Modul Dasel 2012

MODUL

PRAKTIKUM DASAR ELEKTRONIKA

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG

2012

LTE

MODUL DASEL 2012

TATA TERTIB PRAKTIKUM

1. Mahasiswa yang diizinkan mengikuti praktikum adalah yang telah terdaftar dan

memenuhi syarat yang ditentukan.

2. Praktikum dilaksanakan sesuai dengan jadwal dan praktikan harus hadir 5 menit

sebelum praktikum dimulai. Bagi praktikan yang tidak hadir pada waktu tersebut

dianggap mengundurkan diri dari praktikum. Praktikan harus mengisi daftar hadir

pada setiap pelaksanaan percobaan.

3. Praktikan harus membawa kertas milimeter blok dan wajib menyerahkan laporan

pendahuluan sebagai syarat wajib mengikuti praktikum.

4. Praktikan harus mengikuti pretest yang dilaksanakan sebelum praktikum

keseluruhan.

5. Praktikan harus mengikuti postest yang dilaksanakan setelah praktikum.

6. Penilaian praktikum didasarkan atas:

a. Tugas Pendahuluan : 5 %

b. Pretest : 5 %

c. Postest : 5 %

d. Keaktifan : 5 %

e. Laporan : 40 %

f. Asistensi : 10 %

g. Alat : 30 %

7. Praktikan dilarang merokok, makan dan minum selama berada di dalam

laboratorium.

8. Praktikan harus berpakaian rapih dan memakai sepatu, tidak diperkenankan

memakai kaos oblong dan sandal.

9. Praktikan dilarang ribut selama berada di dalam laboratorium dan wajib menjaga

kebersihan di dalam maupun di luar laboratorium.

10. Bagi yang melanggar akan mendapat sanksi dikeluarkan dari ruang laboratorium

dan dianggap tidak mengikuti praktikum.

Bandar lampung, April 2012

Ka. Lab. Teknik Elektronika

Muhamad Komarudin,S.T.,M.T.

NIP. 132175596

MODUL DASEL 2012

DIAGRAM ALIR PELAKSANAAN PRAKTIKUM

MODUL DASEL 2012

PROSES PELAKSANAAN PRAKTIKUM DASAR ELEKTRONIKA

1. Mahasiswa wajib mendaftarkan diri dengan memenuhi persyaratan yang telah

ditentukan.

2. Mengikuti pretest Praktikum Dasar Elektronika dengan materi yang mencakup

keseluruhan percobaan. Jadwal pelaksanaan pretest sebelum pelaksanaan

praktikum.

3. Hasil dari pretest harus lebih dari atau sama dengan 60. Mahasiswa yang

mendapatkan hasil pretest kurang dari 60, maka diwajibkan mengerjakan ulang

seluruh soal-soal pretest dengan hasil tidak kurang dari 70.

4. Mahasiswa diwajibkan menulis laporan pendahuluan yang berisi:

Judul Percobaan

Tujuan Percobaan

Teori Dasar

Alat dan Bahan

Rangkaian Percobaan

Prosedur Percobaan

5. Mahasiswa yang telah melakukan percobaan diwajibkan untuk melakukan

Asistensi dengan asisten yang bersangkutan, sampai laporan tersebut di Acc oleh

asisten yang bersangkutan. Jika belum di Acc maka tidak dapat melakukan

penjilidan laporan secara keseluruhan.

6. Mahasiswa yang telah melakukan seluruh percobaan dan laporannya telah di Acc

oleh asisten maka diwajibkan untuk menjilid seluruh Laporan tersebut dengan

sampul warna yang ditentukan kemudian.

7. Batas waktu pengumpulan laporan keseluruhan akan diumumkan kemudian.

8. Mahasiswa diwajibkan untuk membuat Tugas Alat yang merupakan salah satu

syarat penilaian praktikum.

Kegiatan di atas seperti ditunjukan pada diagram alir yang dilampirkan pada lembaran

berikutnya.

Catatan: Bagi yang tidak melakukan asistensi untuk setiap percobaan tidak dapat

mengumpulkan laporan akhir.

MODUL DASEL 2012

FORMAT LAPORAN PRAKTIKUM

1. Laporan ditulis pada kertas putih ukuran A4

2. Margin untuk penulisan laporan adalah :

Batas Kiri 4 cm, Batas Kanan 3 cm, Batas Atas 3 cm, dan Batas Bawah 3 cm.

3. Bila ada grafik dari data-data percobaan, penggambaran dilakukan pada kertas

grafik (millimeter block).

4. Sampul untuk penjilidan keseluruhan diberitahu kemudian.

5. Pada Halaman muka masing-masing perocbaan diberikan sampul berwarna sesuai

dengan ketentuan yang berisi : Nama, NPM, Kelompok, Logo Unila, Tahun, dan

tulisan lainnya yang dianggap perlu.

6. Pada sampul muka dituliskan minimal kata:

Laboratorium Teknik Elektronika

Jurusan Teknik Elektro

Universitas Lampung

Tahun

Nama

NPM

Kelompok

Logo Unila

4 cm 3 cm

3 cm

3 cm

MODUL DASEL 2012

LABORATORIUM TEKNIK ELETRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2012

LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM DASAR ELEKTRONIKA

Judul Percobaan :

Nama Praktikan (NPM) :

Nama Asistensi (NPM) :

Kelompok :

No Catatan Tanggal TTD

Bandar Lampung, 2012

Asisten,

NPM.

MODUL DASEL 2012

DAFTAR ISI

1. DIODA, SCR, DIAC, DAN LED

2. OPERATIONAL AMPLIFIER

3. TRANSISTOR BIPOLAR, FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET), DAN

TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

MODUL DASEL 2012


PERCOBAAN I DIODA, SCR, DIAC, DAN LED

Asisten :

1. Ayub Luhung Wisesa

2. Rudi H. Hutabarat

MODUL DASEL 2012

I. JUDUL PERCOBAAN

DIODA SCR, DIAC, dan LED

II. TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Memahami fungsi dan pengaruh arus gate sebagai penyaklaran pada SCR

dengan masukan tegangan DC

2. Memahami fungsi dan pengaruh arus gate sebagai penyaklaran pada SCR

dengan masukan tegangan AC

3. Memahami dan mengamati bentuk gelombang gelombang pada masing –

masing komponen Thyristor

4. Mampu mengaplikasikan sifat sifat atau karakteristik Thyristor menjadi

sebuah alat elektronika yang bermanfaat.

III. TEORI DASAR

DIODA adalah sambungan bahan p-n yang berfungsi terutama sebagai penyearah.

Bahan tipe-p akan menjadi sisi anode sedangkan bahan tipe-n akan menjadi

katode. Bergantung pada polaritas tegangan yang diberikan kepadanya, diode bisa

berlaku sebagai sebuah saklar tertutup (apabila bagian anode mendapatkan

tegangan positif sedangkan katodenya mendapatkan tegangan negatif) dan berlaku

sebagi saklar terbuka (apabila bagian anode mendapatkan tegangan negatif

sedangkan katode mendapatkan tegangan positif). Kondisi tersebut terjadi hanya

pada diode ideal-konseptual. Pada diode faktual (riil), perlu tegangan lebih besar

dari 0,7V (untuk diode yang terbuat dari bahan silikon) pada anode terhadap

katode agar diode dapat menghantarkan arus listrik. Tegangan sebesar 0,7V ini

disebut sebagai tegangan halang (barrier voltage). Diode yang terbuat dari bahan

Germanium memiliki tegangan halang kira-kira 0,3V.

Sifat kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut

karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk

memperbolehkan arus listrik mengalir dalam suatu arah (disebut kondisi panjar

maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar

mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup

pada transmisi cairan.

Dioda sebenarnya tidak menunjukkan kesearahan hidup-mati yang sempurna

(benar-benar menghantar saat panjar maju dan menyumbat pada panjar mundur),

tetapi mempunyai karakteristik listrik tegangan-arus taklinier kompleks yang

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Katup&action=edit&redlink=1

MODUL DASEL 2012

bergantung pada teknologi yang digunakan dan kondisi penggunaan. Beberapa

jenis dioda juga mempunyai fungsi yang tidak ditujukan untuk penggunaan

penyearahan.

