59683724 Modul de Lembar Data Fix
-
Upload
ferry-fatkhurrohman -
Category
Documents
-
view
82 -
download
4
Transcript of 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
( )
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
( )
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
( )
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
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
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
+
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
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
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
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
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
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
( )
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
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
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
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
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
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
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
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
( )
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
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
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
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
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
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