor. Prosesnya disebut Amplication.

Arus Transistor ditunjukan sebagai berikut dengan hukum arus kirchhoff

Arus Base sangat kecil dibandingkan arus Collector dan Emitor dan sama

seperti perbedaan kedua nilai arus. Dalam setiap kasus, hal ini menjadikan tidak

ada perbedaan untuk mengasumsikan arus Emitor dan collektor memiliki nilai

yang sama.

3.2.2 Transistor PNP

Gambar 3-4 Struktur Dan Sinyal Dari Transistor PNP

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 21: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Transistor PNP dibuat dari dua material tipe P dan tipe N seperti gambar

5-4 (a). Bagian material tipe P adalah Emitor dan Collector bagian tipe N di

tengah adalah Base. Gambar 5-4 (b) menunjukan simbol Transistor PNP

Gambar 3-5 Rangkaian Common Base Transistor

Gambar 3-6 karakteristik kurva Common BaseGambar 3-5 menunjukan rangkaian Transistor PNP dimana Junction

Emitor-Base di forward bias dan Junction Base-Collector di backward bias.

Resistansi digunakan untuk membatasi aliran arus dalam rangkaian. Arus Emitor

DC (IE) menjadi 2V/1K = 1mA dengan mengurangi 0,7 VEB dari 2,7 V (dalam

hal ini silikon). Transistor yang dirangkai seperti gambar 3-5 sebagai type

Common Base (CB) dan dikarenakan Common Base-nya pada kedua sisi

rangkaian. Gambar 3-6 menunjukan kurva karakteristik dari rangkaian CB. Kurva

menunjukan hubungan antara VCB dan arus Collector dari beberapa nilai arus

Emitor input. Arus Emitor 2mA ditentukan oleh kurva ini dan arus Collector 1,8

mA ditentukan oleh tegangan backward bias Junction Base-Collector 10V. Ada

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 22: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

kaitan penting antara arus Collector dan Emitor adalah arus input, IC/IE disebut

penguatan arus forward CB AC dan digambarkan dengan simbol Q atau hFB.

Dimana hFB :

Sehingga hFB -nya menjadi 1,8 mA/2,0mA (sama dengan 0,9). Dalam

rangkaian gambar 3-5 nilai hFB berkisar dari 0,9 - 0,99 dan selalu kurang dari 1.

Jika sinyal AC diberikan ke sisi input (Emitor) pada rangkaian gambar 3-5, nilai

hFB AC dari penguatan arus forward CB memiliki peran yang penting. Penguatan

arus dijabarkan sebagai berikut:

Gambar 3-7 Rangkaian Common Base

Gambar 3-7 menunjukan rangkaian CB dari gambar 3-5 dari arus input

AC 2mAp-p. Arus 2mAp-p merupakan arus Emitor yang diubah mendekati level bias

DC. Level bias (dalam hal ini, 2mA) disebut arus Quiescent 2mA dan observasi

untuk titik Q. Ditunjukan gambar 3-6 lalu arus Emitor yang diubah ke 3 mA dan 1

mA (A dan B pada gambar 3-6) mendekati arus Quiescent 2mA. Penguatan arus

AC (hFB) dihitung sebagai berikut dari kurva pada gambar 3-6.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 23: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Dalam hal ini hFB dihitung antara titik A dan Q pada gambar 3-6, tetapi

nilainya sama dengan nilai yang dihitung antara titik B dan Q. catat bahwa

penguatan arus DC dan penguatan arus AC sama besar pada saat ini. Secara

umum kedua nilai tidak sama besar pada kenyataanya. Penguatanya arus sedikit

lebih kecil dari 1, tetapi akan didapat penguatan tegangan yang besar.

3.3 Alat-Alat yang Digunakan

Power supply

Multimeter digital

Jumper (kabel penghubung)

Module M-5 Semiconductor

3.4 Langkah Percobaaan

3.4.1 Percobaan Transistor NPN

Gambar 3-8 Rangakian Pengukuran Karakteristik Transistor NPN

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 24: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

1. Gunakan rangkaian -4 dari M-5 untuk membuktikan percobaan

karakteristik Transistor NPN. Di rangkaian ini, buat rangkaian seperti

gambar 3-8 dengan menghubungkan Amperemeter ke 4g-4h dan

Voltmeter ke 4c-4d.

