Web viewbahan ajar. mata kuliah. elektronika analog. disusun oleh : alfith, s.pd, m.pd. jurusan...

BAHAN AJAR

MATA KULIAHELEKTRONIKA ANALOG

DISUSUN OLEH :ALFITH, S.Pd, M.Pd

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK D III

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI PADANG

2013

HALAMAN PENGESAHAN

USULAN BANTUAN BAHAN AJAR TERSELEKSI DIAJUKAN

KEPADA

INSTITUT TEKNOLOGI PADANG

TAHUN 2013

1. Mata Kuliah / Kode Mata Kuliah : Elektronika Analog (EED3222)

2. Pengusul

A. Nama lengkap dengan gelar : ALFITH, S.Pd, M.Pd

B. NIDN / NIK : 20138411086-S

C. Pangkat/Jabatan/golongan : -

D. Bidang spesialisasi keahlian : Kendali dan Elektronika

E. Alamat / Tlp.

1. Unit kerja : Jurusan Teknik elektro, FTI-ITP, Jl. Gajah Mada

kandis nanggalo Padang / 0751-7055202, 444842

2. Rumah : Jl. Liku Harapan N0. 19 Nanggalo Tarusan,

Pesisir Selatan, Sumatera Barat.

Hp. 081374314242

Padang, 1 September 2013Pengusul,

ALFITH, S.Pd, M.PdNIK. 20138411086-S

ii

DAFTAR ISI

Halaman

Cover........................................................................................................... i

Halaman Pengesahan................................................................................. ii

Daftar Isi..................................................................................................... iii

Rencana Program Kegiatan Pembelajaran Semester (RPKPS)............ iv

Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKBM)........................... v

Bahan Ajar Per Pertemuan....................................................................... vi

iii

RENCANA PROGRAM KEGIATANPEMBELAJARAN SEMESTER

(RPKPS)

iv

RENCANA KEGIATAN PEMBELAJARAN MINGGUAN (RKPBM)

Minggu Ke -

Pokok Bahasan (Topik)

Substansi Metode Media

I Pendahuluan 1. TIU2. Relevansi3. Penjelasan Kontrak

Kuliah4. Prinsip dan prosedur

perkuliahan5. Penjelasan tugas dan ujian6. Penjelasan penilaian7. Pendahuluan tentang

Transistor Efek medan

Ceramah,Diskusi,Tugas

LCD,Laptop,White Board

II – IV Transistor Efek Medan

1. Karakteristik Transfer JFET

2. Konstruksi dan karakeristik D-MOSFET

3. Konstruksi dan karakeristik E-MOSFET



V - VII Bias DC FET 1. Bias Tetap2. Bias sendiri (Self-Bias)3. Bias Pembagi Tegangan



VIII Mid Semester Ujian Tengah SemesterIX – XI Penguat FET 1. Model Sinyal Kecil FET

2. Analisis Penguat CS3. Penguat CS dengan RS4. Rangkaian Pengikut

Source5. Penguat Gate Bersama

(CG)



XII – XV Penguat Daya 1. Kelas Penguat2. Penguat Daya Kelas A

Beban Reisistor3. Penguat Daya Kelas A

Beban Trafo4. Penguat Daya Push-Pull

Kelas B5. Penguat Daya Komple-

menter



XVI Final Semester

Ujian Akhir Semester

v

SATUAN ACARA PERKULIAHAN

Mata Kuliah : Elektronika Analog

Kode Matakuliah : EED 3222

SKS : 2

Waktu Pertemuan : 2 x 50 menit

Pertemuan Ke : 1

A. Tujuan Instruksional1. Umum

Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika.

2. KhususSetelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat mengetahui pokok pembahasan mata kuliah Elektronika Analog dan Aplikasinya pada Perancangan Elektronika

B. Pokok Bahasan : PENDAHULUAN

C. Subpokok Bahasan1. TIU (Tujuan Instruksional Umum)2. Relevansi3. Penjelasan kontrak kuliah4. Prinsip dan Prosedur perkuliahan5. Penjelasan tugas dan ujian6. Penjelasan penilaian7. Pendahuluan tentang Transistor Efek Medan

