Modul Praktikum de New

Modul Praktikum Dasar Elektronika

Modul Praktikum Dasar Elektronika

TATA TERTIBLABORATORIUM DASAR ELEKTRONIKA DAN RANGKAIAN LISTRIK

1. Praktikan WAJIB datang 15 menit sebelum jadwal yang telah ditentukan.2. Praktikan yang terlambat hadir dari jadwal yang ditentukan tidak diizinkan untuk mengikuti praktikum dan dipersilakan mengganti jadwal praktikum ke hari yang lain dengan persetujuan dari asisten.3. Praktikan yang tidak bisa mengikuti praktikum sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan diperbolehkan mengganti jadwal dengan persetujuan dari asisten.4. Praktikan WAJIB berpenampilan bersih, rapi, dan sopan.5. Praktikan DILARANG merokok, makan dan minum selama berada didalam laboratorium.6. Sebelum praktikum dimulai praktikan harus melalui persetujuan dari asisten.7. Praktikan diwajibkan mengganti alat-alat yang rusak akibat kelalaiannya.8. Praktikan yang tidak berkepentingan dilarang memasuki ruang praktikum.9. Praktikan tidak boleh meninggalkan ruang praktikum tanpa seizin asisten.10. Hal-hal khusus lainnya ditentukan oleh asisten.

FORMAT LAPORAN

Laporan diketik dengan menggunakan format sebagai berikut : Menggunakan kertas A4 80 gram Spasi : 1,5 Jarak ketikan : Atas: 4 cm Kiri : 4 cm Kanan : 3 cm Bawah : 3 cm

ISI LAPORAN :1. Tujuan Percobaan 2. Daftar Alat dan Komponen3. Dasar Teori4. Prosedur Percobaan5. Data Hasil Percobaan6. Analisa Hasil Percobaan7. Kesimpulan8. Tugas dan Jawaban9. Lampiran Lampiran Gambar Grafik Lampiran Gambar Alat10. Daftar Pustaka

LAPORAN PRAKTIKUMDASAR ELEKTRONIKA

JUDUL PRAKTIKUM

Nama :N I M :Group :Anggota : 1. 2. 3. 4. 5. Nama Asisten: Tanggal Praktikum:

LABORATORIUM DASAR ELEKTRONIKA DAN RANGKAIAN LISTRIKFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTROUNIVERSITAS SRIWIJAYA2013/2014DAFTAR ISI

TATA TERTIB PRAKTIKUM2FORMAT LAPORAN3CONTOH KOP LAPORAN4DAFTAR ISI5PENGENALAN ALAT-ALAT PRAKTIKUMMultimeter6Power Supply7Osiloskop8Signal Generator9

PERCOBAAN IKarakteristik dan Fungsi Dioda11PERCOBAAN IIDioda Zener18PERCOBAAN IIIKarakteristik Transistor Bipolar NPN24PERCOBAAN IVTransistor Sebagai Amplifier36PERCOBAAN VKarakteristik FET (Field Effect Transistor)41PERCOBAAN VITRIAC48

PENGENALAN ALAT-ALAT PRAKTIKUM

Untuk mempelajari elektronika maka kita memerlukan alat-alat ukur elektronika dalam menganalisa besaran-besaran elektronika. Dalam elektronika dikenal berbagai macam alat ukur tetapi berbagai macam alat ukur pada praktikum ini dan praktikum selanjutnya anda akan banyak menggunakan alat-alat seperti Multimeter, Power Supply, Osiloskop, dan Signal Generator.

Multimeter Multimeter adalah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik, arus listrik, dan tahanan (resistansi). Itu adalah pengertian multimeter secara umum, sedangkan pada perkembangannya multimeter masih bisa digunakan untuk beberapa fungsi seperti mengukur temperatur, induktansi, frekuensi, dan sebagainya. Ada juga orang yang menyebut multimeter dengan sebutan AVO meter, mungkin maksudnya A (ampere), V(volt), dan O(ohm). Multimeter terdiri dari ohmmeter, ampermeter, dan voltmeter yang terintegrasi. Bahkan ada pula yang dilengkapi dengan kemampuan mengukur transistor dan nilai kapasitansi. Satu hal yang penting yaitu batas ukur ammpermeter pada multimeter sangat kecil untuk multmeter tipe jarum atau analog jadi disarankan untuk berhati-hati menggunakan multimeter ini, dan janganlah merasa segan untuk bertanya bila ada masalah yang tidak diketahui khususnya mengenai batas ukur multimeter ini. Multimeter dibagi menjadi dua yaitu :1. Multimeter AnalogMultimeter Analog atau yang biasa disebut multimeter jarum adalah alat pengukur besaran listrik yang menggunakan tampilan dengan jarum yang bergerak ke range-range yang kita ukur dengan probe . Multimeter ini tersedia dengan kemampuan untuk mengukur hambatan ohm, tegangan (Volt) dan arus (mA). Analog tidak digunakan untuk mengukur secara detail suatu besaran nilai komponen, tetapi kebanyakan hanya digunakan untuk baik atau jeleknya komponen pada waktu pengukuran atau juga digunakan untuk memeriksa suatu rangkaian apakah sudah tersambung dengan baik sesuai dengan rangkaian blok yang ada.2. Multimeter DigitalMultimeter digital hampir sama fungsinya dengan multimeter analog tetapi multimeter digital menggunakan tampilan angka digital. Multimeter digital pembacaan pengukuran besaran listrik yang lebih tepat jika dibanding dengan multimeter analog, sehingga multimeter digital dikhususkan untuk mengukur suatu besaran nilai tertentu dari sebuah komponen secara mendetail sesuai dengan besaran yang diinginkan.