2. Set R2 agar VR2 0,1 Volt dan Hubungkan 5 Volt ke termiral 4a. Hubungan

antara IB dan VR2 adalah seperti yang ditunjukan berikut. Dan Hubungkan

10 Volt dari tegangan VCE ke terminal 4i (hubungkan + dari output 0~20V

ke 4i dan GND ke 4k). Lalu, ukur arus Collector (IC) dari Amperemeter

dan masukan hasilnya ke tabel 3-1

3. Dengan mengubah VCE masukkan nilai IC ke dalam table 3-1

4. Ulangi perintah 1 – 3 untuk mendapatkan IC

3.4.2 Percobaan Transistor PNP

Gambar 3-9 Rangakian Pengukuran Karakteristik Transistor PNP

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 25: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

1. Gunakan rangkaian -5 dari M-5 untuk poercobaan karakteristik Transistor

PNP. Buat rangkaian seperti gambar 5-14 dengan menghubungkan

Amperemeter ke 5g-5h dan Voltmeter ke 5c-5d dalam rangkaian ini.

2. Mengatur R1 ke -5V yang dihubungkan ke terminal 5a dan Set R2 agar

VR2 -0,1 Volt. Hubungan antara IB dan VR2 ditunjukan seperti berikut.

Hubungkan tegangan 0V~20 V ke terminal 5i agar tegangan VCE menjadi -

10 Volt. (hubungkan + output 0 ~ 20 Volt ke 5k dan GND ke 5i). Ukur

arus Collector (Ic) dari Amperemeter dan masukan ke tabel 3-2

3. Dengan mengubah VCE masukkan nilai IC ke dalam table 3-2

4. Ulangi perintah 1 – 3 untuk mendapatkan IC

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 26: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

LEMBAR DATA PERCOBAAN

KARAKTERISTIK TRANSISTOR NPN & PNP

Nama :

N I M :

Kelompok :

Pratikum : Dasar Elektronika

Tabel 3-1

Hasil Pengukuran Ic Untuk Menentukan Karakteristik NPN

VCE

(volt)IC (mA)

VR2= VR2= VR2= VR2= VR2= VR2=

Tabel 3-2

Hasil Pengukuran Ic Untuk Menentukan Karakteristik PNP

VCE

(volt)IC (mA)

VR2= VR2= VR2= VR2= VR2= VR2=

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Malang, 2010Instruktur

( )

Page 27: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

BAB IV

KARAKTERISTIK JFET & MOSFET

4.1. Tujuan Percobaan

Memahami karakteristik JFET & MOSFET

Dapat memperoleh parameter – parameter dari JFET & MOSFET

Dapat membuat serta membaca grafik karakteristik transfer dan

karakteristik output dari sebuah JFET & MOSFET

4.2. Teori Dasar

4.2.1. Karakteristik JFET

J-FET terdiri dari kanal type-n dan kanal type-p, dan gate mempunyai

karakteristik yang berhadapan lansung ke kanal. Gambar 4-1 (a) menunjukan

struktur dari fisik J-FET kanal type-n. Diantara gate dan basis / drain dan kolektor

/ source dan emitor memiliki kesamaan pada J-FET dan transistor bipolar.

Impendasi input dari JFET sangatlah tinggi sehingga hampir – hampir arus

inputnya tidak terukur. Oleh karena itu karakteristik inputanya tidak digambarkan.

Nilai arus output (ID) dikendalikan oleh tegangan antara gate dan source (VGS).

Gambar 4-1 Struktur Karakteristik Dari JFET

Pada gambar 4 – 2 ditunjukan kurva untuk karakteristik tegangan VDS

antara arus drain ID dengan drain – source. Dipengaruhi oleh perbedaan tegangan

antara drain dan source.VGS adalah tegangan antara gate dan source pada J-FET.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 28: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Arus terus naik dengan linier yang dipengaruhi oleh kenaikan tegangan. Ini terjadi

pada range tegangan dari 1V sampai 3V hingga mencapai range pinch-Off.

Daerah lapisan pengosongan terjadi di sekitar tiap sambungan pada persimpangan

pn yang dibias reverse.

Gambar 4-2 Karakteristik Kurva Tegangan VDS

Pada persambungan Gate – source dari JFET jika diberi tegangan forward

bias,akan menjadi kanal ( channel ) sangat kondusif (conductive ). Untuk itu pada

n kanal JFET nilai tegangan positif pada gate harus dibatasi sampai + 0,6 Volt.

Jika tegangan Drain – source (VGS) dinaikan dan kemudian tegangan

revese bias pada Gate – Source (VGS) diperbesar maka daerah pengosongan akan

terpisah,sehingga arus mengalir dengan bebas tanpa terhalang oleh daerah

pengosongan. Pada keadaan ini arus akan konstan dan tidak akan naik lagi meski

VDS diperbesar. Tegangan ini disebut dengan Tegangan Beyond pinch off

Ini kemungkinan pengosongan dari aliran arus yang cocok dengan

pengurangan luas dari atau lebar dari kanal menjadi 0. Pada kasus ini lekukan dari

tegangan disesuikan dengan kanal. Ini cenderung untuk mengurangi lebar dari

pengosongan pada range dan menjadi alasan mengapa arus dapat mengalir. Hasil

akhir menjadi arus yang konstan dan status jangkauan yang stabil.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 29: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 4-3 Karakteristik Daerah Kerja Pada JFET

Resistansi drain dinamik

rds definisi dari kemiringan lengkungan kurva pada range pinch-off.

