Penguat tegangan bersama(ditanahkan)

12
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA 1 PENGUAT EMITOR DITANAHKAN (COMMON EMITOR) Oleh: I Made Asta Wibawa(0913021098) JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MIPA UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA SINGARAJA 2011

Transcript of Penguat tegangan bersama(ditanahkan)

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA 1

PENGUAT EMITOR DITANAHKAN

(COMMON EMITOR)

Oleh:

I Made Asta Wibawa(0913021098)

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MIPA

UNIVERSITAS PENDIDIKAN GANESHA

SINGARAJA

2011

LAPORAN PERCOBAAN

PENGUAT EMITOR DITANAHKAN

(COMMON EMITOR)

I. Tujuan Percobaan

Adapun tujuan percobaan yang dilakukan adalah sebagai berikut.

1.1 Menentukan titik kerja (Q) dari percobaan yang dilakukan.

1.2 Menentukan besarnya penguatan tegangan (Av) pada frekuensi tertentu.

1.3 Menentukan hubungan antara frekuensi (frekuensi respon penguat) dengan

penguatan tegangan (Av),

II. Landasan Teori

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat,

sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan,

modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Hal Terpenting dari hubungan

transistor common emitter (CE) adalah bagaimana menemukan kurva

karakteristik dari input dan outputnya. Input karakteristik dapat direncanakan

dengan perubahan arus basis IB dan tegangan basis – emitter V BE pada

teganganV CE yang konstan.

IB= f (V BE); VCE= konstan

Pada daerah (kurva) linier diode basis – emitor mendapatkan bias maju,

oleh karena itu input karakteristik pada daerah ini menyerupai dioda yang

mendapatkan bias maju. Jadi untuk mengoperasikan diode emitter-basis pada

konfigurasi CE ini hanya memerlukan arus yang relatif kecil dan tahanan

dinamis diode tersebut jauh lebih besar dari tahanan diode kolektor – basis.

Jika koolektor- basis diberikan reverse-bias kurva karakteristik inputnya akan

bergeser kekanan(gambar1). Untuk mengoperasikan transistor pada daerah

linier dioda kolektor-basis harus mendapatkan reverse-bias dan output

karakteristiknya diperlihatkan pada gambar 2. Setiap kurva karakteristik .

Output digambarkan dengan perubahan VCE dan IC untuk berapa harga IB

yang tetap.

IC=f (VCE); IB= konstan

Gambar 1. Rangkaian Transistor Konfugurasi CE

Pada IB = 0 (basis terbuka) terjadi arus IC, dimana hal ini disebabkan

oleh adanya arus bocor pada kolektor-emitor, arus bocor ini dituliskan sebagai

ICEO. Jika IB bertambah, IC bertambah pula dan perubahan arus IC jauh lebih

besar dari IB nya.

βDC = Ic/IB disebut penguatan DC nya, yaitu merupakan perbandingan dari

arus kolektor IC dan arus basis IB dimana transistor beroperasi.

b

c

I

I

Output karakteristik CE dapat dibagi menjadi 3 bagian :

1. Adalah daerah jenuh dimana IC maksimum pada VCE yang kecil saja.

2. Merupakan bagian linier yaitu daerah operasi normal dari transistor

3. Daerah mati (cut-off) dimana IC mendekati nol untuk berbagai harga VCE

Resistansi dinamik dari output dapat dicari dengan menggunakan gambar di

atas. Resistansi dinamik pada suatu titik merupakan perbandingan dari

perubahan VEB denganperubahan arus IB di sekitar titik tersebut.

Perbandingan antara kuat arus keluaran terhadap kuat arus

masukannya disebut penguatan arus ( ). Perbandingan antara keluaran

tegangan (Vo) terhadap tegangan masukannya (Vi) disebut penguatan

tegangan ( vA ). Tegangan masukan (input) terbesar pada saat penguat

menghasilkan tegangan keluaran tepat akan terpotong/clip disebut kepekaan

tegangan penguat (kepekaan penguat). Penguat tegangan dapat ditentukan

dengan persamaan berikut.

i

o

VV

VA

Dengan VA merupakan penguatan tegangan, oV adalah tegangan keluaran

(output) , dan iV adalah tegangan masukan (input).

III. Alat dan Bahan Percobaan

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah

sebagai berikut.

3.1 Papan rangkaian

3.2 Satu buah Resistor 12 kΩ

3.3 Satu buah Resistor 560 Ω

3.4 Satu buah Resistor 2 k7

3.5 Satu buah Resistor 1 kΩ

3.6 Dua buah Kapasitor 10 μF

3.7 Satu buah Kapasitor 100 μF

3.8 Satu buah transistor

3.9 Multimeter digital

3.10 Osiloskop

3.11 Generator isyarat

3.12 Kabel-kabel penghubung

IV. Langkah-Langkah Percobaan

Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam percobaan ini adalah

sebagai berikut.

4.1 Menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam percobaan.

4.2 Mengukur β transistor dengan menggunakan β–meter atau hFE meter

yang terdapat pada multimeter digital.