Power Supply/Sumber Tenaga Power supply adalah peranti elektronika yang mengubah tegangan ac menjadi tegangan dc yang nilainya dapat ditentukan dengan batas-batas yang akan dipakai. Dimana tegangan ac tinggi diubah menjadi tegangan ac rendah dengan menggunkan transformator penurun tegangan, setelah tegangan ini diturunkan pada batas-batas yang akan dipakai maka tegangan ini diubah menjadi tegangan dc dengan menggunkan dioda sebagai penyearah. Dengan melalui dioda ini tegangan ac dapat diubah menjadi tegangan dc. Perbandingan antara tegangan AC dan DC yang keluar akan menghasilkan gelombang (ripple). Power supply atau catu daya adalah sebuah peralatan penyedia tegangan atau sumber daya untuk peralatan elektronika dengan prinsip mengubah tegangan listrik yang tersedia dari jaringan distribusi transmisi listrik ke level yang diinginkan sehingga berimplikasi pada pengubahan daya listrik. Dalam sistem pengubahan daya, terdapat empat jenis proses yang telah dikenal yaitu sistem pengubahan daya AC ke DC, DC ke DC, DC ke AC, dan AC ke AC. Masing masing sistem pengubahan memiliki keunikan aplikasi tersendiri, tetapi ada dua yang implementasinya kemudian berkembang pesat dan luas yaitu sistem pengubahan AC ke DC (DC power supply) dan DC ke DC (DC-DC converter) . Dalam penggunaan peralatan ini alangkah baiknya praktikan tidak segan-segan bertanya kepada asisten bila masih kurang paham dalam menggunakan peralatan ini.

OsiloskopOsiloskop adalah alat yang dapat mengukur besaran-besaran elektronika seperti tegangan ac atau tegangan bolak-balik maupun tegangan dc atau tegangan searah, frekuensi suatu sumber tegangan ac dan beda fasa antara dua tegangan yang berlainan, bahkan kita dapat melihat bentuk isyarat tegangan terhadap waktu. Pola-pola gelombang isyarat yang terlihat pada layar osiloskop sebenarnya adalah tumbukan-tumbukan elektron yang lepas dari sumber elektron di dalam tabung dengan layar, yang diatur sedemikian rupa oleh medan-medan yang dihasilkan keping-keping sejajar vertikal dan horizontal. Keeping-keping ini menimbulkan medan listrik yang besarnya tergantung pada tegangan inputnya, sehingga bila ada elektron yang lewat diantara keduanya maka akan dibelokkan sesuai dengan besar tegangan inputnya, sehingga pada layar akan terlihat pola-pola isyarat masukan. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya, yaitu: - Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu. - Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi. - Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik. - Membedakan arus AC dengan arus DC. - Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu.P Prinsip kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Secara prinsip kerjanya ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART-analog real time oscilloscope) dan tipe digital (DSO-digital storage osciloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan.

Signal Generator/Generator Isyarat Generator isyarat adalah peranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat berbentuk sinusoidal atau square yang dapat diatur frekuensinya. Pada praktikum kali ini alat tersebut merupakan sumber isyarat bagi rangkaian yang akan kita uji. Osilator adalah piranti elektronik yang menghasilkan keluaran berupa isyarat tegangan. Bentuk isyarat tegangan terhadap waktu ada bermacam-macam, yaitu bentuk sinusoida, persegi (square), segitiga (triangular), gigi gergaji (sawtooth), atau denyut (pulsa). Osilator berbeda dengan penguat, oleh karena penguat perlu ada isyarat masukan untuk menghasilkan isyarat keluaran. Pada osilator tak ada isyarat masukan, hanya ada isyarat keluaran saja, yang frekuensi dan amplitudonya dapat dikontrol. Sering kali suatu penguat secara tak disengaja menghasilkan keluaran walaupun tak diberi isyarat masukan. Penguat ini dikatakan berosilasi dengan frekuensi yang nilainya tak dapat dikontrol. Osilator digunakan secara luas sebagai sumber isyarat yang menguji suatu rangkaian elektronik. Osilator seperti ini disebut generator isyarat, atau generator fungsi bila isyarat keluarannya dapat mempunyai berbagai bentuk. Osilator juga digunakan pada pemancar radio dan televisi, dan juga dalam komunikasi radio, gelombang mikro, maupun optik untuk menghasilkan gelombang elektromagnetik yang dapat ditumpangi berbagai informasi. Isyarat gelombang yang dihasilkan pada alat ini berbentuk sinus, persegi, dan segitiga yang dapat digunakan sesuai dengan kebutuhan praktikum.

PERCOBAAN IKARAKTERISTIK DAN FUNGSI DIODA

1.TUJUAN PERCOBAAN 1.1. Mengetahui karateristik dioda sebagai penyearah1.2. Mengetahui jenis-jenis penyearah gelombang 1.3. Mengetahui bentuk gelombang keluaran pada Janis-jenis penyearah gelombang

2.DAFTAR ALAT DAN KOMPONEN2.1. Modul dioda dan dioda zener2.2. Power Supply2.3. Multimeter2.4. Osiloskop2.5. Jumper

3.DASAR TEORI3.1. DiodaDioda merupakan suatu bentuk komponen elektronik yang dapat melewatkan arus pada satu arah saja. Gambar 1.1 menunjukkan simbol skematik dioda penyearah. Sisi p merupakan anoda, dan sisi n adalah katoda. Simbol dioda diperlihatkan seperti anak panah yang berasal dari sisi p ke sisi n, dari anoda ke katoda. Karena hal ini, panah dioda merupakan arus konvensional yang mengalir dari p ke n. Jika kita gunakan aliran elektron, arah elektron mengalir berlawanan panah dioda.

