P5 K5.docx

36
BAB VI PERCOBAAN 5 PENGUAT KOLEKTOR BERSAMA 6.1 Tujuan 1. Mengenal sifat-sifat yang dimiliki penguat kolektor bersama 2. Dapat merangkai rangkaian kolektor bersama 3. Mengenal fungsi dari Amplitudo dan RL pada rangkaian penguat kolektor bersama 6.2 Alat dan Bahan 1. Audio Generator 013 GW Model GAG – 808G 2. Kenwood 20 Mhz Osiloscope CS-4125 3. Digital Multimeter DT 9205A 4. Regulated DC Power Supply Digital 5. Resistor 6. Kapasitor 7. Transistor

description

praktikum eldas

Transcript of P5 K5.docx

BAB VIPERCOBAAN 5PENGUAT KOLEKTOR BERSAMA

6.1 Tujuan1. Mengenal sifat-sifat yang dimiliki penguat kolektor bersama2. Dapat merangkai rangkaian kolektor bersama3. Mengenal fungsi dari Amplitudo dan RL pada rangkaian penguat kolektor bersama

6.2 Alat dan Bahan1. Audio Generator 013 GW Model GAG 808G2. Kenwood 20 Mhz Osiloscope CS-41253. Digital Multimeter DT 9205A4. Regulated DC Power Supply Digital5. Resistor6. Kapasitor7. Transistor

6.3 Gambar Rangkaian

Gambar 6.1 Gambar Rangkaian Penguat Kolektor Bersama

Keterangan :R1 = 56 K C1 = C2 =100 FR2 = 10 K C3 = 33 FR3 = 1,5 K Rc = 100 K Re = 2,2 K RL = 1,5K; 4,7K; 2K

6.4 Langkah Percobaan1. Merangkai rangkaian seperti gambar rangkaian kolektor bersama di atas.2. Menyambungkan hambatan Re dengan sumber tegangan +12 Volt3. Mengkalibrasikan osiloskop yang tersedia.4. Mengukur tegangan masukan di Rs dan ukur tegangan keluaran pada RL menggunakan osiloskop.5. Mengamati dan gambar gelombang yang keluar di Rs dan juga variasi RL pada osiloskop.6. Mencatat hasil pengamatan pada osiloskop.7. Mengulangi dari langkah awal sampai langkah 5 dengan mengganti Rs menggunakan variasi hambatan 1,5 k; 4,7 k; dan 2 k.

6.5 Data PercobaanTabel 6.1 Data PercobaanNoFARd Vi RlVo

11 KKiri1,5 KA = 0,5; T = 2V/Div = 1 VT/Div = 1 ms1,5 KAt

A = 0,5; T = 1V/Div = 0,5 VT/Div = 1 ms

21 KAtas1,5 KA = 1,25; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms1,5 KAt

A = 0,4; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms

31 KKanan1,5 KA = 2,1; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms1,5 KAt

A = 0,6; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms

47,5 KKiri1,5 KA = 1,4; T = 2,2V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s2 KAt

A = 1; T = 2,5V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s

57,5 KAtas1,5 KA = 1,2; T = 2,5V/Div = 2 VT/Div = 50 s2 KAt

A = 0,9; T = 2,5V/Div = 1 VT/Div = 50 s

67,5 KKanan1,5 KA = 1; T = 2,7V/Div = 5 VT/Div = 50 s2 KAt

A = 1; T =2,7V/Div = 1 VT/Div = 50 s

74KKiri1,5 KA = 2; T = 4,5V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s4,7 KAt

A = 0,3; T = 5V/Div = 1 VT/Div = 50 s

84KAtas1,5 KA = 4; T = 4,5V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s 4,7 KAt