Nilainya sangat tinggi dan rds antara A dan B pada gambar 4- 2 Didapat:

Karena resistansi yang berubah dari Vds, ini adalah kanal dari resistansi

AC(alternating current). Oleh karena itu, kanal yang stabil pada daerah resistansi

DC (RDS) dengan nilai resistansi yang rendah tergantung pada VDS, pada keadaan

VDS = 20V pada gambar 5-16 didapat;

Untuk mencari nilai Trankonduktansi (gfs) digunakan differensilisasi dari

kemiringan kurva – kurva Id / VGS melalui persamaan differensial sebagai berikut :

VGS(off) =

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 30: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

didapat , gfs = gfs 0

Arus saturasi IDS didefinisikan sebagai arus drain yang sedang mengalir

pada tegangan Beyond pinch off VP bila VGS = 0. Tegangan cut off adalah

tegangan Vgs yang menyebabka terhambatnya arus drain sehingga nilainya

mendekati nol.

Sehubung dengan karakteristik JFET maka untuk itu ada beberapa hal

yang perlu diperhatikan,diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Arus Drain Id dipengaruhi oleh perbedaan tegangan antara Gate &

source Vgs dimana hal ini berbeda sekali dengan sifat dari transistor

bipolar yang mana arus kolektornya dipengaruhi oleh arus

biasnya.sifat JFET ini berlaku juga untuk MOSFET, sehingga JFET

dapat dikatakan sebagai komponen aktif yang dikendalikan oleh

tegangan.Hal ini berlaku juga pada tabung hampa.

2. Kemiringan lengkungan karakteristik VDS < VP tergantung pada Vgs hal

ini berarti bahwa keadaan JFET berlaku sebagai resistor yang

resistansinya diatur oleh Vgs.

3. Karakteristik vgs > 0 tidak dilukiskan karena pada keadaan ini kanal

dalam keadaan konduktif.

4.2.2. Karakteristik MOSFET

FET semikonduktor oksida-logam (metal-oxide semikonduktor FET),atau

disingkat MOS-FET. Berbeda dengan JFET, gerbang diisolasikan dari saluran.

Oleh karena itu , arus gerbang menjadi sangat kecil. Hal ini tidak dipengaruhi oleh

positif atau negatifnya gerbang itu. MOSFET kadang-kadang disebut sebagai

IGFET, singkatan dari insulated-gate fet (FET gerbang terisolasi)

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 31: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Terdapat 2 (dua) tipe cara kerja karakteristik pada MOSFET, diantaranya

tipe pengosongan dan tipe peningkatan

MOSFET Tipe Pengosongan (depletion-type MOSFET)

` Elektron bebas dapat mengalir dari gate menuju drain melaui bahan n,

daerah p disebut substrat (tubuh) secara fisik daerah ini mengurangi jalur

penghantar menjadi saluran yang sempit.

Lapisan tipis silicon dioksida SiO2 ditempelkan pada sisi kiri saluran. Yang

merupakan isolator (penyekat). Pada MOSFET gerbangnya terbuat dari logam

karena gerbang terpisah dari saluran, maka hanya sedikit sekali arus gerbang yang

mengalir, walaupun bila tegangan berharga positif. Dioda pn yang terdapat dalam

JFET itu telah ditiadakan pada MOSFET

Seperti telah diterangkan sebelumnya, tegangan gerbang dapat

mengendalikan lebar saluran. Makin negatif tegangan gate, makin kecil nilai

drainnya. Bila tegangan gatenya negatif, arus drain putus. Dengan demikian , pada

tegangan gate negatif, operasi MOSFET sama dengan operasi JFET. Karena

prilaku dengan gate negatif tergantung pada pengosongan saluran dari electron-

elektron bebas.

Terminal gate pada MOSFET tempat dan meletakan SiO2 materi lapisan

penyekat secara saluran. Materi baja telah ditanamkan pada lapisan SiO2. Gambar 4-

5 menunjukan struktur MOSFET.