Gambar 1.1. Simbol Skematik Dioda Penyearah Jika dioda kita beri tegangan panjar mundur maka bandgap (ruang kosong) antara pita konduksi dan pita valensi akan semakin besar sehingga menyebabkan tidak adanya elektron yang berpindah dari pita konduksi ke pita valensi Sedangkan jika kita beri tegangan panjar maju, maka bandgap antara pita konduksi dengan pita valensi akan menjadi kecil sehingga elektron dapat berpindah dari pita konduksi ke pita valensi, dan menyebabkan adanya arus listrik yang mengalir.

3.2. Karakteristik DiodaKarakteristik dioda umumnya dinyatakan dengan grafik hubungan antara tegangan pada dioda dan arus yang melewatinya sehingga disebut karakteristik tegangan-arus (V-I). Sifat karakteristik statik dari dioda dapat kita ketahui dengan cara memasang dioda seri dengan sebuah sumber batere (dc) dan sebuah tahanan. Kurva karakteristik statik dari dioda merupakan fungsi dari arus ID (arus yang melalui dioda), terhadap tegangan VD (tegangan dioda). (lihat Gambar 1.2 dan 1.3)

Gambar 1.2. Rangkaian untuk Mengukur Karakteristik Statik Dioda

Gambar 1.3. Kurva Karakteristik DiodaBila arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab, maka kita akan mendapatkan karakteristik statik dioda. Jika VD positif maka dioda dikatakan berada bias forward (tegangan anoda lebih tinggi daripada tegangan katoda). Tetapi jika VD negatif, maka dioda dikatakan berada bias mundur atau bias reverse. Pada gambar 1.3, VC disebut sebagai cut-in-voltage, IS adalah arus saturasi, dan VPIV adalah peak-invers-voltage. Jika harga VDD diubah, maka arus ID dan VD akan berubah pula. Jika kita mempunyai karakteristik statik dioda serta kita tahu harga atau nilai VD dan RL, maka harga arus ID dan VD dapat kita tentukan dengan menggunakan persamaan berikut;

VDD = Vab + ( I.RL ) atau I = - +

Jika hubungan di atas kita lukiskan pada karakteristik statik dioda, kita akan mendapatkan garis lurus dengan kemiringan sebesar (1/RL) yang disebut garis beban (load line) seperti gambar 1.4 berikut;

Gambar 1.4. Kurva karakteristik Dioda dan Garis Beban

Garis beban memotong sumbu VD pada harga VDD dan memotong sumbu I pada harga (VDD/RL). Titik potong antara karakteristik statik dengan garis beban memberikan harga dioda VD(q) dan arus dioda ID(q). Dengan mengubah harga VDD kita akan mendapatkan garis-garis beban yang sejajar seperti pada gambar 1.4.

3.3. Rectifier (Penyearah)3.31. Penyearah Setengah GelombangDioda dapat digunakan sebagai penyearah tegangan untuk memperoleh tegangan penyearah yang cukup konstan. Kita dapat membuat berbagai macam rangkaian penyearah, misalnya penyearah yang berfungsi untuk meratakan tegangan keluaran. Rangkaian penyearah dengan setengah gelombang penuh terdiri atas transformator, dioda dan tahanan.

Gambar 1.5. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang

3.3.2.Penyearah Gelombang PenuhDalam penyearah gelombang penuh ini kita menggunakan dua buah dioda yang dirangkai secara paralel. Hasil tegangan output dari rangkaian ini adalah satu siklus penuh pada siklus positif saja, baik untuk setengah siklus positif maupun setengah siklus negatif tegangan masukannya.

Gambar 1.6. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Dengan cara lain, kita juga dapat menggunakan dioda bridge sebagai jembatan wheatstone dalam penyearah gelombang penuh.

Gambar 1.7. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Menggunakan Jembatan Wheatstone

Adanya hambatan keluaran transformator yang menyebabkan hilang atau turunnya tegangan keluaran yang dapat kita hindari dalam batasan arus beban tertentu. Untuk tujuan tersebut kita langsung dapat memasang sebuah dioda zener dalam rangkaian. Jadi kita dapat membuat penyearah gelombang dengan menggunakan dioda, kapasitor, dan dioda zener dengan berbagai macam desain.

4. PROSEDUR PERCOBAAN4.1 Karakteristik Statik Dioda1. Pasang rangkaian seperti gambar 1.2.2. Pasang nilai VDD, sesuai dengan tabel yang tersedia, dengan menggunakan multimeter ukur dan catat VAB dan VBC untuk setiap nilai VDD.3. hitung arus dioda ID.

4.2 Penyearah Setengah Gelombang1. Pasang rangkaian seperti gambar 1.5.2. Amati gelombang dan nilai keluaran dengan menggunakan osilokop.3. Cetak hasil keluaran gelombang dengan menggunakan program livewire yang telah didesain oleh laboratorium.

4.3 Penyearah Gelombang Penuh1. Pasang rangkaian seperti gambar 1.6.2. Amati gelombang dan nilai keluaran dengan menggunakan osiloskop.3. Cetak hasil keluaran gelombang dengan menggunakan program livewire yang telah didesain oleh laboratorium.

4.4. Penyearah Jembatan1. Pasang rangkaian seperti gambar 1.7.2. Amati gelombang dan nilai keluaran dengan mengguanakan osiloskop. 3. Cetak hasil keluaran gelombang dengan menggunakan program livewire yang telah didesain oleh laboratorium.

5. DATA HASIL PERCOBAANA. Karakteristik Statik Dioda1. Data TeoriVDD (Volt)VAB (V)VBC (V)ID (A )

Tabel 1.1. Hasil Pengujian Data Teori

2. Data PraktikVDD (Volt)VAB (V)VBC (V)ID (A )

Tabel 1.2. Hasil Pengujian Data Praktik

PERCOBAAN IIDIODA ZENER

1.TUJUAN PERCOBAAN Mempelajari karekteristik dioda zener

2.DAFTAR ALAT DAN KOMPONEN2.1. Modul dioda dan dioda zener2.2. Power Supply + 15 Volt DC2.3. Multimeter

3.DASAR TEORIDioda zener adalah dioda yang dirancang untuk bekerja pada arus bolak-balik dengan aman dan dengan drop tegangan beberapa volt saja.

