MODUL Praktikum RE 2012 Bagian I

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKRONIKA

DEPARTEMEN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2012

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika MODUL I DIODA SEMIKONDUKTOR DAN APLIKASINYA

1. RANGKAIAN PENYEARAH & FILTER

A. TUJUAN PERCOBAAN Mengamati dan memahami cara kerja beberapa rangkaian dioda sebagai penyearah.

B. TEORIPenyearah setengah gelombang adalah rangkaian yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC berdenyut. Sumber tegangan AC yang biasa digunakan adalah transformator penurun tegangan (step down). Pada siklus positif dari tegangan masukan, dioda akan dibias maju (forward bias) dan pada siklus negatif dari tegangan masukan, dioda akan dibias mundur (reverse bias).(pake AC)

Gambar 1.1. Rangkaian penyearah setengah gelombang

Tegangan yang muncul di R1 merupakan tegangan DC berdenyut yang memiliki nilai efektif Vrms =

VM untuk VM = tegangan maksimum. 2

Gambar 1.2 menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh. Pada siklus positif tegangan masukan, D2 dan D3 dibias maju dan selama siklus negatif, dioda D1 dan D4 dibias maju. Arus yang mengalir melalui tahanan beban memiliki arah yang sama kedua setengah siklus tersebut.

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika

Gambar 1.2. Rangkaian penyearah gelombang penuh. Rangkaian filter digunakan untuk mengubah sinyal keluaran penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh menjadi tegangan DC yang memiliki ripple kecil. Hal ini dapat diterapkan pada rangkaian sebelumnya dengan menambahkan komponen berupa kapasitor yang dapat menyimpan muatan ketika potensial naik dan melepaskan muatan pada saat potensial turun. (R1

220 ohm)

Gambar 1.3. Rangkaian penyearah dengan filter C

C. Percobaan 1A. Penyearah Setengah Gelombang

Alat dan Bahan : 1 buah transformator step down 1 buah dioda (1N4002 / 1N4007 / 1N4148) 1 buah resistor (10K) 1 unit osiloskop Hameg HM303-6 + probe


Unjuk Kerja :1. Ukur tegangan puncak-ke-puncak (peak-to-peak) dari kumparan sekunder transformator dengan cara menghubungkan probe negatif dari osiloskop ke terminal 0 Volt dan probe positif ke terminal 12 Volt. Atur terlebih dahulu tombol input coupling dari osiloskop (gambar 1.4 tombol no. 29) ke posisi AC.

Gambar 1.4 Tombol input coupling dari osiloskop Hameg HM303-6 Bandingkanlah hasil pembacaan osiloskop dengan rating yang tertera pada transformator. Apakah keduanya menunjukkan perbedaan ? Mengapa hal itu dapat terjadi ? Lalu jenis tegangan apakah yang dibaca oleh osiloskop dan jenis tegangan apakah yang tertera pada transformator ? 2. Susun dioda dan resistor seperti gambar 1.1 lalu hubungkan rangkaian tersebut ke terminal transformator yang terdapat pada panel praktikum. 3. Ukurlah tegangan maksimum dari output rangkaian penyearah, yakni tegangan antara titik 2 dan 3 pada gambar 1.1 dengan input coupling dari osiloskop pada posisi DC.

Percobaan 1B. Penyearah Gelombang Penuh

Alat dan Bahan : 1 buah transformator step down 4 buah dioda (1N4002 / 1N4007 / 1N4148) 1 buah resistor (10K) 1 unit osiloskop Hameg HM303-6 + probe

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 ElektronikaUnjuk Kerja : 1. Ulangi langkah 1 dari percobaan 1A. 2. Susun keempat dioda dan resistor seperti gambar 1.2 lalu hubungkan rangkaian tersebut ke terminal transformator yang terdapat pada panel praktikum. 3. Ukurlah tegangan maksimum dari output rangkaian penyearah, yakni tegangan antara titik 2 dan 0 pada gambar 1.2 dengan input coupling dari osiloskop pada posisi DC.