Awal mula dari dioda adalah peranti kristal Cat's Whisker dan tabung hampa (juga

disebut katup termionik). Saat ini dioda yang paling umum dibuat dari bahan

semikonduktor seperti silikon atau germanium.

3.1. KARAKTERISTIK DIODA

Kita dapat menyelidiki karakteristik static dioda, dengan cara memasang diode

seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Kurva karakteristik static

diode merupakan merukan fungsi dari arus ID, arus yang melalui diode terhadap

tegangan VD, beda tegangan antara titik a dan b ( lihat gambar 1).

Gambar 1 Rangkaian Mengukur Karakteristik Dioda dan Karakteristiknya

Karakteristik ststik diode dapat diperoleh dengan mengukur tegangan diode (Vab)

dan arus yang melalui diode yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara yaitu

mengubah VDD. Bila arus diode ID kita plotkan terhadap tegangan diode Vab,

kita peroleh karakteristik diode.

Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada tegangan katoda (VD

positif) diode dikatakan mendapatkan bias forward.Bila VD negative disebut bias

reverse atau bias mundur. Pada gambar 2 Vc disebut cut in voltage, Is arus

saturasi dan VPIV adalah peak inverse voltage.

3.2. PENYEARAH

3.2.1. Penyearah Stengah Gelombang

Untuk memperoleh tegangan peyearah yang cukup konstan pada suatu harga,kita

dapat membuat penyearah tegangan dengan menggunakan diode. Kita dapat

a b

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kristal_Cat%27s_Whisker&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Tabung_hampa

http://id.wikipedia.org/wiki/Silikon

http://id.wikipedia.org/wiki/Germanium

MODUL DASEL 2012

membuat berbagai macam rangkaian penyearah tegangan dengan menggunakan

diode. Kita dapat membuat berbagai macam rangkaian penyearah, misalnya

rangkaian penyearah setengah gelombang dengan menggunakan satu diode. Yang

dihasilkan dari penyearah ini adalah sebuah gelombang DC yang berdenyut.

Gambar 2 Penyearah Setengah Gelombang

3.2.2. Penyearah Gelombang Penuh

Efisisiensi yang lebih baik dapat diperoleh dengan menyearahkan sebuah titik

gelombang dari sinyal AC masukan. Hal ini dapat dilakukan dengan

menggunakan dua diode ataupun empat diode yang dikenal dengan Bridge Dioda.

Gambar 3 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh (Dua Dioda)

Gambar 4 Rangakain Penyearah Gelombang Penuh dengan empat dioda

MODUL DASEL 2012

3.3. PENAPIS KAPASITOR MASUKAN

Keluaran penyearah adalah tegangan dc yang berdenyut. Sedangkan yang kita

perlukan adalah tegangan dc murni atau bersifat tetap atau sama dengan tegangan

yang keluar dari batere. Untuk merubah sinyal – sinyal stengah gelombang dan

gelombang penuh dc yang tetap, kita membutuhkan sebuah penapis ( kapasitor).

Gambar 5 Blok diagram dari Regulator Tegangan AC

3.4. MACAM MACAM DIODA

Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting

diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik

yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk

elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor

yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah.

Gambar 6 Simbol dan Bentuk Fisik LED

Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan

dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus

listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh dioda foto ini mulai dari cahaya infra

merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi dioda foto

mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya

pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.

Alat yang mirip dengan Dioda foto adalah Transistor foto (Phototransistor).

MODUL DASEL 2012

Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang

menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima cahaya.

Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan

Dioda Foto. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton

cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian

Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum

akan lebih lambat dari pada Dioda-Foto.

Dioda laser adalah sejenis laser di mana media aktifnya sebuah semikonduktor

persimpangan p-n yang mirip dengan yang terdapat pada dioda pemancar

cahaya. Dioda laser kadang juga disingkat LD atau ILD.Dioda laser baru

ditemukan pada akhir abad ini oleh ilmuwan Universitas Harvard. Prinsip kerja

dioda ini sama seperti dioda lainnya yaitu melalui sirkuit dari rangkaian

elektronika, yang terdiri dari jenis p dan n. Pada kedua jenis ini sering dihasilkan

2 tegangan, yaitu:

1. biased forward, arus dihasilkan searah dengan nilai 0,707 utk pembagian v

puncak, bentuk gelombang di atas ( + ).

2. backforward biased, ini merupakan tegangan berbalik yang dapat merusak

suatu komponen elektronika.

Dioda Zener Sebuah dioda biasanya dianggap sebagai alat yang menyalurkan

listrik ke satu arah, namun Dioda Zener dibuat sedemikian rupa sehingga arus

dapat mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui

batas “tegangan rusak” (breakdown voltage) atau “tegangan Zener”.

Dioda yang biasa tidak akan mengijinkan arus listrik untuk mengalir secara

berlawanan jika dicatu-balik (reverse-biased) di bawah tegangan rusaknya. Jika

melampaui batas tegangan rusaknya, dioda biasa akan menjadi rusak karena

kelebihan arus listrik yang menyebabkan panas. Namun proses ini adalah

reversibel jika dilakukan dalam batas kemampuan. Dalam kasus pencatuan-maju

(sesuai dengan arah gambar panah), dioda ini akan memberikan tegangan jatuh

(drop voltage) sekitar 0.6 Volt yang biasa untuk dioda silikon. Tegangan jatuh ini

tergantung dari jenis dioda yang dipakai.

Sebuah dioda Zener memiliki sifat yang hampir sama dengan dioda biasa, kecuali

bahwa alat ini sengaja dibuat dengan tengangan rusak yang jauh dikurangi,

disebut tegangan Zener. Sebuah dioda Zener memiliki p-n junction yang memiliki

doping berat, yang memungkinkan elektron untuk tembus (tunnel) dari pita

valensi material tipe-p ke dalam pita konduksi material tipe-n. Sebuah dioda zener

yang dicatu-balik akan menunjukan perilaku rusak yang terkontrol dan akan

melewatkan arus listrik untuk menjaga tegangan jatuh supaya tetap pada tegangan

zener. Sebagai contoh, sebuah diode zener 3.2 Volt akan menunjukan tegangan

MODUL DASEL 2012

jatuh pada 3.2 Volt jika diberi catu-balik. Namun, karena arusnya tidak terbatasi,

sehingga dioda zener biasanya digunakan untuk membangkitkan tegangan

referensi, atau untuk menstabilisasi tegangan untuk aplikasi-aplikasi arus kecil.

Tegangan rusaknya dapat dikontrol secara tepat dalam proses doping. Toleransi

dalam 0.05% bisa dicapai walaupun toleransi yang paling biasa adalah 5% dan

10%. Efek ini ditemukan oleh seorang fisikawan Amerika, Clarence Melvin

Zener. Mekanisme lainnya yang menghasilkan efek yang sama adalah efek

avalanche, seperti di dalam dioda avalanche. Kedua tipe dioda ini sebenarnya

dibentuk melalui proses yang sama dan kedua efek sebenarnya terjadi di kedua

tipe dioda ini. Dalam dioda silikon, sampai dengan 5.6 Volt, efek zener adalah

efek utama dan efek ini menunjukan koefisiensi temperatur yang negatif. Di atas

5.6 Volt, efek avalanche menjadi efek utama dan juga menunjukan sifat koefisien

temperatur positif.

Dalam dioda zener 5.6 Volt, kedua efek tersebut muncul bersamaan dan kedua

koefisien temperatur membatalkan satu sama lainnya. Sehingga, dioda 5.6 Volt

menjadi pilihan utama di aplikasi temperatur yang sensitif. Teknik-teknik

manufaktur yang modern telah memungkinkan untuk membuat dioda-dioda yang

memiliki tegangan jauh lebih rendah dari 5.6 Volt dengan koefisien temperatur

yang sangat kecil. Namun dengan munculnya pemakai tegangan tinggi, koefisien

temperatur muncul dengan singkat pula. Sebuah dioda untuk 75 Volt memiliki

koefisien panas yang 10 kali lipatnya koefisien sebuah dioda 12 Volt. Semua

dioda di atas, tidak perduli berapapun tenganan rusaknya, biasanya dijual

dinamakan dioda Zener.