Gambar 2.1. Simbol DiodaPada dioda biasa, arus listrik tidak dapat mengalir secara berlawanan jika dibias reverse di bawah tegangan breakdown. Jika melampaui tegangan breakdown, dioda biasa dapat menjadi rusak karena kelebihan arus listrik yang mengalir. Dalam kasus bias forward, dioda ini akan memberikan tegangan jatuh (drop voltage) sekitar 0.7 Volt. Tegangan jatuh ini tergantung dari jenis dioda yang dipakai. Jika dioda biasa bekerja pada bias forward maka zener biasanya berguna pada bias reverse.

a. Dioda zener dalam kondisi forward bias.Dalam kondisi forward bias kaki katoda dioda zener akan diberi tegangan lebih negatif terhadap anoda. Dalam kondisi demikian dioda zener akan berfungsi sama halnya dengan dioda penyearah dan mulai aktif setelah mencapai tegangan barier yaitu 0,7V.

b. Dioda zener dalam kondisi reverse bias.Dalam kondisi reverse bias dioda zener kaki katoda selalu diberi tegangan yang lebih positif terhadap anoda. Jika tegangan yang dikenakan mencapai nilai breakdown, atau sekitar 6V atau lebih maka kita memperoleh longsoran elektron bebas. Efek zener dominan pada tegangan breakdown kurang dari 4 V, efek longsoran dominan pada tegangan breakdown yang lebih besar dari 6 V, dan kedua efek tersebut ada antara 4 dan 6 V. Pada mulanya orang mengira bahwa efek zener merupakan satu-satunya mekanisme breakdown dalam dioda. Oleh karenanya, nama dioda zener sangat luas digunakan sebelum efek longsoran ditemukan. Semua dioda yang dioptimumkan bekerja pada daerah breakdown oleh karenanya tetap disebut dioda zener.

c. Karakteristik Dioda zener.Jika digambarkan kurva karakteristik dioda zener dalam kondisi forward bias dan reverse bias adalah sebagai berikut.

Gambar 2.2. Grafik Karakteristik Dioda Zener

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa karakteristik dioda zener untuk forward sama dengan dioda rectifier (penyearah) dan mulai aktif setelah tegangan 0,7 Volt. Di daerah reverse mulai aktif, bila tegangan dioda (negatif) sama dengan tegangan zener dioda (6V).

4. PROSEDUR PERCOBAAN Karateristik Maju Dioda Zener :1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 2.3 dengan menggunakan dioda zener 9 volt dan pemasangan polaritas amperemeter yang harus diperhatikan.2. Atur suplai dc variabel pada batas 020 volt dan untuk keluaran minimum, kemudian hidupkan.3. Periksa dan catat tegangan serta arus pada dioda untuk tegangan sumber 0-20 volt.

Gambar 2.3 Rangkaian Karateristik Maju Dioda Zener

Karakteristik Mundur Dioda Zener :1. Kembalikan tegangan ke posisi 0 volt.2. Balik hubungan dioda zener seperti pada gambar 2.4. Atur suplai dc pada batas 0 20 volt.

Gambar 2.4 Rangkaian Karateristik Mundur Dioda Zener

5. DATA HASIL PERCOBAAN

A. Karakteristik Maju Dioda ZenerSumber Tegangan(volt)Drop Tegangan Zener(volt)Arus Zener( mA )

Tabel 2.1 Hasil Pengujian Forward Bias

B. Karakteristik Mundur Dioda ZenerSumber Tegangan(volt)Drop Tegangan Zener(volt)Arus Zener( mA )

Tabel 2.2 Hasil Pengujian Reverse Bias

PERCOBAAN IIIKARAKTERISTIK TRANSISTOR BIPOLAR NPN

1.TUJUAN PERCOBAANMengamati karakteristik dari transistor bipolar NPN dan menyelidiki parameternya.

2.DAFTAR ALAT DAN KOMPONEN2.1. Modul BEE 422B2.2. Power Supply2.3. Multimeter2.4. Jumper

3. DASAR TEORITransistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

3.1. Jenis Transistor3.1.1. Transistor NPNAdalah transistor positif dimana transistor dapat bekerja mengalirkan arus listrik apabila basis dialiri tegangan arus positif.

3.1.2. Transistor PNPAdalah transistor negatif, dapat bekerja mengalirkan arus apabila basis dialiri tegangan negatif.

Gambar 3.1. Simbol Transistor NPN & PNP

3.2. Karakteristik Transistor Karakteristik transistor disajikan dengan kurva karakteristik yang menggambarkan kerja transistor. Satu cara untuk melihat sebanyak mungkin detail adalah dengan grafik yang menggambarkan hubungan arus dan tegangan.3.2.1. Kurva Kolektor

Gambar 3.2. Rangkaian Kurva Kolektor

Data kurva kolektor CE diperoleh dengan cara membangun rangkaian seperti gambar 3.2. atau dengan menggunakan transistor curve tracer (alat yang dapat menggambarkan kurva transistor). Ide dari kedua cara tersebut adalah dengan mengubah catu tegangan dan agar diperoleh tegangan dan arus transistor yang berbedabeda.Prosedurnya yaitu biasanya dengan mendesain harga dan menjaganya tetap dan diubahubah. Dengan mengukur dan agar dapat memperoleh data untuk membuat grafik vs . Misalnya, anggap dalam gambar 3.2. = 10A. Kemudian diubah dan ukur dan . Selanjutnya kita akan dapat gambar 3.3. Pada kurva = 10A dibuat tetap selama semua pengukuran.