MOSFET tipe Peningkatan (Enhancement Type MOSFET)

Dengan mengubah susunan dari dalam MOSFET saluran-n, kita dapat

menghasilkan MOSFET jenis baru yang hanya dapat menghantar pada tipe

penigkatan saja. MOSFET tipe ini banyak digunakan pada mikroprosesor dan

memori komputer karena ia berlaku seperti switch yang biasanya mati. Untuk

mendapatkan arus drain, maka harus menerapkan tegangan gate positif

Gambar 4-4 (a) menunjukan karakteristik dari chanel n pada MOSFET,

karena kanal pada mode pengosongan konduktor bersifat normal maka pada J-

FET aliran arus berkurang dan dapat berubah menjadi cut off yang cukup

mempengaruhi tegangan Gate.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 32: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 4-4 Tipe Pada MOS-FET

Pada mode peningkatan, status pada kanal cut off kondisinya normal dan

dapat terjadi pengurangan atau penambahan yang dapat mempengaruhi tegangan

pada gate dan dapat dikontrol. Depleksi (penipisan) MOSFET dapat terjadi jika

dioperasikan pada mode penigkatan ditunjukan pada gambar 4 - 4(b).

Kapasitor elektron pada gate sangatlah kecil dan impedansi inputnya

sangatlah besar. Karena gate dapat menerima muatan dengan mudah.

Saat J-FET terjadi kebocoran arus pada input meningkat sesuai dengan

temperatur,efeknya tempertur berada pada level paling rendah pada MOSFET.

MOSFET merupakan semikonduktor yang mudah tepengaruh oleh temperatur.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 33: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 4-5 Struktur Dari Karakteristik MOS-FET

4.3. Peralatan yang digunakan

1. Modul M-5, cirkuit 6 & 7

2. Multimeter Digital

3. Jumper

4. Catu Daya

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 34: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

4.4. Langkah percobaan

4.4.1. Percobaan Karakteristik JFET

Gambar 4-6 Rangkaian Percobaan JFET

1. Gunakaan cirkuit 6 pada M-5 untuk Percobaan karakteristik J-FET, sesuai

dengan gambar rangkaian 4 - 6, Hubungkan ampermeter pada sisi kaki

terminal dari 6e-6f dan voltmeter pada kaki terminal 6d-6g / 6f-6j

2. Hubungkan tegangan -5V pada titik 6a, +5V pada titik 6b, +12V pada titik

6h dan hubungkan ground pada titik 6g.

3. Aturlah VDS yang tertera pada table 4-1 dengan mengatur variable resistor

R5. Dan gantikan niali VGS yang tertera pada pada table 4-1 kemuadian

aturlah dengan menggunakan R1, ukurlah arus drain (ID) dan masukan nilai

hasil pengukuran pada table 4-1

4. Berikan Kesimpulan mengenai percobaan JFET tersebut pada lembar

analisa data.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 35: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

4.4.2. Percobaan karakteristik MOSFET

Gambar 4-7 Rangkaian Percobaan MOSFET

1. Gunakan Cirkuit -7 pada M-5 untuk percobaan karakteristik MOS-FET.

Sesuiakan dengan gambar rangkaian 4-7. Hubungkan ampermeter pada

sisi kaki terminal dari 7e-7f dan voltmeter pada kaki terminal 7d-7g / 7f-

7j

2. Menghubungkan -5V pada titik 7a, +5V pada titik 7b, +20V pada titik 7h

dan hubungkan ground pada titik 7g.

3. Aturlah VDS yang tertera pada table 4-2 dengan mengatur variable resistor

R5. Dan gantikan niali VGS yang tertera pada pada table 4-2 kemuadian

aturlah dengan menggunakan R1, ukurlah arus drain (ID) dan masukan

nilai hasil pengukuran pada table 4-2

4. Berikan Kesimpulan mengenai percobaan MOSFET tersebut pada lembar

analisa data

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 36: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

LEMBAR DATA PERCOBAAN

KARAKTERISTIK JFET & MOSFET

Nama :

N I M :

Kelompok :

Pratikum : Dasar Elektronika

Tabel 4-1

Hasil Pengukuran Arus Drain ID (mA) pada JFET

VDS VGS

Tabel 4-2

Hasil Pengukuran Arus Drain IDS (mA) pada MOSFET

VDS VGS

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Malang, 2010Instruktur

( )

Page 37: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

BAB V

PENGUATAN TRANSISTOR

COMMON EMITER

5.1. Tujuan

Dapat memahami dan mempelajari dasar penguatan.

Dapat mencari impedansi masukan dan keluaran pada penguat transistor

dan cara pengukuran.

Macam-macam penguat transistor dan tiap-tiap karakteristik penguatan

hingga prakteknya dan perhitungannya.

5.2. Teori Dasar

Sebuah rangkaian penguat transistor bipolar dengan menggunakan

konfigurasi CE (Commmon-Emiter) diperlihatkan pada gambar dibawah ini:

Gambar 5-1 Rangkaian Penguat Common Emitter

Untuk dapat menganalisa rangkaian diatas diperlukan dua buah analisa

yaitu analisa DC dan analiasa AC.