A = 1; T = 4,8V/Div = 0,2 VT/Div = 50 s

94KKanan1,5 KA = 3,5; T = 4,8V/Div = 1 VT/Div = 50 s 4,7 KAt

A = 2; T = 5V/Div = 0,2 VT/Div = 50 s

6.6 Analisa dan Pembahasan6.6.1 Teori SingkatTransistor adalah komponen aktif tiga terminal disebut transistor persambungan bipolar (BJT). Ketiga terminal tersebut adalah Basis (B), Kolektor (C) dan Emitor (E). Terdapat dua jenis konstruksi dasar BJT (Bipolar Junction Transistor), yaitu jenis n-p-n dan jenis p-n-p dan dibuat dua buah bahan semikonduktor dengan dua tipe berbeda (semi konduktor tipe n dan semi konduktor tipe p) yang disusun demikian sehingga tipe n mengapit tipe p atau sebaliknya. Apabila semi konduktor tipe n yang mengapit tipe p maka disebut transistor NPN, dan sebaliknya apabila semi konduktor tipe p yang mengapit tipe n maka disebut transistor PNP.

Gambar 6.2 Struktur Fisis Transistor tipe NPN

Gambar 6.3 Struktur Fisis Transistor tipe PNP

Kaki-kaki pada transistor :Emiter:Pemancar muatanColector:Pengumpul muatanBasis:Pengendali

(a) (b)Gambar 6.4 Representasi rangkaian dari tipe transistor (a) PNP; (b) NPNDalam percobaan ini digunakan transistor NPN seri 9013. Agar dapat bekerja sebagai penguat maka transistor harus dipasang pada daerah aktif. Sedangkan jenis penguat yang digunakan pada transistor bergantung pada konfigurasi pemasangannya. Sebagaimana kita ketahui, ada tiga jenis konfigurasi transistor sebagai berikut:1. Transistor dengan konfigurasi basis bersama (CB)Pada konfigurasi ini dapat diketahui dengan melihat basis sebagai acuan tegangan atau basis yang diketanahkan. Sebagai masukan adalah emitter, dan sebagai keluaran adalah kolektor.2. Transistor dengan konfigurasi emitter bersama (CE)Dalam hal ini emitor sebagai acuan tegangan atau yang diketanahkan, sementara sebagai masukan adalah basis, dan sebagai keluaran adalah kolektor.

3. Transistor dengan konfigurasi kolektor bersama (CC)Dengan kolektor sebagai ground (dketanahkan). Masukan adalah basis, dan keluaran adalah emitter.Dari ilustrasi tersebut, dapat disimpulkan bahwa transistor dapat kita rangkai menjadi 3 jenis penguat, yaitu penguat emitor ditanahkan (common emitter), penguat basis ditanahkan (common base), dan penguat pengikut colector (common collector). Dalam laporan ini akan dikaji tentang penguat common collector atau lebih dikenal dengan penguat CC.Secara umum penguat (amplifier) dapat dikelompokkan menjadi 4 (empat), yaitu penguat tegangan, penguat arus penguat transresistans, dan penguat transkonduktans. Pada dasarnya kerja sebuah penguat adalah mengambil masukan (input), mengolahnya dan menghasilkan keluaran (output) yang besarnya sebanding dengan masukan.

Gambar 6.5 Rangkaian Penguat CC

Persamaan yang terdapat pada transistor penguat CC adalah sebagai berikut:Karena dan sehingga:

Nilai Vo dapat dirumuskan:.

Karena

Maka Vo dapat dirumuskan:

Sedang untuk tegangan masukan dapat dirumuskan:

Atau:

Untuk tegangan keluaran dapat dirumuskan:

Atau:

Dan untuk Nilai kenaikan arus dapat dihitung melalui persamaan:

Atau:

6.6.2 Gambar Rangkaian Penguat CC

Gambar 6.6 Gambar Rangkaian Penguat Kolektor Bersama

Gambar Untaian Hybrid Penguat CC

Gambar 6.7 Gambar Untaian Hybrid Penguat CC

6.6.3 Perhitungan tanpa Hybrid6.6.3.1 Variasi R 1,5 K

Tabel 6.2 Tabel Perhitungan tanpa Hybrid variasi R 1,5 K FARdViRLVout

1 KKiri1,5 KA = 0,5; T = 2V/Div = 1 VT/Div = 1 ms1,5 KAt

A = 0,5; T = 1V/Div = 0,5 VT/Div = 1 ms

1 KAtas1,5 KA = 1,25; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms1,5 KAt

A = 0,4; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms

1 KKanan1,5 KA = 2,1; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms1,5 KAt

A = 0,6; T = 1V/Div = 1 VT/Div = 1 ms

Contoh Perhitungan Amplitudo Kiri :