Gambar 3.3. Kurva Kolektor

Pada gambar 3.3, jika nol dioda kolektor tidak terbias reverse, oleh sebab itu arus kolektor sangatlah kecil. Untuk antara 0 dan 1 Volt, arus kolektor bertambah dengan cepat dan kemudian menjadi hampir konstan. Ini sesuai dengan memberikan bias reverse dioda kolektor. Kirakira diperlukan 0,7 Volt untuk membias reverse dioda kolektor. Setelah level ini, kolektor mengumpulkan semua elektron yang mencapai lapisan pengosongan.

Di atas knee, harga yang eksak dari tidaklah begitu penting karena dengan membuat bukit kolektor lebih curam tidaklah dapat menambah arus kolektor yang berarti. Sedikit pertambahan pada arus kolektor dengan bertambahnya disebabkan oleh lapisan pengosongan kolektor menjadi lebih lebar dan menangkap beberapa elektron basis sebelum mereka jatuh ke dalam hole.


Dengan mengulangi pengukuran dan untuk = 20A, sehingga diperoleh gambar 3.5, kurvanya hampir sama, kecuali di atas knee, arus kolektor kirakira sama dengan 2 mA. Juga kenaikan menghasilkan pertambahan arus kolektor sedikit karena pelebaran lapisan pengosongan menangkap tambahan elektron basis sedikit.


Jika beberapa kurva dengan yang berbeda diperlihatkan dalam gambar 3.5 karena menggunakan transistor dengan dc kira kira 100, arus kolektor kirakira 100 kali lebih besar daripada arus basis untuk setiap titik di atas knee dari kurva tersebut. Oleh karena arus kolektor sedikit bertambah dengan bertambahnya , dc sedikit bertambah dengan bertambahnya . Daerah jenuh (saturasi) adalah daerah dengan kurang dari tegangan lutut (knee) VK. Daerah jenuh terjadi bila sambungan emiter dan sambungan basis dibias maju. Pada daerah jenuh arus kolektor tidak bergantung pada nilai . Tegangan jenuh kolektor emiter, (sat) untuk transistor silikon adalah 0,7 Volt, sedangkan untuk transistor germanium adalah 0,3 Volt. Daerah aktif, adalah antara tegangan lutut VK dan tegangan dadal (breakdown) serta di atas = . Daerah aktif terjadi bila sambungan emiter diberi bias maju dan sambungan kolektor diberi bias balik. Pada daerah aktif arus kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif. Daerah cutoff (putus) terletak dibawah = . Sambungan emitter dan sambungan kolektor diberi bias balik. Pada daerah ini = 0 ; = = .

3.2.2. Kurva basisKurva karakteristik basis merelasikan antara arus basis dan tegangan basis-emiter dengan tegangan kolektor-emiter sebagai parameter seperti terlihat pada kurva berikut.

Gambar 3.6 Kurva Basis

Pada rangkaian gambar 3.2 kita dapat memperoleh data untuk membuat grafik vs . Gambar 3.6 menunjukkan grafik yang mirip dioda, karena bagian emiter basis dari transistor merupakan dioda. Karena bertambah lebarnya lapisan pengosongan dengan bertambahnya tegangan kolektor, arus basis berkurang sedikit karena lapisan pengosongan kolektor menangkap beberapa lagi elektron basis.

Gambar 3.7 Kurva Basis

Pada gambar 3.7, terlihat dengan menghubung singkat kolektor emiter ( = 0) dan emiter diberi bias maju, karakteristik basis dioda. Semakin tinggi tegangan reverse, maka semakin tipis lebar basis dan semakin tinggi beta DC. Pada suatu saat tegangan reverse dinaikkan, hingga lebar basis menyempit maka daerah tersebut dinamakan breakdown. Kondisi inilah yang dinamakan early effect.Titik ambang (threshold) atau tegangan lutut (VK) untuk transistor germanium adalah sekitar 0,1 sampai 0,3 Volt, sedangkan untuk transistor silikon sekitar 0,5 sampai 0,7 Volt, nilai di daerah aktif adalah 0,3 Volt untuk germanium dan 0,7 V untuk silikon.

4. PROSEDUR PERCOBAANa. Percobaan efek transistor1. Atur posisi variabel power supply pada posisi 4 volt ( posisi maksimum pada range 4 volt).2. Susun rangkaian seperti pada gambar 3.8 catat nilai dan nilai pada tabel 3.1.

Gambar 3.8 Rangkaian Transistor NPN3. Ulangi percobaan dengan menggunakan transistor NPN dengan polaritas terbalik.

b. Percobaan Karateristik Transfer Arus Maju Transistor NPN

1. Susun rangkaian seperti gambar 3.9.

Gambar 3.9 Rangkaian Karateristik Transfer Arus Maju Transistor

2. Atur posisi variabel power supply pada 4 Volt.3. Atur potensiometer 10 K, amati bahwa kedua amperemeter menunjukan adanya aliran arus.4. Catat harga untuk tabel berikut.5. Bandingkan harga dan yang diperoleh.6. Ulangi langkah tadi untuk harga = 2,4 Volt dan = 1,5 Volt.7. Buatlah grafik terhadap pada grafik 1 berikut untuk harga = 2,4 Volt dan = 1,5 Volt.