4.3 Menyusun rangkaian seperti gambar di bawah ini.

4.4 Tanpa ada isyarat masukan atur pot. R1 agar VCE = 6V. Pada keadaan

ini arus IC dihitung dengan mengukur beda tegangan kedua ujung RC .

4.5 Mengukur VBE dan IB

4.6 Memasukan rangkaian isyarat sinusoida dengan frekuensi 1 kHz, dan

mengatur tegangan isyarat masukan agar isyarat keluaran tidak cacat

bentuknya.

4.7 Mengukur tegangan keluaran isyarat keluaran Vo dan isyarat masukan

Vi dengan osiloskop. Memasang RL = 1kΩ pada keluaran, dan

mengukur Vo, Vi dan mengamati bentuk isyarat.

4.8 Mengukur Vo dan Vi dengan keluaran terbuka pada beberapa harga

frekuensi untuk menentukan tanggapan amplitude. Mengubah frekuensi

dengan cepat lebih dahulu agar memperoleh lengkung ciri yang bagus

sehingga tampak harga frekuensi mana penguatan mulai berkurang.

4.9 Mengukur isyarat keluaran.

V. Teknik Analisis Data

Adapun teknik analisis data yang digunakan untuk percobaan ini

adalah secara kualitatif dan secara kuantitatif.

5.1 Secara Kualitatif

Menggambar grafik titik kerja dan membandingkannya dengan

grafik sesuai teori. Kemudian memberikan interferensi dari hasil

yang didapatkan tersebut.

Menggambarkan grafik hubungan antara frekuensi dengan penguat

tegangan (Av) dan memberikan interferensi dari grafik yang dibuat

tersebut.

5.2 Secara Kuantitatif

Menentukan penguat tegangan dengan persamaan berikut:

i

o

vV

VA

Dengan vA merupakan penguatan tegangan, oV adalah tegangan

keluaran (output) , dan iV adalah tegangan masukan (input).

VI. Data Hasil Percobaan

Adapun data hasil percobaan yang diperoleh adalah sebagai berikut.

Mengukur β Transistor

Diperoleh harga β = 422

Tanpa Ada Isyarat

Nilai VCE = 5,95 Volt

Nilai VCC = 11,8 V

Nilai VRC = 6.94 V

Nilai VBC = 0.63 V

Nilai VBR = 5.72 V

Nilai VRE = 6.932 V

Dengan RL = 1kΩ

Vo = 1,6 x 2 V

Vi = 1,8 x 5 V

Variasi Frekuensi

No. Frekuensi (Hz) Vi (Volt) Vo (Volt)

1 100 0.08 0.32

2 500 0.08 0.34

3 1000 0.08 0.36

4 150 0.08 0.37.

5 200 0.08 0.38

VII. Analisis Data

Berdasarkan teknik analisis data dan data hasil pengamatan yang

diperoleh, maka dapat dilakukan analisis data sebagai berikut.

7.1 Mencari titik kerja

Berdasarkan data yang didapatkan, diperoleh nilai VCE dengan

menggunakan multimeter yang diukur langsung dari tegangan commun

transistor ke emitor transistor yaitu sebesar 5,95 Volt. Nilai VCE yang

didapatkan ini merupakan nilai pengukuran. Sedangkan nilai secara

teori didapatkan dari ½ dari nilai VCC, yaitu nilai VCE secara teori

adalah VV 94,52

88,11 . Kemudian sebelum mencari nilai IB pada

grafik, haruslah menentukan nilai IC, yaitu dengan cara:

Nilai IC = AV

R

V

C

CR0.002906

2700

94,4

Nilai IB = AxAIC 5101.12196

259

0.002906

Jadi dengan demikian, grafik yang didapatkan adalah sebagai berikut.

7.2 Mencari Penguat Tegangan (AV)

Frekuensi 100 Hz

Vi = 0.08 V

Vo = 0.32 V

VV

VA

i

o

v 00.408.0

32.0

Frekuensi 500 Hz

Vi = 0.08V

Vo = 0.34 V

VV

VA

i

o

v 25.408.0

34.0

Frekuensi 1000 Hz

Vi = 0.08 V

Vo = 0.36V

VV

VA

i

o

v 50.408.0

36.0

Frekuensi 150 Hz

Vi = 0.08V

Vo = 0.37 V

Q teori

Q pengukuran

IC (mA)

VCC (Volt)

2.906

5,94 5,95 11,79

IB = 3101.12196 x

x 10-3

mA

VV

VA

i

o

v 63.408.0

37.0

Frekuensi 2000 Hz

Vi = 0.08 V

Vo = 0.38 V

VV

VA

i

o

v 75.408.0

38.0

7.3 Membuat grafik hubungan antara frekuensi dengan penguat tegangan.

Berdasarkan penguat tegangan yang diperoleh yaitu:

No. Frekuensi (Hz) AV (Volt)

1 100 4.00

2 500 4.25

3 1000 4.50

4 1500 4.63

5 2000 4.75

Sehingga grafiknya dapat dibuat sebagai berikut.