Gambar 7 Dioda Zener dan Karakteristiknya

Dioda SCR singkatan dari Silicon Control Rectifier. Adalah Dioda yang

mempunyai fungsi sebagai pengendali. SCR atau Tyristor masih termasuk

keluarga semikonduktor dengan karateristik yang serupa dengan tabung thiratron.

Sebagai pengendalinya adalah gate (G). SCR sering disebut Therystor. SCR

sebetulnya dari bahan campuran P dan N. Isi SCR terdiri dari PNPN (Positif

Negatif Positif Negatif) dan biasanya disebut PNPN Trioda.

MODUL DASEL 2012

Dioda adalah bentuk sederhana dari semikonduktor. Semikonduktor digunakan

untuk mengendalikan arah elektron. Dioda mempunyai dua buah terminal yaitu

Anoda dan Katoda. Resistansi untuk arah arus dari Anoda ke Katoda sangat kecil,

sedangkan untuk arah arus dari Katoda ke Anoda sangat besar. Sehingga dioda

dapat digunakan sebagai katup elektron searah. Elektron dapat melewati dioda

pada satu arah (Anoda ke Katoda) tetapi tidak pada arah sebaliknya.

Gambar 8 simbol SCR

DIAC merupakan salah satu jenis dioda SCR, namun memiliki dua terminal

(elektroda) saja, berbeda dengan "saudaranya" yang memiliki tiga terminal,

TRIAC.

Simbol DIAC pada skema elektronik:

Pada diagram menunjukkan ada lima lapisan dalam DIAC, memiliki dua terminal

yaitu terminal 1 (T1) and terminal 2 (T2).

Gambar 9 struktur dalam pada DIAC.

IV. PERALATAN

http://id.wikipedia.org/wiki/SCR

http://id.wikipedia.org/wiki/Elektroda

http://id.wikipedia.org/wiki/TRIAC

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Skema_elektronik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Diagram&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Diac-logo.gif

http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Diac02.gif

http://id.wikipedia.org/wiki/Berkas:Diac03.jpg

MODUL DASEL 2012

1. Labtech Base Sation (EFT-LBS-1)

2. Kit Sistem Latih Elektronik EFT-ETS-FE

3. Kit Sistem Latih Elektronik EFT-ETS-OE

4. Multimeter

5. Osiloskop

6. Kabel Hubung

V. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Karakteristik Dioda

a. Pasang rangkaian seperti pada rangkaian 10

b. Atur resistor variable untuk mendapatkan nilai tegangan sebesar 0.2 V, 0.4

V, 0.6 V, 0.8 V, 1 V, 1.2 V, 1.4 V, 1.6 V, 1.8 V,dan 2 V. Ukur dan catat

arus yang mengalir pada rangkaian diode untuk setiap tegangan yang

diberikan. Buat grafik atas fenomena tersebut.

c. Posisikan resistor variable sehingga didapat nilai tegangan sebesar 0 Volt.

Pasangan Voltmeter pada diode. Naikkan perlahan nilai tegangan dengan

merubah resistor variable hingga nilai maksimum yang didapat. Amati

perubahan nilai tegangan jatuh pada diode. Tarik kesimpulan dari fenomena

tersebut.

d. Kembalikan semua saklar pada posisi OFF.

2. Penyearah Setengah Gelombang

a. Hubungkan kabel AC ke sumber Ac, perhatikan kit bekerja pada 220

Volt/50Hz.

b. Setting rangakaian seperti pada gambar 11

MODUL DASEL 2012

c. Beritahukan kepada asisten pada saat memulai praktikum.

d. Nyalakan sumber AC

e. Ukur tegangan Sumber AC, tampilkan sinyal sumber pada layar osiloskop

dengan menghubungkan positif osiloskop ke titik A dan Ground Osiloskop

ke titik C, gambarkanlah.

f. Ukur tegangan pada beban 250 Ohm/5W, hubungkan positif osiloskop ke

titik B dan ground osiloskop ke titik C, gambarlah tampilan osiloskop

g. Kembalikan semua saklar pada posisi OFF.

3. Penyearah Gelombang Penuh (Center Tap Trafo)


Volt/50Hz.

b. Setting rangkain seperti gambar 12

c. Beritahukan kepada asisten pada saat memulai pratikum.

d. Nyalakan Sumber AC dengan kondisi S1 dan S2 terbuka.

e. Ukur tegangan sumber AC, amati sinyal sumber pada layar osiloskop

dengan menghubungkan positif osiloskop ke titik A dan Ground Osiloskop

ke titik ke titik B, gambarlah.

f. Tutup S1, gambar sinyal pada beban.

g. Buka S1 dan tutup S2, gambar sinyal pada beban

h. Tutup S1 dan S2, ukur tegangan pada beban, amati sinyal keluaran pada

osiloskop, gambarlah.

i. Kembalikan semua semua saklar pada posisi OFF.

MODUL DASEL 2012

4. Penyearah Gelombang Penuh dengan Jembatan diode


Volt/50Hz.

b. Setting rangkaian seperti gambar 13

c. Beritahuakan kepada asisten pada saat memuali praktikum.

d. Nyalakan sumber AC

e. Ukur tegangan sumber AC, amati sinyal sumber pada layar osiloskop,

gambarlah

f. Ukur tegangan beban, amati sinyal keluaran pada layar osiloskop dan

gambarlah

g. Kembalikan semua saklar pada posisi OFF

5. Kapasitor Perata


Volt/50Hz.

b. Setting rangkaian seperti pada gambar 14

c. Beritahukan kepada asisten pada saat memulai praktikum

d. Rangkaikan kapasitor 100uf, ukur tegangan di beban, amati sinyal keluaran

dari beban , lalu gambarkan.

e. Ganti kapasitor dengan nilai 25uF, ukur tegangan di beban, amati sinyal

keluaran dari beban, lalu gambarkan

f. Kembalikan semua saklar pada posisi OFF.

MODUL DASEL 2012

6. Dioda Zener


Volt/50Hz.



d. Atur nilai Vdc pada nilai 4 Volt, tutup saklar. Ukur nilai arus yang mengalir

dan tegangan pada diode zener, catat harga yang didapat

e. Ulangi prosedur percobaan diatas untuk nilai 8 Volt, 10 Volt, 12 Volt, 16

Volt, dan 20 Volt, catat harga yang didapat.

f. Balik polaritas dari diode zener, ukur arus dan tegangan zener untuk nilai

sumer 5 Volt dan 10 Volt.

g. Kembalikan semua saklar pada posisi OFF

7. LED


Volt/50Hz.



d. Biarkan S1 dalam posisi terbuka, naikan perlahan nilai V Ac variable (pada

posisi R2 minimum), amati perubahan kecemerlangan dari LED merah.

Buat kesimpulan atas pengamatan tersebut.

e. Setting V Ac sebesar 6 Volt, naikan perlahan nilai resistor variable (R2),

amati perubahan kecemerlangan dari LED merah. Buat kesimpulan atas

fenomena tersebut dan amati fenomena yang terjadi. Pada V Ac 6 Volt ini,

balik polaritas dari LED Merah, ulangin prosedur e dan amati fenomena

yang terjadi. Kembalikan pada posisi semula.

f. Tutup saklar S1, lakukan prosedur d dan e. Amati kecemerlangan dari kedua

LED tersebut.

MODUL DASEL 2012

g. Kembaliakn semua saklar pada posisi OFF.