D. Kegiatan Belajar Mengajar

Tahap Kegiatan Pengajar Kegiatan Mahasiswa

Media & Alat

Pengajaran1 2 3 4

Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-1

Memperhatikan

Penyajian 1. Menerangkan peranan elektronika analog dalam desain elektronika

2. Menuliskan silabus atau materi kuliah disertai ulasan dan

1. Memperhatikan2. Mencatat3. Menjawab

pertanyaan

1. Infocus2. Papan

Tulis

vi

penjelasan singkat dari tiap-tiap materi yang akan disampaikan beserta referensi yang digunakan

3. Mejelaskan sistem penilaian akhir dari matakuliah tersebut

4. Memberikan pertanyaanPenutup Menjelaskan :

1. Mereview kembali pokok-pokok yang dijelaskan

2. Memberi kesempatan bertanya3. Meminta komentar mahasiswa4. Memberi tahu rencana kuliah

yang akan dating

Memperhatikan 1. Infocus2. Papan

Tulis

E. EvaluasiLatihan soal pengenalan contoh aplikasi rangkaian elektronikasoal 1:

Transistor pada gambar di atas mempunyai β = 100 dan vBE = 0,7 V pada iC =1mA.Rancanglah rangkaian sehingga arus 2 mA mengalir melalui collector dan tegangan pada collector = +5 V .

Jawab soal 1:VC = 5 V → CBJ reverse bias → BJT pada mode aktif VC = 5 V → VRC = 15 – 5 = 10 VIC = 2 mA → RC = 5 kΩ vBE = 0,7 V pada iC = 1 mA → harga vBE pada iC = 2 mA:

VB = 0 V → VE = -0,717 Vβ = 100 → α = 100/101 =0,99

Harga RE diperoleh dari:

vii

V BE=0,7+ln ( 21 )=0 , 717 V

I E=IC

α= 2

0 , 99=2 , 02 mA

RE=V E−(−15 )I E

=−0 ,717+152 ,02

=7 , 07 kΩ

Soal 2:Sebuah rangkaian CE menggunakan sebuah BJT yang mempunyai IS = 10-15 A, sebuah resistansi collector RC = 6,8 kΩ dan catu daya VCC = 10 V.

a) Tentukan harga tegangan bias VBE yang diperlukan untuk mengoperasikan transistor pada VCE = 3,2 V. Berapakah harga IC nya?

b) Carilah penguatan tegangan Av pada titik bias. Jika sebuah sinyal masukan sinusoida dengan amplitudo 5 mV ditumpangkan pada VBE, carilah amplitudo sinyal keluaran sinusoida.

c) Carilah kenaikan positif vBE (di atas VBE) yang mendorong transistor ke daerah jenuh, dimana vCE= 0,3 V.

d) Carilah kenaikan negatif vBE yang mendorong transistor ke daerah 1% cut off (vO = 0,99 VCC)

Jawab:

a)

.

b)

c) Untuk vCE = 0,3 V

Untuk menaikkan iC dari 1 mA ke 1,617 mA, vBE harus dinaikkan:

viii

I C=V CC−V CE

RC

=10−3,26,8

=1 mA

1×10−3=10−15eV BE /V T

V BE =690 ,8 mV

Av=−V CC−V CE

V T

=−10−3,20 , 025

=−272 V/V

V¿

o=272×0 , 005=1 ,36 V

iC=10−0,36,8

=1 ,617 mA

Δv BE=V T ln (1 ,6171 )

= 12 mV

d) Untuk vo = 0,99 VCC = 9,9 V

Untuk menurunkan iC dari 1 mA ke 0,0147 mA, vBE harus diturunkan

F. Referensi1. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta2. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika,

Jakarta3. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB,

Bandung4. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta


ix

iC=10−9,96,8

=0 ,0147 mA

ΔvBE=V T ln (0 ,01471 )

=−105 , 5 mV



SKS : 2


Pertemuan Ke : 2 - 4



2. KhususSetelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan tentang JFET, D-MOSFET, dan E-MOSFET, mulai dari konstruksi, prinsip kerja, karakteristik transfer, dan output untuk ketiga keluarga FET tersebut.