4.00 4.25 4.50 4.63 4.75

100

500

1000

1500

2000

Frekuensi (Hz)

Penguat tegangan Av(V)

VIII. Hasil dan Pembahasan

8.1 Hasil

Berdasarkan analisis data yang dilakukan di atas, maka diperoleh hasil

pengukuran sebagai berikut.

Titik kerja (Q) sebesar (5,94;2.96) yaitu pada IB = 1.12 x 10-3

mA.

Penguat tegangan (Av) pada frekuensi tertentu, yaitu

No. Frekuensi (Hz) Vi (Volt) Vo (Volt) AV(Volt)

1 100 0.08 0.32 4.00

2 500 0.08 0.34 4.25

3 1000 0.08 0.36 4.50

4 150 0.08 0.37. 4.63

5 200 0.08 0.38 4.75

Grafik hubungan yang didapatkan antara frekuensi dan penguat

tegangan adalah sebanding, artinya semakin besar frekuensi masukan

dari isyarat gelombang, maka semakin besar pula penguatnya.

8.2 Pembahasan

Berdasarkan analisis data yang telah dilakukan, pada pengukuran

titik kerja (Q) yang didapatkan dari pengukuran tidak sesuai dengan titik

kerja secara teori dimana terdapat pergeseran yang terlihat pada grafik

yang didapatkan. Seharusnya titik kerja yang didapatkan adalah ½ dari

nilai VCC yaitu sebesar 5,94Volt, tetapi setelah dilakukan pengukuran nilai

VCE secara langsung dengan menggunakan multimeter, ternyata

didapatkan hasil yang berbeda yaitu sebesar 5,95Volt. Hal ini mungkin

disebabkan karena alat yang digunakan seperti resistor, transistor dan lain

sebagainya memiliki nilai yang tidak sesuai dengan yang praktikan

inginkan. Telah diketahui bahwa alat-alat tersebut dipengaruhi oleh suhu,

mungkin saja suhu pada saat pembuatan alat tersebut tidak sama pada saat

melakukan praktikum. Selain itu, dalam praktikum ini juga tidak lepas dari

kesalahan-kesalahan yang menyebabkan hasilnya sedikit bergeser dari

yang semestinya.

Kemudian dapat dilihat pada hasil analisi penguat tegangan dimana

Vi yang didapatkan besarnya adalah 0.08 Volt, dan nilai ini tidak berubah

meskipun isyarat masukan yang diberikan berubah (frekuensi masukan).

Hal ini berarti Vi tidak dipengaruhi oleh isyarat masukan (frekuensi

masukan). Hal ini juga dapat dilihat pada layar CRO, dimana bentuk grafik

input tidak berubah bentuknya meskipun frekuensi diubah-ubah.

Setelah mengalami penguatan, maka Vi akan menghasilkan VO

yang lebih besar bila dibandingkan dengan VO (VO > Vi). Besarnya Vi ini

bergantung dari isyarat masukan yang diberikan (dari audiogenerator).

Pada pengukuran penguat tegangan yang didapatkan seperti pada tabel

dimana grafik hubungan yang didapatkan pada percobaan ini adalah

sebanding, yaitu semakin besar frekuensinya maka semakin besar pula

penguat tegangannya.

Percobaan yang dilakukan tidak pernah terlepas dari kesalahan-

kesalah dalam melaksanakan praktikum, yaitu:

a. Kesalahan Praktikan

Kesalahan yang terjadi bisa saja karena praktikan kurang teliti/jeli

dalam menghitung tegangan puncak (Vm) yang terbaca pada layar

osiloskop. Hal ini akan mempengaruhi hasil percobaan nantinya.

b. Kesalahan Sistematis

Kesalahan yang disebabkan oleh alat percobaan itu sendiri. Umur

alat yang tergolong tua bisa menjadi penyebab perbedaan data yang

diperoleh misalnya perhitungan tegangan karena alat begitu rentan.

c. Kesalahan Acak

Kesalahan yang terjadi tanpa sepengetahuan praktikan. Misalnya,

adanya pengaruh suhu yang akan merubah nilai dari tahanan,

sehingga juga akan berpengaruh pada hasil percobaan yang

didapatkan.

IX. Simpulan

Berdasarkan analisis dan hasil percobaan yang didapatkan, diperoleh

simpulan sebagai berikut.

9.1 Titik kerja (Q) sebesar (5,94;2.96) yaitu pada IB = 1.12 x 10-3

mA.

9.2 Penguat tegangan (Av) pada frekuensi tertentu yang didapatkan adalah:

No. Frekuensi (Hz) Vi (Volt) Vo (Volt) AV(Volt)

1 100 0.08 0.32 4.00

2 500 0.08 0.34 4.25

3 1000 0.08 0.36 4.50

4 150 0.08 0.37. 4.63

5 200 0.08 0.38 4.75

9.3 Hubungan antara frekuensi masukan dengan penguat tegangan yang

didapatkan adalah sebanding, yaitu semakin besar frekuensi masukan

maka akan semakin besar penguatnya dan begitu juga sebaliknya.