8. Percobaan SCR Tegangan DC

a. Siapkan semua peraltan yang dibutuhkan pada saat praktikum

b. Susun rangkaian seperti pada gambar 17

c. Hubungi asisten sebelum anda melanjukan praktikum

d. Set semua alat ukur sesuai fungsinya, awas perhatikan AC dan DC nya

e. Hubungkan steket sumber AC 220 Volt 50 Hz

f. Set potensio meter pada tahanan yang paling kecil

g. Hidupkan power pada kit percobaan

h. Putar potensiometer sehingga multimeter menunjukan perubahan angka

i. Catat hasilnya dalam table

j. Hubungkan Osiloskop kutub positif pada positif R1, dan negatifnya pada

negative R1, atur semua tombol pengatur hingga grafik gelombang tegangan

pada osiloskop dapat dimengerti, dengan minta bantuan asisten

k. Gambar grafiknya

l. Tanyakan pada asisten apabila ada yang tidak dimengerti

m. Catat masalah yang anda alami pada saat praktikum

9. Percobaan SCR Tegngaan AC



MODUL DASEL 2012











k. Gambar grafiknya



10. Percobaan Triac dan Diac





Q4004

MODUL DASEL 2012









k. Gambar grafiknya



MODUL DASEL 2012

VI. TUGAS PENDAHULUAN

1. Buatlah simulasi dari percobaan 1 tentang karakteristik dioda menggunakan

software simulasi di komputer, gambarkan grafiknya, dan analisa hasilnya.

2. Buatlah simulasi dari percobaan menggunkaan software simulasi di

komputer,gambarkan grafiknya,dan analisa hasilnya.

Kelompok 1 percobaan 2










Catatan:

Rangkaian simulasi dan Grafiknya Printing

Analisa Hand Writing

MODUL DASEL 2012


PERCOBAAN II OPERATIONAL AMPLIFIER

Asisten :

1. Annisa Ulya Darajat

2. Palupi Indah S.

3. Layla Febri

MODUL DASEL 2012

I. JUDUL PRAKTIKUM

OPERATIONAL AMPLIFIER

II. TUJUAN PRAKTIKUM

Adapun tujuan dari praktikum ini ialah :

1. Memahami fungsi op-amp sebagai penguat inverting dan non-inverting.

2. Memahami fungsi op-amp sebagai komparator.

3. Memahami salah satu fungsi op-amp sebagai rangkaian filter aktif.

4. Mengetahui dan memahami jenis-jenis filter aktif, yaitu Low Pass Filter

(LPF), Band Pass Filter (BPF) dan High Pass Filter (HPF).

III. TEORI DASAR

3.1. OP-AMP SECARA UMUM

Operational Amplifier atau disingkat op-amp merupakan salah satu komponen

analog yang popular digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika.

Aplikasi op-amp yang paling sering dijumpai ialah sebagai penguat dan penapis

(filter). Secara umum penguatan diartikan sebagai rasio antara tegangan keluaran

dari op-amp (Vout) dibandingkan dengan besar tegangan masukan pada op-amp

(Vinp). Op-amp pada dasarnya adalah sebuah penguat diferensial yang memiliki

dua masukan, yaitu input inverting (V+) dan non-inverting (V-).

Gambar 1. Simbol Op-Amp

Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak

terhingga besarnya. Seperti op-amp tipe 741 yang sering dipakai secara praktis,

memiliki karakteristik open loop gain sebesar 104 sampai 10

5. Penguatan yang

sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil dan penguatannya menjadi tidak

terukur (infinite). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpan balik

negative) diperlukan. Sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan

nilai penguatan yang terukur (finite). Impedansi input op-amp ideal mestinya

adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah

0. Sebagai perbandingan praktis, op-amp tipe 741 memiliki impedansi input (Zin)

sebesar 106 Ω. Nilai impedansi ini masih relative sangat besar sehingga arus input

op-amp 741 mestinya sangat kecil.

MODUL DASEL 2012

3.2. NON-INVERTING AMPLIFIER

Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti yang diperlihatkan

pada gambar 2 berikut ini. Seperti namanya, penguat ini memiliki masukan yang

dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian

ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Untuk menganalisa rangkaian

penguat op-amp non inverting, caranya sama seperti menganalisa rangkaian

inverting.

Gambar 2 : penguat non-inverter

Dengan menggunakan aturan 1 dan aturan 2, kita uraikan dulu beberapa fakta

yang ada, antara lain :

vin = v+

v+ = v- = vin ..... lihat aturan 1.

Dari sini ketahui tegangan jepit pada R2 adalah vout – v- = vout – vin, atau iout

= (vout-vin)/R2. Lalu tegangan jepit pada R1 adalah v- = vin, yang berarti arus

iR1 = vin/R1.

Hukum kirchof pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan

bahwa :

iout + i(-) = iR1

Aturan 2 mengatakan bahwa i(-) = 0 dan jika disubsitusi ke rumus yang

sebelumnya, maka diperoleh

iout = iR1 dan Jika ditulis dengan tegangan jepit masing-masing maka

diperoleh

(vout – vin)/R2 = vin/R1 yang kemudian dapat disederhanakan menjadi :

vout = vin (1 + R2/R1)

Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap

tegangan masukan, maka didapat penguatan op-amp non-inverting :

Impendasi untuk rangkaian Op-amp non inverting adalah impedansi dari

input non-inverting op-amp tersebut. Dari datasheet, LM741 diketahui

memiliki impedansi input Zin = 108 to 10

12 Ohm.

MODUL DASEL 2012

3.3. INVERTING AMPLIFIER

Rangkaian dasar penguat inverting adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar

3, dimana sinyal masukannya dibuat melalui input inverting. Seperti tersirat pada

namanya, pembaca tentu sudah menduga bahwa fase keluaran dari penguat

inverting ini akan selalu berbalikan dengan inputnya. Pada rangkaian ini,

umpanbalik negatif di bangun melalui resistor R2

gambar 3 : penguat inverter

Input non-inverting pada rangkaian ini dihubungkan ke ground, atau v+ = 0.

Dengan mengingat dan menimbang aturan 1 (lihat aturan 1), maka akan dipenuhi

v- = v+ = 0. Karena nilainya = 0 namun tidak terhubung langsung ke ground, input

op-amp v- pada rangkaian ini dinamakan virtual ground. Dengan fakta ini, dapat

dihitung tegangan jepit pada R1 adalah vin – v- = vin dan tegangan jepit pada

reistor R2 adalah vout – v- = vout. Kemudian dengan menggunakan aturan 2, di

ketahui bahwa :

iin + iout = i- = 0, karena menurut aturan 2, arus masukan op-amp adalah 0.

iin + iout = vin/R1 + vout/R2 = 0

Selanjutnya

vout/R2 = - vin/R1 .... atau

vout/vin = - R2/R1

Jika penguatan G didefenisikan sebagai perbandingan tegangan keluaran terhadap

tegangan masukan, maka dapat ditulis

Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi input dari sinyal

masukan terhadap ground. Karena input inverting (-) pada rangkaian ini diketahui

adalah 0 (virtual ground) maka impendasi rangkaian ini tentu saja adalah Zin = R1.

3.4. OP-AMP SEBAGAI FILTER

Tapis (filter) ialah rangkaian-rangkaian elektronika yang memiliki karakteristik

meloloskan (pass), menolak (reject), dan melemahkan (attenuate) sinyal pada

frekuensi tertentu.

Filter secara penguatan terbagi menjadi 2 jenis, yaitu passive filter dan active

filter. Secara umum, suatu filter dapat digolongkan menjadi tipe pasif jika :

a.) Gain / penguatan yang terjadi tidak akan pernah lebih besar dari 1.

MODUL DASEL 2012

b.) Hanya terdiri dari komponen – komponen pasif (komponen yang tidak dapat

melakukan penguatan), yaitu resistor (R), kapasitor (C), dan induktor (L).

Gambar 4. Rangkaian LPF pasif

Sedangkan, suatu filter dapat digolongkan dalam filter aktif jika :

a. Gain / penguatan yang terjadi lebih besar dari 1.

b. Filter tersebut memakai satu atau lebih komponen yang dapat melakukan

penguatan (contohnya transistor dan IC).

Filter secara karakteristik penapisannya terbagi menjadi 4 jenis, yaitu :

a. Low Pass Filter (LPF).

b. High Pass Filter (HPF).

c. Band Pass Filter (BPF).

d. Band Stop Filter (BSF).

Untuk praktikum kali ini kita hanya akan membahas tentang filter aktif saja.