5.2.1. Analisa DC

Tujuan analisa ini untuk mencari titik kerja dari penguat yang akan kita

analisa. Untuk menganalisa DC maka sumber AC kita matikan dan semua

kapasitor kita buat open circuit ,sehingga rangkaian ekivalen seperti gambar 5-2

dibawah ini:

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 38: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 5-2 Rangkaian Ekivalen Untuk Analisa DC

Sehingga kita peroleh

Dari loop antara Basis dan Emitor kita peroleh persamaan:

Arus kolektor merupakan penjumlahan dari dua arus,yaitu:

Sehingga kita peroleh:

Dengan mendistribusikan persaman (2) ke persamaan (1) ,dan untuk harga

,maka akan diperoleh:

Dari loop antara kolektor-emitor kita peroleh:

Dengan:

5.2.2. Analisa AC Untuk Frekuensi Menengah

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

-+

RC

ICeo

IC

VCC

VO

IE

RE

IB

+-

+ -

Vth

Rth

Page 39: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

0 CEB

BE VI

Vr

Praktikum Dasar Elektronika

Dengan mematikan sumber tegangan DC dan membuat short-circuit

semua kapasitor maka akan diperoleh rangakaian ekivalen seperti gambar dibwah

ini:

Gambar 5-3 Rangkaian Ekivalen Analisa AC Pada Frekuansi Menengah

Setelah kita gambar rangkaian ekivalen AC seperti diatas dan kita peroleh

harga dan , maka dapat kita cari AVI,AVS,ZI,AI,dan AP serta ZO) sebagai

berikut:

Dari rangkain ekivalen di atas,kita lihat V=VI , maka diperoleh:

Untuk mencari AVS dapat kita gunakan persamaan berikut:

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

-

+-

Zi

Rs

RB

Vs

Ii

+

V

+

rgmV

RC

Zo IO

RL

-

VO

+

Page 40: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Maka:

Impedansi masukan dapat kita peroleh dengan persamaan:

Penguatan arus dapat kita peroleh dengan persamaan:

Penguatan daya dapat diperoleh dengan persamaan:

Untuk mencari Z0 maka pada rangkaian dibuat open circuit V0 terlebih dahulu

sehingga diperoleh:

Dimana:

Voc=V dengan RL= ∞

Kemudian dibuat short circuit Io sehinggaa diperoleh:

Io(SC)=gm.Vsc

Dimana

Vsc=V dengan RL = 0

Maka :

Impedansi masukan diperoleh dari:

Zin atau Rin (impedansi masukan dari amplifier) yang ditentukan dari

perbandingan masukan tegangan vin dan arus iin yang tidak distorsion.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 41: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Sehingga anda mendapatkan Rin dengan pengukuran vin dan iin dan

dimasukkan kedalam persamaan diatas. Anda dapat mengukur arus input (base)

amplifier menggunakan AC micro arm meter of mili arm meter yang

diperlihatkan Gambar 5-1 untuk menentukan iin yang digunakan voltage meter-

current meter metod. Potentiometer Rx disambung diantara A dan B seperti pada

Gambar 5-1. Tegangan vx ada pada kedua sisi Rx , Rx diubah hingga sama

seperti sinyal tegangan vin yang diukur diantara B dan C . Nilai pengukuran yang

diperoleh dengan pemisahan Rx dari rangkaian adalah sama dengan Rin .

Impedance input dari common emitter amplifier dapat menjadi berkurang oleh

degeneracy feedback dalam rangkain input. Sinyal arus yang masukan dari base

akan melawan tegangan vin di emitter yang sama nilainya dengan terpotong dari

R3 . Namun C3 memungkinkan terjadinya AC by-pass seperti didalam rangkain ,

Sehingga dalam emitter circuit terjadi penurunan , nilai Rin akan bertambah.

Seperti ini,

Output impedance

Impedansi output dari amplifier ( Zout ) dapat menjadi percobaan penguat

yang dengan manambahkan sebuah resistor variable Rout ke output sirkit . Ikuti

prosesnya, pertama ukur input sinyal IC tanpa beban. Kemudian , sambungkan

beban dan atur beban ( Rout ) hingga keluar sinyal output yang baru ( vout ) yang

nilainya menjadi setengah dari nilai pengukuran vout sebelumnya. Bagi Rout yang

dari sirkit dan ukur nilainya. Sekarang, mengukur nilai output impedansit Zout .

Dengan catatan tidak ada distorsi (penyimpangan) dari sinyal I/O dalam

pengukuran impedansi I/O.

Voltage gain

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 42: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Common emitter amplifier adalah arus, tegangan dan power amplifier .

Kita dapat menetapkan tegangan gain amplifier dengan memasukkan pengukuran

sinyal tegangan input ke dalam percobaan. Tegangan sinyal output yang diukur

(dengan oscilloscop dari voltmeter AC) dan membandingan sinyal input yang

memotong sinyal output sehingga akan menjadi tegangan gain.