Percobaan 1C. Penyearah Gelombang Penuh dengan Filter Kapasitor

Alat dan Bahan : 1 buah transformator step down 4 buah dioda (1N4002 / 1N4007 / 1N4148) 1 buah resistor (10K) 2 buah kapasitor berorde mikroFarad 1 unit osiloskop Hameg HM303-6 + probeUnjuk Kerja : 1. Ulangi langkah 1 dari percobaan 1A. 2. Susun keempat dioda, resistor, dan kapasitor berorde mikroFarad ( yang lebih rendah nilai kapasitansinya ) seperti gambar 1.3 lalu hubungkan rangkaian tersebut ke terminal transformator yang terdapat pada panel praktikum. Biasanya kapasitor yang dipakai merupakan kapasitor elektrolit. Perhatikan polaritas dari kapasitor yang bersangkutan. Jangan sampai terbalik polaritasnya !!! 3. Ukurlah tegangan maksimum dari output rangkaian penyearah, yakni tegangan antara titik 2 dan 0 pada gambar 1.3 dengan input coupling dari osiloskop pada posisi DC. 4. Ubahlah input coupling dari osiloskop menjadi AC, lalu ukurlah tegangan peak-to-peak dari output rangkaian penyearah. Tegangan yang terukur disini adalah tegangan ripple dari rangkaian penyearah yang bersangkutan. 5. Ulangi langkah 2 dengan menggunakan kapasitor berorde mikroFarad ( yang lebih tinggi nilai kapasitansinya ). 6. Ulangi langkah 3 dan 4.

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika 2. PENJEPIT TEGANGAN (CLAMPING CIRCUIT)TUJUAN PERCOBAAN Mengamati dan memahami cara kerja beberapa rangkaian dioda sebagai penjepit tegangan.

TEORI Penjepit tegangan adalah rangkaian yang inputnya berupa gelombang dan bentukvoutputnya sama dengan input namun tegangannya dijepit pada polaritas yang ditentukan. Gambar 2.1 menunjukkan gelombang pada ujung negatif dijepit menjadi nol sehingga menghasilkan output yang positif murni dan gambar 2.2 menunjukkan gelombang pada ujung positif dijepit menjadi nol sehingga menghasilkan output yang negatif murni.

JALAN PERCOBAAN 1. Susun rangkaian seperti gambar 2.1 2. Ukur tegangan peak-to peak VA dan VB dengan osiloskop dan gambar bentuk gelombangnya. 3. Ulangi prosedur 1 dan 2 untuk rangkaian gambar 2.2 dan 2.3. R1

VDC

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika 3. RANGKAIAN PEMOTONG TEGANGAN (CLIPPER CIRCUIT)TUJUAN PERCOBAAN Mengamati dan memahami cara kerja beberapa rangkaian dioda sebagai pemotong tegangan.

TEORI Pemotong tegangan adalah rangkaian yang inputnya berupa gelombang dan bentuk sinyal outputnya sama dengan sinyal input namun tegangannya dipotong, dimana sinyalnya berada diatas atau dibawah suatu level tegangan yang dijadikan referensi. Gambar 3.1. menunjukkan gelombang pada bagian atas level tegangan yang dijadikan referensi dipotong sehingga outputnya hanya gelombang yang berada di bagian bawah level tegangan referensi. Sedangkan pada gambar 3.2. menunjukkan gelombang pada bagian bawah level tegangan yang dijadikan referensi dipotong sehingga outputnya hanya gelombang yang berada di bagian atas level tegangan referensi.

Gambar 3.1. Clipping Sinyal di Atas Level Tegangan Referensi


Gambar 3.2. Clipping Sinyal di Bawah Level Tegangan Referensi

3.3. Rangkaian Clipping


Jalan Percobaan 1. Hubungkan power supply sesuai dengan rangkaian pada gambar 3.3. 2. Ukur tegangan peak-to peak VA dan VB dengan osiloskop dan gambar bentuk gelombangnya. 3. Ulangi prosedur 1 dan 2 untuk nilai VAC yang berbeda-beda. Peralatan Percobaan 1. AC/DC Power Supply 2. Oscilloscope 3. Protoboard Modul 1: Rangkaian Dioda 4. Kabel Penghubung

4. PENGATURAN TEGANGAN (REGULATOR)TUJUAN PERCOBAAN Mengetahui cara kerja suatu pengaturan tegangan. TEORI Pengaturan tegangan dapat dilakukan dengan menggunakan komponen dioda zener yang bekerja pada daerah breakdown dengan karakteristik sebagai berikut: VIN < Vbreakdown menghasilkan VOUT = VIN VIN > Vbreakdown menghasilkan VOUT = Vbreakdown Untuk menetapkan daerah breakdown, dioda zener harus dipasang pada posisi reverse.