Ic

Grafik 3.1. terhadap untuk = 2,4 Volt dan 1,5 Volt

c. Percobaan Karateristik Input1. Susun rangkaian seperti gambar 3.10 berikut;

Gambar 3.10 Rangkaian Karateristik Input

2. Atur posisi power supply pada posisi 0 Volt.3. Buatlah grafik terhadap untuk = 0 Volt dan = 4 Volt pada grafik berikut;

Grafik 3.2. Karateristik Input


V (Volt)Ic (mA)Ie (mA)

Tabel 3.1 Data Transistor NPN

V (Volt)Ic (mA)Ib (mA)

Tabel 3.2 Data Karakteristik Transfer Arus Maju Transistor NPN

1. Untuk = 0 VoltPotensiometer (mA) (Volt) (mA) (Volt)

2. Untuk = 4 VoltPotensiometer (mA) (Volt) (mA) (Volt)

Tabel 3.3. Karakteristik Input Transistor NPN

PERCOBAAN IVTRANSISTOR SEBAGAI AMPLIFIER

1.TUJUAN PERCOBAANMemperhatikan bagaimana transistor dapat digunakan sebagai penguat

2.DAFTAR ALAT DAN KOMPONEN2.1. Modul BEE 422B2.2. Generator Fungsi2.3. Multimeter2.4. Osiloskop

3.DASAR TEORIAda beberapa masalah yang timbul jika hanya tersedia sinyal-sinyal kecil sedangkan untuk beberapa beban atau suatu peralatan tertentu membutuhkan sinyal yang sama tetapi dengan jumlah yang lebih besar. Untuk mengatasi masalah ini, kita memerlukan suatu rangkaian penguat khusus yang mampu untuk menjadi sebuah penguat sinyal output dari suatu rangkaian tertentu Untuk itu maka kita harus membuat sebuah rangkaian amplifier (penguat). Dalam hal ini kita akan menggunakan transistor sebagai alat penguat untuk keluaran sinyal output. Tetapi selain sebagai piranti yang digunakan untuk penguat sinyal, transistor juga digunakan dalam penguat tegangan maupun penguat arus keluaran dc untuk pencatu daya pada beberapa alat atau rangkaian elektronik tertentu.Untuk menggunakan transistor sebagai penguat maka diperlukan sebuah beban pada terminal dimana hasil keluaran sinyal output akan diarahkan Untuk itu kita akan menggunakan sebuah transistor dalam sebuah rangkaian penguat sederhana seperti gambar berikut ini :

Gambar 4.1 Transistor Sebagai Penguat

Gambar 4.1 di atas memperlihatkan sebuah garis lurus perkiraan pada transistor yang merupakan titik kerja dari transistor itu sendiri. Transistor pada saat tertentu mempunyai beberapa nilai dan yang mana keduanya ditentukan sebagai dua buah titik yang terpisah pada karakteristik seperti terlihat pada gambar di atas. Walaupun demikian tegangan sumber dan resistor beban RL tidak dapat bervariasi secara bebas karena dari hukum ohm dinyatakan bahwa :

Ic = Dari persamaan ini, jika nilai kita hitung dan hasilnya kita petakan pada grafik karateristik , , maka hasilnya adalah sebuah garis lurus. Dua titik yang khusus dengan mudah ditentukan. Jika nilai = 0 lalu = dan bila = 0 lalu = ,maka garis ini disebut sebagai garis beban sebab garis ini bergantung pada nilai beban dan sumber bukan pada transistor.Jika pada beberapa kondisi output tertentu akan dihasilkan oleh transistor maka arus akan berada pada garis beban pada karakteristik transistor. Oleh sebab itu, kondisi yang dinginkan harus terletak di antara titik-titik yang diberi tanda ( X ) pada gambar 4.2. Sinyal-sinyal output dapat bervariasi pada masing-masing kedua arah, sebuah titik kerja yang jelas yaitu titik awal mulai dari variasi sinyal-sinyal ( pada gambar 4.2 ditandai dengan Q ).Dimana Q adalah titik tengah antara kedua titik X yang menggunakan sinyal sinusoidal pada arus basis akan memvariasikan titik kerja dan sebagai akibatnya,maka nilai juga akan bervariasi.

Gambar 4.2 Titik Kerja Transistor

4. PROSEDUR PERCOBAAN1. Buatlah rangkaian seperti gambar 4.3 berikut :

Gambar 4.3. Rangkaian Transistor Sebagai Amplifier

2. Matikan generator sinyal untuk sementara.3. Hidupkan catu daya minimumkan bias control (potensiometer 10K). Baca harga dan . Petakan sebagai titik pada kertas grafik karakteristik transistor. Titik tersebut adalah salah satu dari titik beban.4. Atur potensiometer 10K sehingga arus basis sebesar 10 A. Catat harga dan . Harga-harga ini adalah harga titik kerja 5.

Petakan karakteristik I/ V transistor.6.

Variasikan arus basis menjadi 5A dan 15A. Untuk masing-masing harga arus basis petakan nilai yang diperoleh. Semua titik-titik ini harus terletak pada garis lurus (garis beban).7.

Atur arus basis menjadi 10A kembali. Hidupkan sinyal generator dan atur untuk menghasilkan sinyal 1 V pada 1 KHz. Gunakan osiloskop untuk mengamati bentuk gelombang input dari sinyal generator dan bentuk gelombang output pada kolektor transistor. Gambarkan kedua bentuk gelombang tersebut.8. Atur potensiometer ke posisi minimum dan gambarkan bentuk gelombang output.9. Kemudian atur posisi maksimum dan catat pula bentuk gelombang output.