Yang terpenting adalah amplifier harus bekerja di daerah linier selama

proses. Kita dapat menetepkan daerah operasi linier dari percobaan amplifier.

Setelah gelombang sinus 100Hz di masukkan dari sinyal audio, amati keluaran

dari kolektor dengan osiloskop. Mula-mula set keluaran sinyal generator pada

minimum. Pada saat ini, ketika generator output meningkat secara berangsur-

angsur, amatilah jenis gelombang pada oscilloscop. Namuan selama pengukuran

tidak ada nilai distorsi, sehingga itu adalah daerah sinyal input.

Process of the experiment

Gambar 5-4 Rangkaian Untuk Mengukur Resistansi Input

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 43: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 5-5 Rangkaian Untuk Mengukur Resistansi Output

5.3. Peralatan Yang Digunakan

Kit paraktikum Common emitter ampilifier

Oscilloscope

Function Generator

Multimeter digital

Catu Daya

Kabel Penghubung

5.4. Langkah Percobaan

5.4.1. Percobaan Mencari Impedansi Masukan

1. Pastikan sirkit seperti Gambar 5-1 yang menggunakan sirkit-2 dari M-6. Set

frekuensi masukkan menjadi 1000Hz gelobang sinus.

2. Setelah R1 pada maximum dan R6 pada minimum ( 0 ) diatur, set tegangan

output 8Vp p dengan tegangan input frequensi yang berfariasi. Tetapi

gelombang output tidak boleh distorsi.

3. Setelah mengatur tegangan output 4Vp p dengan memvariasi R6 , ukur

tegangan input vR6 , vR3 dan masukkan kedalam table 5-1.

4. Setelah R6 dipisahkan dari sirkit, ukurlah nilai tahanan dan masukan

kedalam resistensi input table (5-1) yang kosong. Tetapi, hati-hati nilai

hambatan tidak boleh barubah selama pemisahan R6 dari sirkit.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 44: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

5.4.2. Percobaan Mencari Impedansi Keluaran.

1. Pastikan sirkit seperti pada Gambar 5-5 yang menggungkan sirkit 2 dari M-

6. Masukan frequensinya adalah 1000Hz gelombang sinus dan jangan

sambungkan R6 .

2. Ubah R1 dan tegangan sinyal input untuk membuat tegangan output

maximum yang tidak distortion. Dan ukur vo tanpa beban, kemudian

masukan kedalam table 5-2.

3. Setelah R6 disambung ke sirkit, atur dengan presisi menjadi setengah vo

tanpa beban. Kemudian ukurlah vi dan vo dalam status setengah beban dan

kemudian masukkan kedalam table 5-2.

4. Setelah R6 dipisahakan dalam sirkit, ukurlah nilai resistansi dan masukkan

kedalam resistansi output dalam table table 5-2 yang kosong. Tetapi, hati-

hati nilai resistansi tidak boleh berubah dalam pemisahan R6 dari sirkit.

5.4.3. Percobaan Mencari Faktor Penguatan.

1. Dalam Gambar 5-5, setelahC2 tersambung dan mengukur no-load, output

maximum tidak bergantungdalam beban rata-rata, input maximum tidak

tergantung dari sinyal input seperti dalam table 5-2,

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 45: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

LEMBAR DATA PERCOBAAN

PENGUATAN TRANSISTOR COMMON EMITOR

Nama :

N I M :

Kelompok :

Pratikum : Dasar Elektronika

Tabel 5-1Hasil Pengukuran Impedansi Masukan

Terbagi atasINPUT

Vs(VP-P)

VR6 (VP-P)

VR3 (VP-P)

Input resistor

NonBy PassBy Pass

Tabel 5-2Hasil Pengukuran Impedansi Keluaran

Terbagi atasOUTPUT

Vi (Vp-p)

No Load V0(Vp-p)

1/2 Load V0(Vp-p)

Out Resistor

Non By PassBy Pass

Tabel 5-3Hasil Pengukuran Penguatan

R1 R61K …

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Malang, 2010Instruktur

( )