B. Pokok Bahasan : TRANSISTOR EFEK MEDAN

C. Subpokok Bahasan1. Karakteristik Transfer JFET2. Konstruksi dan karakeristik D-MOSFET3. Konstruksi dan karakeristik E-MOSFET

4. Kegiatan Belajar Mengajar

Tahap Kegiatan Pengajar Kegiatan Mahasiswa Media & Alat

Pengajaran1 2 3 4

Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-2, 3 dan ke-4

Memperhatikan

Penyajian 1. Menjelaskan tentang Karakteristik Transfer JFET

2. Menjelaskan tentang Konstruksi dan karakeristik D-MOSFET

3. Menjelaskan tentangKonstruksi dan karakeristik E-MOSFET


pertanyaan4. Ikut mengerjakan

soal latihan

1. Infocus2. Papan

Tulis

Penutup 1. Menyimpulkan tentang Transistor Efek Medan

2. Memberi kesempatan bertanya3. Meminta komentar mahasiswa4. Memberi tahu rencana kuliah yang

1. Memperhatikan2. Mencatat soal

x

akan datang5. Memberi latihan soal/PR

5. Evaluasi

6. Referensi1. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta2. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika,


Bandung


xi



SKS : 2





2. KhususSetelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan tetang Bias Tetap.

B. Pokok Bahasan : BIAS DC FET

C. Subpokok Bahasan1. Bias Tetap2. Bias Sendiri (Self-Bias)3. Bias pembagi tegangan



Media & Alat

Pengajaran1 2 3 4

Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-5, 6, dan 7

Memperhatikan

Penyajian 1. Menjelaskan tentang Bias Tetap2. Menjelaskan tentang Bias sendiri

(Self-Bias)3. Menjelaskan tentang Bias

Pembagi Tegangan



soal latihan

1. Infocus2. Papan

Tulis

Penutup 1. Menyimpulkan tentang Bias DC FET


yang akan datang5. Memberi latihan soal/PR


xii

5. Evaluasi

soal 1:

Rancanglah rangkaian pada gambar berikut sehingga IE = 1 mA dengan catu daya VCC

= +12V. Transistor mempunyai harga nominal β = 100.

Jawab:

Ikuti ‘rule of thumb’:

⅓ tegangan catu daya dialokasikan untuk tegangan pada R2, ⅓ lainnya untuk

tegangan pada RC dan sisanya untuk simpangan sinyal pada collector.

VB = +4 V (diperoleh dari 1/3 Vcc)

VE = 4 – VBE ≈ 3,3 V

Pilih arus pada pembagi tegangan = 0,1IE = 0,1 x 1 = 0,1 mA

Abaikan arus base, jadi

Jadi R2 = 40 kΩ dan R1 = 80 kΩPada tahap ini, dapat dihitung IE yang lebih akurat dengan memperhatikan arus base yang tidak nol.

Ternyata lebih kecil dari harga yang diinginkan. Untuk mengembalikan IE ke harga

yang diinginkan kurangi harga RE dari 3,3 kΩ menjadi RE = 3 kΩ (harga pendekatan)

yang akan menghasilkan IE = 1,01 mA ≈ 1 mA.

xiii

RE=V E

IE=3,3

1=3,3 kΩ

R1+R2=120,1

=120 kΩ

R2

R1+R2V CC=4 V

I E= 4−0,7

3,3( kΩ)+(80 // 40 ) (k Ω)101

=0 , 93 mA

Disain 2:

jika diinginkan untuk menarik arus yang lebih tinggi dari catu daya dan resistansi

masukan penguat yang lebih kecil, kita dapat menggunakan arus pada pembagi

tegangan sama dengan IE (yaitu 1 mA), maka R1 = 8 kΩ dan R2 = 4 kΩ

Pada disain ini harga RE tidak perlu diganti, Jika Vc=1/3 (Vcc), maka Rc

soal 2:Analisa penguat transistor pada gambar di bawah ini dan tentukan penguatan tegangannya. Asumsikan β = 100

Jawab

Gambar analisa

Tentukan titik kerja. Asumsikan vi = 0.

xiv

I E=4−0,7

3,3+0 ,027=0 , 99≈1 mA

RC=12−V C

ICI C=αI E=0 , 99×1=0 , 99 mA≈ 1 mA

RC=12−81

=4 kΩ

I B=V BB−V BE

RBB

≈3−0,7100

=0 , 023 mA

I C=βI B=100×0 , 023=2,3 mA

V C=V CC−IC RC

=+ 10−2,3×3 =+ 3,1 V

Karena VB (+0,7 V) < VC → transistor bekerja pada mode aktif.

Tentukan parameter model sinyal kecil:

Model rangkaian ekivalen terlihat pada gambar di bawah Perhatikan tidak ada sumber tegangan dc. Terminal rangkaian yang terhubung ke sebuah sumber tegangan dc yang konstan selalu dapat dianggap sebagai sinyal ‘ground’.