PERCOBAAN VKARAKTERISTIK FET ( FIELD EFFECT TRANSISTOR )

1.TUJUAN PERCOBAANMempelajari sifat-sifat dari FET

2.DAFTAR ALAT DAN KOMPONEN 2.1. Modul BEE 422C2.2. Power Supply2.3. Multimeter1.4 Jumper

3. DASAR TEORIFET merupakan salah satu piranti semikonduktor yang juga memiliki tiga terminal seperti halnya transistor. Sama halnya dengan transistor bipolar, yang memungkinkan sinyal kecil (baik arus maupun tegangan) untuk membangkitkan atau mengendalikan sinyal besar pada output. Hal ini pun sama pada FET. Tapi apakah semua jenis FET akan sama seperti itu, hal inilah yang membedakan FET dengan transistor bipolar, apakah FET dikendalikan oleh sinyal tegangan pada Gate, tanpa arus yang mengalir memalui Gate (selain daripada arus bocor yang kecil dan mungkin arus kapasitansi ). Nama-nama terminal pada transistor bipolar tidak sama dengan FET, jadi digunakan istilah lain. Adapun hubungan antara terminal FET dan bipolar adalah:

FETBipolar

SourceGateDrainEmitterBasisKolektor

JFETJunction Field Effect Transistor(JFET) adalah tipe paling sederhana daritransistor efek medan. Ini dapat digunakan sebagai sebuahsakelarterkendali elektronik atau resistansi terkendali tegangan.Simbol JFET

MOSFETMetal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(MOSFET) adalah salah satu jenistransistor efek medan. Prinsip dasar perangkat ini pertama kali diusulkan olehJulius Edgar Lilienfeldpada tahun1925. MOSFET mencakup kanal dari bahan semikonduktor tipe-Ndantipe-P, dan disebut NMOSFET atau PMOSFET (juga biasa nMOS, pMOS). Ini adalah transistor yang paling umum padasirkuit digitalmaupunanalog, namuntransistor sambungan dwikutubpada satu waktu lebih umum.Simbol MOSFET

4. PROSEDUR PERCOBAANa. Percobaan 1 : Karakteristik DC dari JFET Tipe-N1. Aturlah kedua pengontrol berlawanan dengan jarum jam (pada set minimum).2. Buatlah rangkian seperti gambar 5.1. Periksa kembali bahwa pengotrol benar-benar pada keadaan minimum, kemudian hidupkan switch pada posisi ON.

Gambar 5.1. Rangkaian JFET Tipe-N3. Isi Data pada Tabel 5.14. Buat VGS pada posisi 0 Volt, aturlah VDS pada 0 V; 0,5 V; 1 V; 2 V; 5 V; 8 V; 10 V untuk setiap percobaan.5. Untuk setiap harga VDS tadi amati dan catatlah harga ID.6. Ulangi percobaan ini dengan harga VGS.7. Buatlah tabel dari hasil yang didapat dan gambarlah pula terhadap untuk harga = 10 Volt.8. Hubungkan amperemeter pada skala A secara seri pada gate. Ukurlah arus yang melewati gate ada percobaan tersebut.

b. Percobaan 2 : Karakteristik DC Dari JFET Tipe-PPercobaan ini hampir sama dengan percobaan 1, tetapi polaritasnya yang diubah, perhatikan gambar 5.2 berikut;Gambar 5. 2 Rangkaian JFET Tipe-P

c. Percobaan 3 : Karateristik DC MOSFET Tipe NPercobaan ini menyerupai percobaan 1, tetapi kali ini gate dan drain memerlukan tegangan yang positif dari sumber, perhatikan gambar 5.3 berikut. Catat dan isilah pada tabel 5.2.

Gambar 5.3 Rangkaian MOSFET Tipe-NSebagai contoh bahwa hasil yang akan didapatkan akan berbeda dengan percobaan 1. Dalam hal ini tidak ada arus yang mengalir, sehingga tegangan positif akan terdapat pada gate. Sebuah MOSFET dirancang sehingga arus tidak mengalir sampai tegangan positif terdapat pada gate. Hal ini yang disebut dengan Enhancement-type. Terdapat pula MOSFET dengan Depletion-type dimana dioperasikan dengan tegangan yang bervariasi pada gate termasuk harga-harga yang mendekati nol.Arus gate pada MOSFET lebih stabil daripada arus bias pada JFET,kemudian jika sebelumnya masih terdapat arus bocor gate,tapi kali ini tidak terdapat lagi.5. DATA HASIL PERCOBAAN

A. Karakteristik DC Dari JFET Tipe-N

VGS (Volt)Vds (mV)

VGS (Volt)Vds (V)

1M750K600K500K400K300K200K

0%

10%

25%

40%

60%

75%

90%

100%

Tabel 5.1 JFET Tipe N

B. Karakteristik DC Dari MOSFET Tipe-N

VGS (Volt)Vds (mV)

VGS (Volt)Vds (V)

1M750K600K500K400K300K200K

0%

10%

25%

40%

60%

75%

90%

100%

Tabel 5.2 MOSFET Tipe-N

PERCOBAAN VITRIAC

1.TUJUAN PERCOBAAN1.1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan TRIAC1.2. Untuk mengetahui karakteristik dan prinsip kerja TRIAC1.3. Untuk membuktikan fungsi TRIAC

2.DAFTAR ALAT DAN KOMPONEN2.1. Modul BEE 422D 2.2. Multimeter 2.3. AC Power Supply PS 4432.4. Power Supply

3. DASAR TEORI3.1. Definisi TRIACThyristortermasuk jenis semikonduktor. Kata Thyristor diambil dari bahasa yunani yang berarti pintu. Fungsi utama Thyristoradalah sebagai saklar.Thyristoryang sering dipakai ada tiga, yaituSCR,DIAC, danTRIAC.

SCR kepanjangan dariSiliconControlledRectifier.SCR berfungsi sebagai saklar arus searah. Struktur SCR terbentuk dari dua buah junction PNP dan NPN.DIACkepanjangan dariDiodeAlternatingCurrent.DIAC tersusun dari dua buah dioda PN dan NP yang disusun berlawanan arah.DIACmemerlukan tegangan breakdown yang relatif tinggi untuk dapat menembusnya. Karena karakteristik inilahDIACumumnya dipakai untuk memberi trigger padaTRIAC.TRIAC kepanjangan dari Triode Alternating Current. TRIAC dapat digambarkan sepertiSCRyang disusun bolak-balik. TRIACdapat melewatkan arus bolak-balik. Dalam pemakaiannyaTRIACdigunakan sebagaisaklar AC tegangan tinggi(diatas 100Volt).TRIACbisa juga disebut SCR bi-directional. Untuk memberi trigger pada TRIAC dibutuhkan DIACsebagai pengatur level tegangan yang masuk. TRIAC merupakan komponen semikonduktor yang tersusun atas diode empat lapis berstruktur p-n-p-n dengan tiga p-n junction. TRIAC memiliki tiga buah elektrode, yaitu : gate, MT1, MT2. TRIAC biasanya digunakan sebagai pengendali dua arah (bi-directional).