Ve = Vb Ve = 1,818 0,7 = 1,118

Zi = R1 // R2 // (Re // Rc)

Zi = 33,502

Dari hasil perhitungan Av, Ai, Zi, dan Zo pada perhitungan tanpa Hybrid dengan RL = 1,5 K Ohm untuk Amplitudo atas, kanan, kiri. Akan menghasilkan seperti tabel di bawah ini :

Tabel 6.3 Tabel Perhitungan tanpa Hybrid variasi R 1,5 K AmplitudoAvAiZiZo

Kiri10,3433,50249.203

Atas0,320,2233,50249,19

Kanan0,290,1933,50249,19

Dari tabel di atas ditemukan nilai Av dan Ai berbeda pada tiap amplitudo, nilai Zi dan Zo hampir sama pada semua variabel amplitudo. Amplitudo berpengaruh dalam nilai Ai dan Av, semakin besar amplitudo semakin kecil nilai Ai dan Av. Sehingga dapat dikatakan nilai Ai dan Av pada transistor konfigurasi CC berbanding terbalik terhadap kenaikan nilai amplitudo.

6.6.3.2 Variasi R 2K

Tabel 6.4 Tabel Perhitungan tanpa Hybrid variasi R 2K FARdViRLVout

7,5 KKiri1,5 KA = 1,4; T = 2,2V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s2 KAt

A = 1; T = 2,5V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s

7,5 KAtas1,5 KA = 1,2; T = 2,5V/Div = 2 VT/Div = 50 s2 KAt

A = 0,9; T = 2,5V/Div = 1 VT/Div = 50 s

7,5 KKanan1,5 KA = 1; T = 2,7V/Div = 5 VT/Div = 50 s2 KAt

A = 1; T =2,7V/Div = 1 VT/Div = 50 s

Contoh Perhitungan Amplitudo Atas :

Ve = Vb Ve = 1,818 0,7 = 1,118

Zi = R1 // R2 // (Re // Rc)

Zi = 33,502

Dari hasil perhitungan Av, Ai, Zi, dan Zo pada perhitungan tanpa Hybrid dengan RL = 2 K Ohm untuk Amplitudo atas, kanan, kiri. Akan menghasilkan seperti tabel di bawah ini :

Tabel 6.5 Tabel Perhitungan tanpa Hybrid variasi R 2K AmplitudoAvAiZi ()Zo ()

Kiri0,7140,48633,5024,19

Atas0,3750,25533,5024,19

Kanan0,2000,13633,5024,19

Dari tabel di atas ditemukan nilai Av dan Ai berbeda pada tiap amplitudo, nilai Zi dan Zo sama pada semua variabel amplitudo. Amplitudo berpengaruh dalam nilai Ai dan Av, semakin besar amplitudo semakin kecil nilai Ai dan Av. Sehingga dapat dikatakan nilai Ai dan Av pada transistor konfigurasi CC berbanding terbalik terhadap kenaikan nilai amplitudo.

6.6.3.3 Variasi R 4,7K

Tabel 6.6 Tabel Perhitungan tanpa Hybrid variasi R 4,7K FARdViRLVout

4KKiri1,5 KA = 2; T = 4,5V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s4,7 KAt

A = 0,3; T = 5V/Div = 1 VT/Div = 50 s

4KAtas1,5 KA = 4; T = 4,5V/Div = 0,5 VT/Div = 50 s 4,7 KAt

A = 1; T = 4,8V/Div = 0,2 VT/Div = 50 s

4KKanan1,5 KA = 3,5; T = 4,8V/Div = 1 VT/Div = 50 s 4,7 KAt

A = 2; T = 5V/Div = 0,2 VT/Div = 50 s

Contoh Perhitungan Amplitudo Kanan :

Ve = Vb Ve = 1,818 0,7 = 1,118

Zi = R1 // R2 // (Re // Rc)

Zi = 33,502

Dari hasil perhitungan Av, Ai, Zi, dan Zo pada perhitungan tanpa Hybrid dengan RL = 2 K Ohm untuk Amplitudo atas, kanan, kiri. Akan menghasilkan seperti tabel di bawah ini :