3.4.1. Aktif Low Pass Filter (LPF)

Prinsip kerja LPF aktif dan respon frekuensinya sama dengan cara kerja filter

pasif, perbedaanya hanya pada penggunaan komponen op-amp untuk penguatan

dan kendali gain (gain control) nya.

Gambar 5. Rangkaian LPF aktif.

MODUL DASEL 2012

Perhatikanlah bahwa rangkaian LPF ini terdiri dari dua bagian, yaitu penapis RC

seri dan sebuah penguat non-inverting.

Gambar 6. Penapis RC seri

Sebagai langkah awal, kita tentukan dulu nilai cut frekuensi (pada nilai frekuensi

berapa suatu sinyal mulai dilemahkan). Cut frekuensi (fc) pada LPF seperti

gambar di atas dapat dirumuskan dengan :

Kemudian kita mencari besar tegangan di rangkaian seri RC (Vout RC), yang

dirumuskan dengan :

Nilai Vout RC ini yang kemudian akan dijadikan input bagi rangkaian non-inverting

amplifier.

Selanjutnya kita mencari besar penguatan dari rangkaian non-inverting amplifier

yang dirumuskan dengan :

Seluruh rumus tadi setelah mengalami penurunan, maka akan didapatkan nilai

Vout (nilai tegangan setelah di tapis dan dikuatkan), yaitu :

MODUL DASEL 2012

Dimana :

AF = besar penguatan op-amp.

f = frekuensi dari sinyal input (Hz).

fc = frekuensi cut-off (Hz)

3.4.2. Aktif High Pass Filter (HPF)

Prinsip kerja HPF aktif dan respon frekuensinya sama dengan cara kerja filter

pasif, perbedaanya hanya pada penggunaan komponen op-amp untuk penguatan

dan kendali gain (gain control) nya.

Gambar 7. Rangkaian HPF aktif

Perhatikanlah bahwa rangkaian HPF ini terdiri dari dua bagian, yaitu penapis CR

(kebalikan dari RC seri pada LPF) dan sebuah penguat non-inverting.

Gambar 8. Penapis CR seri

MODUL DASEL 2012

Sebagai langkah awal, kita tentukan dulu nilai cut frekuensi (pada nilai frekuensi

berapa suatu sinyal mulai dilemahkan). Cut frekuensi (fc) pada HPF seperti

gambar di atas dapat dirumuskan dengan :

Kemudian kita mencari besar tegangan di rangkaian seri CR (Vout CR), yang

dirumuskan dengan :

Nilai Vout CR ini yang kemudian akan dijadikan input bagi rangkaian non-inverting

amplifier.

Selanjutnya kita mencari besar penguatan dari rangkaian non-inverting amplifier

yang dirumuskan dengan :

Seluruh rumus tadi setelah mengalami penurunan, maka akan didapatkan nilai

Vout (nilai tegangan setelah di tapis dan di kuatkan), yaitu :

Dimana :

AF = besar penguatan op-amp.

f = frekuensi dari sinyal input (Hz).

fc = frekuensi cut-off (Hz)

3.4.3. Aktif Band Pass Filter (BPF)

Prinsip kerja BPF tidak jauh berbeda dengan prinsip kerja LPF dan HPF

sebelumnya. Sedikit perbedaan pada BPF ialah filter ini frekuensi yang diloloskan

ialah terletak pada dua buah cut frekuensi, yaitu frekuensi lower (fL) dan frekuensi

higher (fH). Frekuensi yang dibawah nilai fL ataupun yang di atas fH akan

dilemahkan amplitudonya oleh filter jenis ini.

Sebuah BPF aktif yang sederhana dapat dibuat dengan mudah dengan cara meng-

kaskad (cascade) kan sebuah LPF dengan sebuah HPF.

MODUL DASEL 2012

Gambar 9. Rangkaian BPF aktif

Cara mencari frekuensi cut pada masing-masing filter (LPF dan HPF) nya sama

dengan mencari frekuensi cut pada teori LPF dan HPF. Frekuensi cut pada LPF

kita sebut dengan fL dan frekuensi cut pada HPF kita sebut dengan fH.

Pada BPF terdapat frekuensi resonansi (fR), yaitu titik dimana suatu nilai frekuensi

paling tinggi nilai amplitudonya.Dirumuskan dengan :

Dimana :

fR = Frekuensi resonansi (frekuensi tengah)

fL = Frekuensi cut LPF

fH = Frekuensi cut HPF

Semua filter, nilai gain-nya dapat dijadikan dalam satuan decibel (dB)

IV. ALAT PERCOBAAN

Adapun alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini ialah :

1. Satu set generator fungsi.

2. Oscilloscope.

3. Power supply.

MODUL DASEL 2012

4. Multimeter.

5. Project board.

6. IC 741.

7. Resistor.

8. Kapasitor.

9. Kabel.

10. Form table data (telah disertakan pada modul percobaan ini)

V. GAMBAR RANGKAIAN

5.1. Non Inverting Amplifier

Gambar 10. Rangkaian Non-Inverting Amplifier

5.2. Inverting Amplifier

MODUL DASEL 2012

Gambar 11. Rangkaian Inverting Amplifier

5.3. LPF

Gambar 11. Rangkaian LPF aktif

5.4. HPF

MODUL DASEL 2012

Gambar 12. Rangkaian HPF aktif

5.5. BPF

Gambar 13. Rangkaian BPF aktif

VI. PROSEDUR PERCOBAAN.

6.1. NON-INVERTING AMPLIFIER

1. Menyiapkan alat dan bahan yaitu, Kabel penghubung, modul op-amp,

multimeter digital, dan power supply.

2. Memasang rangkaian seperti pada gambar rangkaian.

3. Menggunakan kabel penghubung untuk merangkai komponen.

4. Menghubungkan Rangkaian Pada Sumber DC dengan nilai tegangan Vin =

5 volt.

5. Mengeset tegangan refrensi sebesar +15 volt dan -15 volt.

6. Set nilai RF sebesar 10 KΩ.

MODUL DASEL 2012

7. set nilai RI sebesar 10 KΩ.

8. Hitung Nilai Penguatan dengan rumus A=𝑅𝐹+𝑅𝐼

𝑅𝐼 atau A = 1+

𝑅𝐹

𝑅𝐼.

9. Ukur nilai Vout dengan Menggunakan Multimeter Digital.

10. Hitung Nilai Vout dengan rumus Vo= Vin . A .

11. Menguangi Langkah 1 sampai 8 dengan mengganti nilai masing-masing RI,

sesuai yang tertera pada table dibawah ini

12. Mengembalikan Saklar pada posisi off.

Tabel Hasil Percobaan Non-Inverting Amplifier

No Vin

(Volt)

RF

(KΩ)

RI

(KΩ)

A Vout

(Teori)

(Volt)

Vout(Praktik)

(Volt)

1 5 10 10

2 5 10 6.8

3 5 10 4.7

4 5 10 3.3

5 5 10 2.4

6.2. INVERTING AMPLIFIER

1. Menyiapkan alat dan bahan yaitu, Kabel penghubung, modul op-amp,

multimeter digital, dan power supply.

2. Memasang rangkaian seperti pada gambar dibawah ini.

3. Menggunakan kabel penghubung untuk merangkai komponen.

4. Menghubungkan Rangkaian Pada Sumber DC dengan nilai tegangan Vin =

5 volt.

5. Mengeset tegangan refrensi sebesar +15 volt dan -15 volt.

6. Set nilai RF sebesar 10 KΩ.

7. Set nilai RI sebesar 10 KΩ.

8. Hitung Nilai Penguatan dengan rumus A=−𝑅𝐹

𝑅𝐼 .

9. Ukur nilai Vout dengan Menggunakan Multimeter Digital.

10. Hitung Nilai Vout dengan rumus Vo= Vin . A .

11. Menguangi Langkah 1 sampai 8 dengan mengganti nilai masing-masing RI,

sesuai yang tertera pada table dibawah ini.