Gambar 4.1. Rangkaian pengaturan tegangan dengan zener. (pake zenner ZPD 4,7. R1 10 ohm, R2 10 Kohm)

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 ElektronikaJALAN PERCOBAAN 1. Susun rangkaian seperti pada gambar 3.1. 2. Ukur tegangan pada dioda zener (VZ) dengan voltmeter untuk setiap kenaikan tegangan pada catu daya (VIN). 3. Bandingkan tegangan yang diukur tersebut.

Buatlah dasar teori dengan mengikuti kerangka dasar teori berikut:

Pengertian semikonduktor dan dioda Karakteristik dioda Penjelasan keadaan bias dari dioda (forward, reverse, dan no bias) menggunakan Divais dan Band Diagram Aplikasi dioda Penjelasan Vrms dan Vm Penjelasan rangkaian percobaan dan hasil keluaranya menurut teori Penjelasan dioda zener

Nb : kelengkapan dasar teori menjadi pertimbangan untuk mengikuti praktikum, harap diperhatikan dan dikerjakan sebaik-baiknya

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika MODUL II BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR

TUJUAN PERCOBAAN 1. Memahami prinsip kerja bipolar junction transistor. 2. Mengamati dan memahami DC bias pada transistor. 3. Mengamati dan memahami prinsip kerja transistor bipolar sebagai penguat. 4. Memahami prinsip rangkaian logika melalui BJT

TEORI UMUM Transistor merupakan divais semikonduktor 3 layer yang terdiri dari 2 layer tipe n- dan 1 layer tipe p- (disebut transistor npn) atau 2 layer tipe p- dan 1 layer tipe n- (disebut transistor pnp). BJT (Bipolar Junction Transistor) merupakan jenis transistor yang sering digunakan. Disebut Bipolar karena pengoperasian transistor ini melibatkan hole dan elektron dalam proses kerjanya. Sementara jika hanya melibatkan salah satu carrier (elektron atau hole), maka disebut unipolar. Pada dasarnya transistor bipolar yang digunakan sebagai penguat terdiri dari tiga konfigurasi dasar, yaitu common emitter, common collector, dan common base.


Langkah PercobaanCommon Emitter

Gambar 1. (a) Rangkaian common-emitter,

(b) Rangkaian ekivalen

1. Hubungkan rangkaian penguat CE dengan generator fungsi seperti Gambar 4. Atur agar harga V1 = 10 volt dan frekuensinya = 1 kHz.47k 10k

rg Vg V1

AVA

B CE

1k

Gambar 2. Rangkaian perubahan CE-1 2. Ulangi langkah 1 di atas dengan frekuensi yang berbeda-beda.


Rangkaian logikaSelain untuk rangkaian amplifier, transistor juga biasa digunakan dalam proses switching. Proses switching digunakan pada aplikasi digital, yaitu untuk merangkai gerbang-gerbang logika.

Langkah Percobaan 1. Gerbang NOT

2. Gerbang AND

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika 3. Gerbang OR

4. Gerbang NAND

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika 5. Gerbang NOR

1. Hubungkan Rangkaian Logika NOT seperti Gambar 1 di atas. Perhatikan outputnya (diindikasikan dengan menyala atau tidaknya LED) untuk setiap kombinasi input. 2. Catat hasilnya pada lembar yang telah disediakan. 3. Ulangi langkah tersebut untuk rangkaian AND, OR, NAND, dan NOR.


ALAT YANG DIGUNAKAN Power supply DC, multimeter, oscilloscope, bread board, LED, resistor, BC107.

Buatlah dasar teori dengan mengikuti kerangka dasar teori berikut:

KERANGKA DASAR TEORIDefinisi Bipolar Junction Transistor Penjelasan Band Diagram BJT Prinsip Kerja BJT tipe-PNP dan tipe-NPN Karakteristik dari masing-masing konfigurasi Rangkaian BJT BJT Symbol, Packaging, and Terminal Identification Aplikasi BJT pada Logic Gate (NOT, AND, OR, NAND, NOR) Rangkuman Datasheet BJT BC-107


MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 ElektronikaPERCOBAAN IV

A. OP-AMP Sebagai Peguat TUJUAN PERCOBAAN 1. Mempelajari kerja op-amp sebagai penguat. TEORI UMUM IC 741 adalah salah satu IC yang berfungsi sebagai op-amp. Op-amp yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut : 1. resistansi input, Ri = 2. resitansi output, Ro = 0 3. tegangan input, Vi = 0 4. arus input, Ii = 0 5. penguatan tegangan, Av = Ada dua jenis penguat op-amp yaitu penguat pembalik dan penguat tak membalik. Langkah Percobaan D. Percobaan penguat pembalik 1. Buat rangkain seperti Gambar 13. 2. Berikan V1 = 10 mVpp dengan frekuensi 100 Hz, R1 = 1K, R2 = 10K 3. Lihat Vo pada oscilloscope, catat nilainya. 4. Ulangi langkah 2 dan 3 dengan R2 = 100K Percobaan penguat tak membalik 1. Buat rangkain seperti pada Gambar 14. 2. Lakukan langkah 2-4 seperti pada percobaan A. R2 R1 V1