Gambar 6.3 Bentuk Fisik dan Simbol TRIAC

3.2. Prinsip Kerja TRIACTRIAC akan tersambung (on) ketika berada di quadran I yaitu saat arus positif kecil melewati terminal gate ke MT1, dan polaritas MT2 lebih tinggi dari MT1, saat TRIAC terhubung dan rangkaian gate tidak memegang kendali, maka TRIAC tetap tersambung selama polaritas MT2 tetap lebih tinggi dari MT1 dan arus yang mengalir lebih besar dari arus genggamnya (holding current/Ih), dan TRIAC juga akan tersambung saat arus negatif melewati terminal gate ke MT1, dan polaritas MT1 lebih tinggi dari MT2, dan TRIAC akan tetap terhubung walaupun rangkaian gate tidak memegang kendali selama polaritas MT1 lebih tinggi dari MT2. Selain dengan cara memberi pemicuan melalui teminal gate, TRIAC juga dapat dibuat tersambung (on) dengan cara memberikan tegangan yang tinggi sehingga melampaui tegangan breakover-nya terhadap terminal MT1 dan MT2, namun cara ini tidak diizinkan karena dapat menyebabkan TRIAC akan rusak. Pada saat TRIAC tersambung (on) maka tegangan jatuh maju antara terminal MT1 dan MT2 sangatlah kecil yaitu berkisar antara 0.5 volt sampai dengan 2 volt.

Gambar 6.4 Kurva Karakteristik TRIAC

4. PROSEDUR PERCOBAAN

Percobaan 1 Pengujian DC 1. Hubungkan TRIAC seperti gambar 6.5. Perhatikan bahwa terminal M1 dihubungkan ke 15 V agar suplai ke rangkaian dapat mensuplai M2 dan gate dapat dibuat 15 Volt positif atau negatif dengan mengacu pada M1. Sebelum menghubungkannya, atur potensiometer 2,2 k ke 0. Mulai dengan menghubungkan keduanya ke + 30 volt.

Gambar 6.5. Rangkaian Pengujian DC2. Siapkan tabel 6.1 3. Putar potensiometer, perhatikan pembacaan arus gerbang, catat nilai yang dicapai sesaat sebelum lampu menyala pada baris pertama tabel.4. Reset (kembalikan posisi) potensiometer kembali ke nol, putuskan hubungan kedua suplai, kemudian hubungkan kembali lampu seperti sebelumnya.5. Hubungkan potensiometer ke 0 V ( -15 ke M1) dan kembali lampu seperti sebelumnya dan balik polaritas multimeter yang mengukur Ig.6. Ulangi percobaan sesuai dengan nilai negatif dari arus gerbang sesaat sebelum konduksi. Hasil anda akan memperlihatkan bahwa TRIAC akan berkonduksi dengan arah yang sesuai dengan sinyal gerbang yang diaplikasikan dengan cara yang sama dengan SCR.

Percobaan 2 kontrol On-Off pada beban AC Menggunakan TRIAC :1. Atur arus gerbang ke 0. Putuskan hubungan lampu dari suplai dan hubungkan kembali ke 20 volt AC, gambar 6.6 ( jika suplai di switch menggunakan PS 443, pilih tegangan yang tetap sebelum dihubungkan ). Lihat gambar 6.6.

Gambar 6.6 Rangkaian Kontrol ON OFF pada Beban AC TRIAC

2. Siapkan tabel 6.2 3. Naikkan arus gerbang sampai lampu menyala,kemudian kurangi lagi.Catat bahwa lampu akan padam,hal ini berbeda dengan pengujian AC ,alasannya adalah bahwa dua kali dalam tiap cycle suplai tegangan dan arus melalui nol.Jika arus gerbang tidak cocok untuk mengulang konduksi selama setengah cycle berikutnya,rangkaian arus beban akan diblok TRIAC.4. Naikkan secara perlahan arus gate sampai lampu menyala.gunakan osiloskop menguji bentuk gelombang tegangan yang melintasi TRIAC. Jelaskan observasi anda.TRIAC sering digunakan dengan sinyal gerbang yang digantikan dengan polaritas yang sama sebagai suplai utama. Pemutusan suplai gate, switch multimeter untuk membaca AC dan hubungkan potensiometer ke suplai AC. Perhatikan bahwa dengan pengaturan ini dimungkinkan untuk melihat range batas dan kontrol kontinu cahaya lampu walaupun hal ini tidak kontinu di atas titik dimana firing (penyulutan) menempati lebih dari 90% dalam half cycle.


a. Data Pengujian TRIAC pada arus DCV Suplai Beban ke Terminal M2 (V)V Suplai Beban ke Terminal M1(V)Arus Gerbang (mA)Keterangan

R = ... R = ...

Gambar 6.1 Data Pengujian TRIAC pada arus DC

b. Data Pengujian TRIAC pada arus ACV Suplai Beban ke Terminal M2 (V)V Suplai Beban ke Terminal M1(V)Arus Gerbang (mA)Keterangan

R = ... R = ...

Gambar 6.2 Data Pengujian TRIAC pada arus ACLaboratorium Dasar Elektronika dan Rangkaian Listrik 17

VbeIbOutputRInputTR NPNQVccRLIcXlblblblblbVceVccTitik Kerja Transistor

Modul Praktikum de New

Documents

Transcript of Modul Praktikum de New