12. Mengembalikan Saklar pada posisi off.

Tabel Hasil Percobaan Inverting Amplifier

MODUL DASEL 2012

No Vin

(Volt)

RF

(KΩ)

RI

(KΩ)

A Vout

(Teori)

(Volt)

Vout(Praktik)

(Volt)

1 5 10 10

2 5 10 6.8

3 5 10 4.7

4 5 10 3.3

5 5 10 2.4

6.3. LOW PASS FILTER (LPF).

1. Merangkai rangkaian seperti pada gambar 10.

2. Menentukan nilai resistor (R) dan kapasitor (C) guna menentukan nilai cut

frekuensi (fc) yang diinginkan (tanyakan pada asisten).

3. Menentukan nilai R1 dan R2 guna menentukan nilai gain yang diinginkan

(tanyakan pada asisten).

4. Memasang voltmeter pada titik Vout1.


6. Memasang generator sinyal pada titik Vin.

7. Memasang sumber tegangan pada IC op-amp (konfigurasi pin op-amp dan

besarnya tegangan yang diberikan dapat dilihat pada datasheet atau

tanyakan pada asisten).

8. Mengaktifkan generator sinyal dan mulai memvariasikan nilai frekuensinya

dari yang terendah sampai yang tertinggi (tanyakan pada asisten).

9. Mencatat perubahan nilai pada Vout1 dan Vout2 untuk tiap-tiap perubahan

nilai frekuensi yang terjadi pada tabel.

6.4. HIGH PASS FILTER (HPF).


2. Menentukan nilai resistor (R) dan kapasitor (C) guna menentukan nilai cut

frekuensi (fc) yang diinginkan (tanyakan pada asisten).

3. Menentukan nilai R1 dan R2 guna menentukan nilai gain yang diinginkan

(tanyakan pada asisten).




MODUL DASEL 2012








6.5. BAND PASS FILTER (BPF).


2. Menentukan nilai resistor (R1 dan R2) dan kapasitor (C1 dan C2) guna

menentukan nilai cut frekuensi low (fL) dan cut frekuensi high (fH)yang

diinginkan (tanyakan pada asisten).

3. Menentukan nilai R3 dan R4 guna menentukan nilai gain yang diinginkan.












MODUL DASEL 2012

TUGAS PENDAHULUAN

1. Cari Datasheet 741

2. Tuliskan yang anda ketahui tentang op-amp (print)

MODUL DASEL 2012


PERCOBAAN III TRANSISTOR BIPOLAR, FIELD EFFECT

TRANSISTOR (FET), DAN TRANSISTOR

SEBAGAI SWITCH

Asisten :

1. Ridho Audli

2. Rahmat Hidayat

MODUL DASEL 2012

I. JUDUL PRAKTIKUM

TRANSISTOR BIPOLAR, FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET), DAN

TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

II. TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan dari praktikum ini adalah:

1. Mengetahui karakteristik transistor bipolar

2. Menentukan pengaruh bias maju dan bias balik pada junction basis-emiter

pada transistor bipolar dalam keadaaan konduksi.

3. Menguji dan mengukur penguatan arus pada transistor NPN dan PNP

4. Memahami perbedaan karakteristik FET dengan transistor bipolar

5. Memahami prinsip kerja MOSFET n-channel dan p-channel

6. Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai switch

7. Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja Bipolar Juntion Transistor

ketika beroperasi sebagai saklar

8. Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja MOS Field-effect

Transistor baik tipe n-MOS maupun CMOS ketika beroperasi sebagai saklar

III. TEORI DASAR

3.1. TRANSISTOR BIPOLAR

3.1.1. Karakteristik Transistor

Salah satu cara untuk membayangkan bagaimana transistor bekerja, yaitu dengan

membuat grafik yang menghubungkan arus dan tegangan transistor. Dapat

diperoleh kurva kolektor CE dengan membentuk suatu rangkaian seperti gambar

3.1, yaitu dengan mengubah-ubah tegangan VBB dan VCC untuk memperoleh

tegangan dan arus transistor yang berbeda-beda.

MODUL DASEL 2012

Gambar 3.1 Rangkaian untuk mengatur arus dan

tegangan kolektor

Untuk mendapatkan hasil yang baik, prosedur yang biasa digunakan yaitu dengan

menentukan suatu nilai dari IB dan menjaganya tetap stabil sambil VCC diubah.

Dengan mengukur IC dan VCE, diperoleh data untuk menggambar grafik IC dan

VCE. Misalkan seperti gambar 3.1, kita tentukan IB konstan sebesar 10 uA.

Kemudian dengan mengubah VCC, dapat terukur hasil IC dan VCE seperti kurva

tergambar pada gambar 3.2.

Gambar 3.2 Kurva transistor dengan IB = 10 Ua

Kurva pada gambar 3.2 menggambarkan penjelasan tentang kerja transistor. Jika

VCE = 0, dioda kolektor tidak terbias balik, karena itu arus koletor sangat kecil.

Untuk VCE antara 0 dan mendekati 1 V, arus kolektor naik dengan cepat dan

kemudian menjadi hampir konstan. Ini berhubungan dengan gagasan membias

balik dioda kolektor. Dibutuhkan kira-kira 0,7 V untuk membias dioda kolektor.

Jika digambarkan beberapa kurva untuk IB yang berbeda-beda, diperoleh grafik

seperti gambar 3.3. Karena menggunakan transistor dengan βdc kira-kira 100,

maka arus kolektor 100 kali lebih besar daripada arus basis. Kurva ini seringkali

disebut kurva kolektor statik karena yang digambarkan arus dan tegangan DC.

MODUL DASEL 2012

Gambar 3.3 Kurva transistor dengan IB variabel

Juga diperhatikan tegangan breakdown, tegangan breakdown menjadi lebih kecil

pada arus yang lebih besar. Ini berarti bahwa voltage compliance dari transistor

berkurang untuk arus yang lebih besar. Semuanya ini dibutuhkan untuk mencegah

breakdown pada segala keadaan. Ini menjamin bahwa transistor akan bekerja pada

daerah aktif.

3.1.2. Bias Transistor

Prinsip dasar transistor bipolar merupakan pengembangan dari dioda, yakni

rangkaian sambungan dua buah dioda. Pada transistor NPN, pembiasan maju

dioda emiter mengendalikan jumlah elektron-elektron bebas yang diinjeksikan ke

basis. Makin besar VBE, maka makin banyak jumlah elektron yang diinjeksikan

sehingga arus yang dapat dihantarkan akan lebih besar.

Bias balik pada dioda kolektor mempunyai pengaruh yang kecil pada jumlah

elektron yang memasuki kolektor. Memperbesar VBE akan mempertinggi arus

kolektor, namun jumlah elektron yang tiba pada lapisan pengosongan kolektor

akan tetap.

Gambar 3.4 Rangkaian dasar transistor NPN

MODUL DASEL 2012

Transistor PNP dan arah aliran konvensional diperlihatkan pada gambar 3.5.

Karena dioda emiter dan kolektor menunjuk ke arah berlainan, semua arus dan

tegangan dibalik.

Gambar 3.5 Transistor PNP dan aliran konvensional

Transistor PNP dikatakan komplemen dari transistor NPN. Kata “komplemen”

menandakan bahwa semua tegangan dan arusnya berlawanan dengan yang

dimiliki transistor NPN. Semua rangkaian NPN mempunyai rangkaian

komplementer. Untuk mendapatkan trasnsistor PNP komplementer:

1. Gantilah transistor NPN dengan transistor PNP

2. Baliklah semua tegangan dan arusnya

Gambar 3.6 memperlihatkan rangkaian transistor PNP komplementer, yang

dilakukan adalah mengkomplemenkan tegangan dan arusnya serta mengganti

transistor NPN dengan PNP.

Gambar 3.6 Rangkaian dasar transistor PNP

MODUL DASEL 2012

3.1.3. Penguatan DC

Lebih dari 95 persen dari elektron-elektron yang diinjeksikan mencapai kolektor,

sama saja dengan berkata bahwa arus kolektor hampir sama dengan arus emiter.