Gambar Model sinyal kecil

xv

re=V T

I E=25 mV

(2,3/0 , 99 ) mA=10 ,8Ω

gm=I C

V T=2,3 mA

25 mV=92 mA/V

r π=βgm

=10092 =1, 09 kΩ

vbe=v i

rπ

rπ+RBB

=v i1 , 09101 , 09

=0 , 011v i

vo=−gm vbe RC

=−92×0 ,011vi×3=−3 ,04 v i

Av=vo

vi=−3 , 04 V/V

Tanda negatif menunjukkan pembalikan fasa.

6. Referensi1. Coughlin, R.F., Driscoll, F.F., 1994, Penguat Operasional dan Rangkaian

Terpadu Linier, Erlangga, Jakarta2. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta3. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika,


Bandung5. Veer, J.C.M., et all, 1986, Rangkaian-rangkaian Penguat Elektronik, Binacipta,

Bandung6. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta



xvi

vbe=v i

rπ

rπ+RBB

=v i1 , 09101 , 09

=0 , 011v i

vo=−gm vbe RC

=−92×0 ,011vi×3=−3 ,04 v i

Av=vo

vi=−3 , 04 V/V


SKS : 2





2. KhususSetelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan dan menganalisa penguat FET dalam tiga macam konfigurasi, yakni CS, CG, dan pengikut Source.

B. Pokok Bahasan : PENGUAT FET

C. Subpokok Bahasan1. Model Sinyal Kecil FET2. Analisis Penguat CS3. Penguat CS dengan RS4. Rangkaian Pengikut Source5. Penguat Gate Bersama (CG)



Media & Alat

Pengajaran1 2 3 4

Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-9, 10 dan ke-11

Memperhatikan

Penyajian 1. Menjelaskan tentang Model Sinyal Kecil FET

2. Menganalisis Penguat CS3. Menjelaskan tentang Penguat CS

dengan RS4. Menjelaskan tentang Rangkaian

Pengikut Source5. Menjelaskan tentang Penguat

Gate Bersama (CG)



soal latihan

1. Infocus2. Papan

Tulis

Penutup 1. Menyimpulkan konsep-konsep penguat FET



xvii

yang akan datang5. Memberi latihan soal/PR

7. Evaluasi

8. Referensi1. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta2. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika,

Jakarta

xviii

3. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, Bandung

4. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta


xix



SKS : 2





2. KhususSetelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelas tentang penguat daya.

B. Pokok Bahasan : PENGUAT DAYA

C. Subpokok Bahasan1. Kelas Penguat2. Penguat Daya Kelas A Beban Reisistor3. Penguat Daya Kelas A Beban Trafo4. Penguat Daya Push-Pull Kelas B5. Penguat Daya Komple-menter



Media & Alat

Pengajaran1 2 3 4

Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-12 sampai ke-15

Memperhatikan

Penyajian 1. Menjelaskan tentang Kelas Penguat

2. Menjelaskan tentang Penguat Daya Kelas A Beban Reisistor

3. Menjelaskan tentang Penguat Daya Kelas A Beban Trafo

4. Menjelaskan tentang Penguat Daya Push-Pull Kelas B

5. Menjelaskan tentang Penguat Daya Komplementer



soal latihan

1. Infocus2. Papan

Tulis

Penutup Menjelaskan :1. Mereview kembali pokok-pokok

yang dijelaskan


1. Infocus2. Papan

Tulis

xx

2. Memberi kesempatan bertanya3. Meminta komentar mahasiswa4. Memberi latihan soal/PR

7. EvaluasiSoal :a. Gambarkan Titik kerja penguat daya kelas A b. Gambarkan Titik kerja penguat daya kelas B

Jawab :

a.

b.

8. Referensi1. Coughlin, R.F., Driscoll, F.F., 1994, Penguat Operasional dan Rangkaian

Terpadu Linier,Erlangga, Jakarta2. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta

xxi

3. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta

4. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, Bandung

5. Veer, J.C.M., et all, 1996, Rangkaian-rangkaian Penguat Elektronik, Binacipta, Bandung

6. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta.

xxii

Web viewbahan ajar. mata kuliah. elektronika analog. disusun oleh : alfith, s.pd, m.pd. jurusan...

Documents

Transcript of Web viewbahan ajar. mata kuliah. elektronika analog. disusun oleh : alfith, s.pd, m.pd. jurusan...