Page 46: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

VSUMBER V/DIV =T/DIV =

VINPUT V/DIV =T/DIV =

VOUTPUT

V/DIV =T/DIV =

Praktikum Dasar Elektronika

GRAFIK 5-1SINYAL IMPEDANSI MASUKAN DAN KELUARAN

DENGAN NON BY PASS TANPA BEBAN

GRAFIK 5-2SINYAL IMPEDANSI MASUKAN DAN KELUARAN

DENGAN BY PASS TANPA BEBAN

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

VSUMBER V/DIV =T/DIV =

VINPUT V/DIV =T/DIV =

VOUTPUT

V/DIV =T/DIV =

V output

V sumber

V output

V input

V output

V sumber

V output

V input

Page 47: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

VSUMBER V/DIV =T/DIV =

VINPUT V/DIV =T/DIV =

VOUTPUT

V/DIV =T/DIV =

VSUMBER V/DIV =T/DIV =

VINPUT V/DIV =T/DIV =

VOUTPUT

V/DIV =T/DIV =

Praktikum Dasar Elektronika

GRAFIK 5-3SINYAL IMPEDANSI MASUKAN DAN KELUARAN

DENGAN NON BY PASS DENGAN BEBAN

GRAFIK 5-4SINYAL IMPEDANSI MASUKAN DAN KELUARAN

DENGAN BY PASS DENGAN BEBAN

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

V output

V sumber

V output

V input

V output

V sumber

V output

V input

Page 48: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

BAB VI

COMPLEMENTARY AMPLIFIER

6.1 Tujuan

Memahami serta mempelajari rangkaian penguat komplemen.

Mengetahui kelemahan dari rangkaian push pull tanpa diode bias.

6.2 Alat-alat yang Digunakan

1. Modul 6 (M-6)

2. Catu daya

3. Kabel-kabel penghubung

4. Digital multimeter

5. Osiloskop

6. Fungtion generator

6.3 Teori dasar

6.3.1 Komplemen simetri (2 power suplai)

Gambar 5-1 Komplemen simetri (2 power suplai)

Rangkaian komplemen simetri mengunakan 2 transistor yang mempunyai

karakteristik yang sama. Tapi yang 1 mengunakan transistor PNP dan yang lain

menggunakan transistor NPN. Gambar 5-1 meperlihatkan suatu komplemen push-

pull amplifier simetris yang ideal. Q2 adalah transistor NPN, Q3 adalah transistor

PNP dan masing-masing kaki emitornya saling dihubungkan. Beban diletakkan

atau disambung pada kaki emitor antara Q2 dan Q3. Kolektor Q2 dihubungkan ke

polaritas positif pada Vcc dan Colektor Q3 disambung dengan tegangan DC

polaritas negatif.

Diasumsikan bahwa DC bias pada Q2 dan Q3 dalam keadaan cutt off,

Base Q2 dipicu oleh inputan positif pada perubahan tegangan (1) maka Q2 akan

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 49: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

On / aktif satu rasi. Selama perubahan polaritas (1) belum berubah maka Q2 akan

tetap On, gelombang arusnya sama seperti pada gambar 5-1(b). Transistor Q3

dalam keadaan backward bias dan dalam keadaan cutoff selama polaritas positif

belum berubah. Dan ketika Q2 berubah keadaan menjadi cutoff, Q3 menjadi bias

forward dan keadaannya menjadi On. Lebih jelasnya lihat pada gambar 5-1.

Akhirnya tegangan dari kedua sisi RL berbentuk sinus dan mirip dengan tegangan

inputan. Sebab Q2 dan Q3 saling melengkapi dan membentuk gelombang yang

simetris. Oleh sebab itu disebut Komplemen Simetri..

Penguat komplemen simetris harus didisain dengan sangat jeli dan baik

untuk mencegah panas yang berlebihan atau kerusakan pada power transistor.

Ketidak stabilan atau kebocoran power transistor memungkinkan terjadinya

perbedaan. Umumnya, di gunakan metode stabilization heat complement.

Kondisi yang digunakan adalah koneksi terminal awal dengan terminal output.

6.3.2 Komplemen simetri (1 power suplai)

Gambar 5-2 Komplemen simetri (1 power suplai)

Daya yang digunakan untuk penguat simetris push-pull haya 1 saja.

Simetri dari rangkaian dipengaruhi oleh R1 dan R2 dengan distribusi tegangan

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 50: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

yang sama., di bawah pensuplai terminal bagian atas adalah terminal aliran

forward bias ke Q2, yang mensuplai bagian bawah ke Q3 dan keduanya membuat

arus kosong bawah mengalir dari tiap transistor sehingga menyebabkan terjadinya

cacat penyebrangan (crossover distortion) pada sinyal keluaran.

Anak panah pada gambar 5-2 memperlihatkan alu dari arus yang kosong pada

sircuit luar Q2 dan Q3. Alur arus kosong meliputi Q3, Q2 dan power suplai juga.