Alfa DC dari sebuah transistor didefinisikan sebagai:

E

C

I

I

Seperti diketahui ada tiga jenis rangkaian penguatan dengan transistor, yaitu

common emiter (CE), common base (CB), dan common colector (CC), jenis CE

yang paling banyak dipakai. Perhatikan pada jenis CE, hanya diperlukan sedikit

arus basis untuk mengendalikan besarnya arus kolektor. Bila arus keluaran lebih

besar dari arus masukan, kita akan memperoleh penguatan. Penguatan ini

dinamakan beta(β). Dinyatakan sebagai :

B

C

I

I

, (VCE constan )

Persamaan diatas mengandung arti penguatan beta adalah besarnya arus kolektor

dibagi arus basis, dengan tegangan kolektor–emiter dijaga konstan.

3.2. FIELD EFFECT TRANSISTOR (FET)

FET adalah jenis transistor khusus. Tidak seperti transistor biasa (bipolar) yang

menghantar bila diberi arus basis, FET akan menghantar bila diberi tegangan. FET

terdapat dua macam, yakni: JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET

(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor).

MOSFET tersusun dari logam, oksida, dan semikonduktor. Ada dua tipe

semikonduktor untuk MOSFET ini yaitu tipe NPN (Negative Positive Negative)

dan PNP (Positive Negative Positive). Tipe NPN disebut juga dengan N-channel,

sedangkan tipe PNP disebut P-channel. Oksida film dimasukkan ke

semikonduktor NPN atau PNP sedangkan logam dimasukkan ke gate atau

gerbang. Jika NPN, bagian dari ”N” adalah kutub source (sumber) dan drain

(saluran). Jika PNP, bagian dari ”P” adalah kutub source (sumber) dan drain

(saluran).

Gambar 3.7 Lambang skematik MOSFET

MODUL DASEL 2012

Pada transistor bipolar yang terjadi ialah mengontrol arus hasil (arus antara kutub

kolektor menuju emitter) dengan arus masukan (arus basis). Akan tetapi, pada

MOSFET yang dilakukan ialah mengontrol arus hasil (arus antara kutub drain dan

source) dengan masukan tegangan (tegangan pada gate).

3.2.1. Prinsip Kerja MOSFET

Bagian semikonduktor dari MOSFET terdiri dari NPN dan PNP. Jadi, bila tidak

ada tegangan di gate, arus elektrik tidak akan mengalir di antara drain dan source.

Bila tegangan positif diberikan ke gerbang N-channel MOSFET, elektron-elektron

N-channel yaitu source dan drain tertarik ke gerbang dan memasuki

semikonduktor P-channel yang ada di antaranya. Dengan memindahkan elektron

ini, menjadi kondisi seperti jembatan untuk elektron-elektron di antara drain dan

source. Ukuran jembatan ini dikendalikan oleh tegangan jatuh di gate.

Pada MOSFET P-channel, tegangannya berkebalikan tetapi mirip cara kerjanya.

Bila tegangan negatif dikenakan pada gerbang P-channel MOSFET, hole P-

channel source dab drain tertarik ke gate dan memasuki semikonduktor N-

channel diantara keduanya. Dengan memindahkan dari hole ini, jembatan untuk

hole dapat dan arus listrik mengalir diantara drain dan source.

Beberapa kelebihan FET dibandingkan dengan transistor biasa ialah antara lain

penguatannya yang besar, serta noise yang rendah. Karena harga FET yang lebih

tinggi dari transistor bipolar, maka hanya digunakan pada bagian-bagian yang

memang memerlukan. Wujud fisik FET ada berbagai macam yang serupa dengan

transistor.

3.3. TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

3.3.1. Transistor BJT Sebagai Switch

Komponen transistor dapat berfungsi sebagai switch, walaupun bukan sebagai

switch ideal. Untuk dapat berfungsi sebagai switch, maka titik kerja transistor

harus dapat berpindah‐ pindah dari daerah saturasi (switch dalam keadaan “on”)

ke daerah cut‐off (switch dalam keadaan “off”). Untuk jelasnya lihat gambar di

bawah ini.

MODUL DASEL 2012

Gambar 3.8 Respon Transistor Sebagai Switch

3.3.2. Mosfet Sebagai Switch

Selain BJT, MOSFET juga dapat berfungsi sebagai switch. Dibandingkan

dengan BJT, sifat switch dari MOSFET juga lebih unggul karena membutuhkan

arus yang sangat kecil untuk operasinya.

Ada dua tipe MOSFET menurut tegangan kerjanya yaitu n‐Channel MOSFET

(n‐MOS) dan p‐ Channel MOSFET (p‐MOS). Dimana n‐MOS bekerja dengan

memberikan tegangan positif pada gate, dan sebaliknya, p‐MOS bekerja dengan

memberikan tegangan negatif di gate.

n‐MOS berlaku sebagai switch dengan membuatnya bekerja di sekitar daerah

saturasinya. Daerah kerja dari n‐MOS dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 3.9 Daerah Kerja pada n-MOS

MODUL DASEL 2012

3.4. RANGKAIAN CMOS

Jika n‐MOS dan p‐MOS digabungkan, akan dihasilkan rangkaian CMOS

(Complementary MOS) yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

Gambar 3.10 Rangkaian CMOS

Untuk memperlakukan CMOS supaya bekerja sebagai switch, kita harus

mengubah‐ubah daerah kerjanya antara cut‐off dan saturasi.

IV. PERALATAN


1. Modul dasar sistem latih elektronik EFT-ETS-BS

2. Kit sistem latih elektronik EFT- ETS – FE

3. Multimeter digital

4. Kabel penghubung secukupnya.


1. Modul dasar sistem latih elektronik EFT-ETS-BS

2. Kit sistem latih elektronik EFT- ETS – FE

3. Multimeter digital

4. Kabel penghubung secukupnya.


1. Sumber tegangan DC

2. Osiloskop

3. Kit transistor sebagai switch

4. Multimeter analog dan digital

MODUL DASEL 2012

5. Kabel penghubung secukupnya

V. PROSEDUR PERCOBAAN


5.1.1. Karakteristik Transistor

6. Membentuk rangkaian seperti Gambar 3.11 berikut. VBB = 5 V (variabel);

VCC = 5 V.

Gambar 3.11 Rangkaian karateristik transistor

7. Mengatur VBB sebesar 0 V dengan membuka S2

8. Mengatur RC bernilai 5 kΩ. Menutup S1.

9. Mencatat IB, IC, VRC, VBE, VCE pada Tabel 3.1. Membuka S1

10. Menutup S2, mengatur VBB=0,5 V

11. Mengatur RC bernilai 5 kΩ. Menutup S1.

12. Mencatat IB, IC, VRC, VBE, VCE pada Tabel 3.1. Membuka S1

13. Mengulangi langkah 6-7, nilai RC diubah secara berturut-turut 4 kΩ, 3 kΩ,

dan 2 kΩ. Masing-masing data IB, IC, VRC, VBE, VCE dicatat pada Tabel

3.1.

14. Mengulangi langkah 5-8, namun mengatur VBB secara berturut-turut 4 V

dan 5 V.

15. Mengembalikan semua saklar pada posisi OFF

16. Membuat grafik karakteristik transistor IC terhadap VCE dengan masing-

masing IB konstan

RC

5k ohm

RB

4,7k ohm

RC

5k ohm

MODUL DASEL 2012

Tabel 3.1

VBB

konstan

(V)

RC (kΩ) IB (µA) IC(µA) VBE (V) VRC VCE

0 5

0,5 5

4

3

2

4 5

4

3

2

5 5

4

3

2

Analisa Percobaan!

1. Dari data IC dan VCE yang diperoleh, gambarkan kurva karakteristik

transistor dengan nilai IB konstan!

2. Menganalisa grafik berdasarkan data-data yang diperoleh.

16.1.1. Transistor NPN

1. Membentuk rangkaian seperti Gambar 3.8 berikut. VBB = 1,5 V; VCC = 5 V.

2. Menutup S2, mengatur RB hingga IB bernilai 10 uA.

3. Mengatur RC hingga bernilai 0,5 kΩ

4. Menutup S1, mengamati nilai VRC, IC, VCE, IE, dan VBE. Mencatat data pada

Tabel 3.2.