Tabel 6.7 Tabel Perhitungan tanpa Hybrid variasi R 4,7K AmplitudoAvAiZi ()Zo ()

Kiri0,3000,20433,5024,19

Atas0,1000,06833,5024,19

Kanan0,1140,07733,5024,19

Dari tabel di atas ditemukan nilai Av dan Ai berbeda pada tiap amplitudo, nilai Zi dan Zo sama pada semua variabel amplitudo. Amplitudo berpengaruh dalam nilai Ai dan Av, semakin besar amplitudo semakin kecil nilai Ai dan Av. Sehingga dapat dikatakan nilai Ai dan Av pada transistor konfigurasi CC berbanding terbalik terhadap kenaikan nilai amplitudo.

6.6.4Perhitungan dengan Hybrid

Mencari Ai:Vo = IL. RL ' = - Io. RL ' (IL = - Io)(1)Io = hoe Vo + hfe Ii (2)

Persamaan (1) masuk (2):Io = hoe (-Io RL ') + hfe Iihfe Ii = Io (1+ hoe RL)

Sehingga:

Mencari Av:Vi = hieIi + hreVCE atau Vi = hieIi + hreVo(3)

Persamaan (1) masuk (2):

- hoeVo hfeIi = 0

Vo (hoe + ) = -hfeIi

Ii = ...(4)

Persamaan (4) masuk (5):

Vi = hie{}+ hreVo

Vi = hre.Vo -

Jadi, Av = = dengan RL ' = 530,17 Av = ( AI x RL) / Ri

Mencari Zo:Zo = Zi = hic -

Pada Percobaan diketahui:R1 = 56 K hic = 2K ohmR2 = 10 K hfc = -64R3 = 1,5K hrc = 1Rc = 100K hoc = 25 F/VRe = 2,2 K hfe = 64RL = 1,5K; 4,7K; 2K

6.6.4.1 Variasi R 1,5K Mencari Ai

Mencari Av

Mencari Zi ()

Mencari Zo ()

6.6.4.2 Variasi R 2K Mencari Ai

Mencari Av

Mencari Zi ()

Mencari Zo ()

6.6.4.3 Variasi R 4,7K Mencari Ai

Mencari Av

Mencari Zi ()

Mencari Zo ()

6.6.5 Perbandingan Perhitungan antara Hybrid dengan tanpa HybridTabel 6.8 Tabel Perbandingan Perhitungan Hybrid dengan tanpa HybridRlPerubahanTanpa hybridDengan Hybrid

KiriAtasKanan

1,5KAv10,320,280,966

Ai0,340,210,1962,59

Zi ()33,50233,50233,50258,33 K

Zo ()49,2049,1949,1946,82

2KAv0,710,370,200,97

Ai0,480,250,1362,36

Zi ()33,50233,50233,50267,29 K

Zo ()49,1949,1949,1946,82

4,7KAv0,30,10,1140,98

Ai0,20,060,0761,68

Zi ()33,50233,50233,50294,40 K

Zo ()49,1949,1949,1946,82

Dari tabel terlihat bahwa semakin meningkatnya Rl maka akan diikuti penurunan nilai Av dan Ai berdasar penghitungan tanpa hybrid. Nilai Av dan Ai juga terus menurun seiring naiknya amplitudo.

6.7 Kesimpulan1 Penguat kolektor bersama (CC) memiliki AI yang besar, sehingga cocok digunakan untuk penguat arus.2 Kenaikan nilai amplitudo berbanding terbalik terhadap nilai kenaikan tegangan Av dan nilai kenaikan arus Ai.3 Perbedaan penghitungan dengan hybrid maupun tanpa hybrid dapat diakibatkan oleh kesalahan pengukuran, rugi-rugi listrik, serta kekurang telitian dalam pengukuran dan penghitungan.

P

N

N

Emiter

Basis

Kolektor

E

C

B

JE

JC

N

P

P

Emiter

Basis

Kolektor

E

C

B

JE

JC

+

-

hioVo

hoiii

hii

hoo

ii

io

Vi

Vo