+

Vo

Gambar 13. Penguat pembalik

Gambar 14. Penguat tak membalik

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 ElektronikaB. OPAMP Sebagai Pembanding (Komparator) TUJUAN PERCOBAAN 1. Mempelajari kerja Opamp sebagai pembanding TEORI UMUM 1. Tegangan keluaran Op-Amp dapat dinyatakan dengan Persamaan (1) yaitu : Vo=Vd.AOL.(1) dimana : VO = tegangan Output. Vd = selisih tegangan masukan tak membalik dengan masukan membalik AOL= penguatan tegangan rangkaian terbuka. Secara praktis sulit untuk medapatkan nilai Vd, sehingga untuk mengukur tegangan output dapat digunakan rangkaian seperti Gambar 15. Berdasarkan gambar tersebut, besar tegangan output dinyatakan dengan persamaan (2) dan (3). Vo = +Vsat untuk Vi>Vrot(2) Vo = -Vsat untuk Vi fc

Rangkaian Percobaan

C R1

15 V

R

Vin

+

+

15 V

Vout

Gambar 3. Rangkaian Integrator Lengkap

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika Langkah Percobaan1. Buat rangkaian integrator seperti pada gambar 3 dengan R = 1 k nF ; V = 15 volt. 2. Atur generator untuk gelombang persegi dengan V = 1 Vpp dan f = 20 Hz. 3. Amati gelombang input dan outputnya, seperti pada tabel I ; bagaimana amplitudo dan fasanya, catat hasilnya pada lembar data. 4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk frekuensi 14 KHz. 5. Ulangi langkah 2 sampai 4 untuk gelombang segitiga dan sinus. 6. Ubah nilai resistor R1 menjadi 22 k . 7. Ulangi langkah 2 sampai 5. ; R1 = 10 k ; C = 10

DIFFERENSIATOR

TeoriDifferensiator pada gambar 4 adalah rangkaian yang menghasilkan sinyal keluaran yang berupa turunan dari sinyal masukannya; sinyal keluaran tersebut sangat bergantung pada frekuensi sinyal masukan. Tegangan keluaran : Vout

K.

dVin dt

R Vin C

Dengan : K

R.C2.R.C. . f

+

-

Vout

Vout VinFrekuensi transisi :

Pada kurva Gain vs f dapat dilihat :

Gambar 4. Rangkaian Differensiator IdealSINYAL INPUT SINYAL OUTPUT Frek < fc Frek > fc

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 ElektronikaSINYAL INPUT SINYAL OUTPUT

Rangkaian PercobaanR1

15 V

R

C

Vin

+

+

15 V

Vout

Gambar 5. Rangkaian Differensiator Lengkap

Langkah Percobaan1. Buat rangkaian differensiator seperti pada gambar 5 dengan R = 10 k ; C = 100 nF ; V = 15 volt. 2. Atur generator pada gelombang persegi dengan V = 3 Vpp dan frekuensi 10 Hz. 3. Amati gelombang masukan dan keluarannya seperti pada tabel 2. 4. Amati lagi gelombang keluarannya untuk f = 14 kHz. 5. Ulangi langkah 2 sampai 4 untuk gelombang segitiga dan sinus, catat hasilnya pada lembar data. 6. Ubah nilai resistor R menjadi 22 k . 7. Ulangi langkah 2 sampai 5. ; R1 = 100 k

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA Laboratorium 2012 Elektronika Buatlah dasar teori dengan mengikuti kerangka dasar teori berikut:

KERANGKA DASAR TEORIKarakteristik Op amp Simbol dan rangkaian dalam Op amp Jenis-jenis rangkaian Op amp Unity Gain untuk inverting,non inverting,diff,integrator (utama) Kerja rangkaian komparator Tegangan offset opamp Aplikasi Setiap Jenis Rangkaian Opamp


MODUL Praktikum RE 2012 Bagian I

Documents

Transcript of MODUL Praktikum RE 2012 Bagian I