5. Membuka S1, mengatur RC hingga bernilai 2,5 kΩ


Tabel 3.2.

MODUL DASEL 2012

Gambar 3.12 Rangkaian transistor NPN

7. Membuka S1 dan S2.

8. Menutup S1, mengamati dan mengukur ICBO dan VCE. Mencatat data pada

Tabel 3.2.

9. Mengembalikan semua saklar pada posisi OFF.

Tabel 3.2

RC IE IC IB VBE VCE VRC

0,5 k

2,5 k

Saklar S1 tertutup dan S2 terbuka.

2,5 k

Analisa Percobaan!

1. Menggambarkan grafik IB terhadap IC, VCE terhadap IB, dan VCE terhadap

IC


3. Jelaskan pengaruh tegangan bias maju pada junction basis-emiter (VBE)

terhadap sifat konduksi transistor NPN!

16.1.2. Transistor PNP

1. Membentuk rangkaian seperti Gambar 3.9 berikut. VBB = -1,5 V; VCC = -5

V..

MODUL DASEL 2012

Gambar 3.13 Rangkaian transistor PNP

2. Mengatur RC hingga bernilai 0,5 kΩ

3. Menutup S1 dan S2, mengatur RB hingga IB bernilai 10 uA.

4. Mengamati nilai VRC, IC, VCE, IE, dan VBE. Mencatat data pada Tabel 3.3.

5. Membuka S1, mengatur RC hingga bernilai 2,5 kΩ


Tabel 3.3.

7. Membuka S1 dan S2.

8. Menutup S1, mengamati dan mengukur ICBO dan VCE. Mencatat data pada

Tabel 3.3.

9. Mengembalikan semua saklar pada posisi OFF.

Tabel 3.3

RC IE IC IB VBE VCE VRC

0,5 k

2,5 k

Saklar S1 tertutup dan S2 terbuka.

2,5 k

Analisa Percobaan!

1. Menggambarkan grafik IB terhadap IC, VCE terhadap IB, dan VCE terhadap IC.


3. Jelaskan pengaruh tegangan bias balik pada junction basis-emiter (VBE)

terhadap sifat konduksi transistor NPN!

MODUL DASEL 2012

16.1.3. Penguatan DC

1. Menggunakan Gambar 3.10 dibawah ini sebagai acuan percobaan.

VBB = 1,5 V; VCC = 5 V.

Gambar 3.14 Rangkaian penguatan DC

2. Mengatur RC = 5 kΩ

3. Menutup S2

4. Mengatur RB hingga IB = 10 uA

5. Menutup S1, mengamati nilai VCE, IC, IE, dan IB. Mencatat pada Tabel 3.4.

6. Membuka S1

7. Mengulangi langkah 4-6, dengan nilai IB berturut-turut 20 uA, 30 uA, 40

uA, dan 50 uA

8. Kembalikan semua saklar pada posisi OFF

9. Menghitung dan mencatat nilai β dan nilai ά menggunakan nilai terukur

pada Tabel 3.4. 12

12

BB

CC

B

C

II

II

I

I

;

12

12

EE

CC

E

C

II

II

I

I

Tabel 3.4

VCE IB IC IE β Ά

Analisa Percobaan!

MODUL DASEL 2012

1. Menghitung masing-masing β dan ά berdasarkan rumus.

2. Jelaskan pengaruh IB terhadap IC yang diperoleh!

3. Dari data yang diperoleh, seharusnya semakin besar IB maka nilai penguatan

β akan semakin besar, kecil, atau cenderung konstan? Jelaskan!

4. Bagaimana nilai IC terhadap IE, apakah nilainya hampir sama besar?

Jelaskan!

Tugas Akhir!

1. Apa yang terjadi pada arus kolektor (IC) jika arus emitter ditambah ?

2. Bandingkan dan jelaskan perbedaan IC dan ICBO ?

3. Sebutkan dan jelaskan macam – macam cara membias transistor, dan

gambarkan rangkaiannya?

4. Apakah β sama artinya dengan hfe ? mengapa ?

5. Berdasarkan gambar rangkaian hitung β jika VCE = 5 Volt ; IB1 = 50uA ; IC1

= 4,5 mA ; IB2 = 75 uA ; IC2 = 9,5mA.


5.2.1. N-channel MOSFET

1. Menggunakan gambar 3.11 sebagai rangkaian percobaan

VGS

IRF540N

Gambar 3.11 Rangkaian N-channel MOSFET

2. Mengatur tegangan VGS, lalu catat ID yang dihasilkan sesuai dengan tabel

berikut ini:

VGS(V) ID(A)

0

1,5

2

2,5

3

MODUL DASEL 2012

4

5

7,5

Tabel 4.1. Hubungan VGS dan ID

3. Buatlah plot kurva karakteristik ID dan VGS

5.2.2. P-channel MOSFET

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar di bawah ini. Gunakan dua sumber

tegangan DC.

Gambar 3.12 Rangkaian N-channel MOSFET

2. Aturlah tegangan VDS, lalu catat ID yang dihasilkan untuk setiap VGS sesuai

dengan tabel berikut ini:

VDS ID (mA)

VGS= 2V VGS= 2,5V VGS= 3V VGS= 4V VGS= 5V VGS= 7V VGS= 9V

0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06

2 0 0,07 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08

4 0 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11 0,11

5 0 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12

7 0 0,16 0,16 0,16 0,17 0,17 0,17

9 0 0,19 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24

3. Buatlah plot kurva karakteristik ID dan VDS untuk setiap VGS

MODUL DASEL 2012


5.3.1. Transistor BJT Sebagai Switch

1. Susun rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VCC = 12 Vdc.

2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (VBE=0). Catat harga VCE awal.

3. Naikan tegangan di Base (dengan memutar Rvar) perlahan‐lahan

hingga terlihat lampu menyala (relay bekerja).

4. Tepat pada saat lampu menyala, catat harga: IB, IC, VBE dan VCE.

5. Naikkan tegangan di Base (dengan memutar Rvar), catat IB dan IC.

Tentukan tiga nilai pengukuran antara saat lampu menyala sampai

potensiometer Rvar maksimum.

6. Kemudian turunkan tegangan catu perlahan‐lahan hingga lampu padam

kembali. Catat harga‐harga IB, IC, VBE dan VCE yang menyebabkan

lampu padam.

7. Ulangi langkah 3 sampai 7 dengan beberapa VCC lain (11, 10, 9 VDC, dll).

8. Gambarkan kurva yang menunjukkan VBE minimum yang

menyebabkan Saturasi, VBE maksimum yang menyebabkan Cut‐Off, dan

beberapa nilai VCC & VCE yang berbeda‐beda dalam satu grafik.

MODUL DASEL 2012

5.3.2. Mosfet Sebagai Switch

1. NMOS

Cara Multimeter

1. „Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VDD = 5 Vdc.

2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga VDS dan ID awal.

3. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan‐lahan hingga

terlihat ada arus di Drain (ID).

4. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, ID, VGS dan VDS

5. Ulangi langkah 2 sampai 4 dengan beberapa VDD lain: 6, 7.5, 9,

VDC (jangan melebihi 12V).

6. Gambarkan kurva hubungan VGS – ID.

Tabel N – Mos Sebagai Switch

MODUL DASEL 2012

2. Inverter CMOS

Cara Multimeter

1. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VCC = 5 VDC.

2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga Vout, IS dan ID

awal.

3. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan‐lahan hingga

terlihat ada arus di Drain (ID).

4. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, IS, ID, VGS dan

VDS.

5. Naikkan terus Va (=VGS) untuk beberapa nilai, kemudian catat IG,

IS, ID, VGS dan VDS dan gambarkan kurva Va‐Vout.

6. Ulangi langkah 2 sampai 5 untuk VCC = 10 VDC.

Tabel Hasil:

MODUL DASEL 2012

VI. TUGAS PENDAHULUAN

1. Jelaskan maksud/tujuan dari seluruh rangkaian percobaan pada percobaan

Transistor!

Catatan:

Tulis tangan.

Modul Dasel 2012

Documents

Transcript of Modul Dasel 2012