Q2 dan Q3 mempunyai karakteristik yang sama. Titik D adalah tegangan tengah

DC dari rangkaian (VAD=VDG=VCC/2). Pada jalan yang sama, jika nilai

tahanan R1, R2 sama dan Q2 dan Q3 mempunyai karakteristik yang sama, titik C

akan menyalurkan tegangan antara A dan G. Oleh karena itu, Voltmeter DC

dihubungkan ke C dan D untuk mengindikasikan 0V karena C dan D berpotensi

mengalirkan arus DC ke ground. Titik B1 lebih positif ketimbang titik C dan D

yang didistribusikan oleh tegangan atas R1 dan R2. Jadi base (B1) dari Q2 lebih

positif dibandingkan Emitor(D) dan mensuplai forward bias untuk membuat arus

kosong mengalir melalui Q2(NPN).

Tingkat R1 lawan R2 adalah factor yang sangat penting dalam mengatur forward

bias untuk membuat arus kosong bawah ke Q2 (NPN). Sinyal input tegangan

dihubungkan ke Base dari Q2 dan Q3 dengan C1 dan suplai yang sama di setiap

Base. kapasitor C2 terhubung ke sinyal output ke RL dan mencegah arus DC

mengalir sampai RL. Q2 pada keadaan forward bias dari perubahan polaritas

positif. Pada waktu ini, arus nampak pda kedua sisi RL sebagai polaritas positif.

Q3 di bias forward oleh polaritas negative nampak pada kedua sisinya. Aksi lain

dari gambar 5-2 sama dengan kasus menggunakan 2 power suplai.

Komplemen simetris push-pull digunakan untuk output terminal dari

penguat audio keluaran tinggi. Di dalam system ini, suara speaker merupakan

beban dan ditempatkan di RL. Kita juga dapat mendisain rangkaian untuk beban

keluaran dihubungkan antara Emmitor dan Ground dengan membuang C2 dari

rangkaian. Itu karena impedansi output dari disain pengikut emitrornya rendah.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 51: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

6.4 Langkah Percobaan

6.4.1 Percobaan Complementary Amplifier Tidak Menggunakan Dioda Bias

1. Rangakai seperti pada gambar rangkaian berikut:

2. sebelum itu gambar dahulu sinyal input dengan menggunakan osiloskop

sebagai tampilan.

3. Kemudian atur frequency 100Hz dan gambar sinyal outputan pada status

tanpa beban dan gambar juga outputan ketika beban 50 (R7 ).

4. Atur frekuensi input 300/ 1000Hz dan ulangi proses 3.

6.4.2 Percobaan Complementary Amplifier dengan Menggunakan Dioda

Bias

1. Rangkai seperti pada gambar rangkaian berikut:

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 52: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

2. Kemudian atur frequency 100Hz dan gambar sinyal outputan pada status

tanpa beban dan gambar juga outputan ketika beban 50 (R7 ).

3. Atur frekuensi input 300/ 1000Hz dan ulangi proses 2.

4. Ukur tegangan balance C-E (tagangan antara 4h-4k/ 4h-4g) dan bias

balance B-E (tegangan antara 4e-4h/ 4h-4f) menggunakan voltage meter

dan masukan ke dalam tabel.

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 53: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

LEMBAR DATA HASIL PERCOBAAN

COMPLEMENTARY AMPLIFIER

Nama :Nim :Kelompok :Praktikum : Dasar Elektronika

1. Percobaan Complementary Amplifier Tidak Menggunakan Dioda Bias

Frekuensi = ……….. HZ

Gambar 6- sinyal input ( f = ……… )

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Tanpa Beban

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Malang, 2010Instruktur

( )

Page 54: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Dengan Beban (50 ohm)

Frekuensi = ……….. HZ

Gambar 6- sinyal input ( f = ……… )

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Tanpa Beban

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 55: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Dengan Beban (50 ohm)

Frekuensi = ……….. HZ

Gambar 6- sinyal input ( f = ……… )

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Tanpa Beban

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 56: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Dengan Beban (50 ohm)

2. Percobaan Complementary Amplifier dengan Menggunakan Dioda Bias

Frekuensi = ……….. HZ

Gambar 6- sinyal input ( f = ……… )

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Tanpa Beban

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 57: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Dengan Beban (50 ohm)

Frekuensi = ……….. HZ

Gambar 6- sinyal input ( f = ……… )

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Tanpa Beban

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 58: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Dengan Beban (50 ohm)

Frekuensi = ……….. HZ

Gambar 6- sinyal input ( f = ……… )

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Tanpa Beban

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG

Page 59: 59683724 Modul de Lembar Data Fix

Praktikum Dasar Elektronika

Gambar 6- sinyal output ( f = ……… )

Dengan Beban (50 ohm)

TABEL 6-1HASIL PENGUKURAN

VCE dan VBE BERBEBAN (50 ohm)

No. Frekuensi(Hz)

VcE VBE

V(4h-4k) V(4h-4g) V(4e-4f) V(4h-4f)

LABORATORIUM RANGKAIAN LISTRIK DAN PENGUKURANITN MALANG