Penyusunan Pedoman Praktikum Dasar untuk Matakuliah...

Penyusunan Pedoman Praktikum Dasar untuk Matakuliah

Elektronika Daya

oleh

Boby Gunarso Wiminto

NIM : 612005018

Tugas Akhir

untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh

Ijazah Sarjana Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

SALATIGA

2012

i

INTISARI

Berdasarkan evaluasi bersama pengajar, pedoman praktikum mata kuliah

Elektronika Daya yang sudah ada dan dipakai selama ini perlu diperbaiki dalam hal

sistematika dan langkah-langkah praktikum.

Tugas akhir ini berisi langkah-langkah praktikum disertai dengan analisis hasil

praktikum yang nantinya dapat dipakai sebagai pedoman bagi asisten dalam

mengevaluasi laporan praktikum mahasiswa. Terdapat enam topik praktikum, yaitu

karakteristik dioda, karakteristik transistor, karakteristik SCR, karakteristik TRIAC,

karakteristik MOSFET, dan karakteristik IGBT, serta sebuah topik untuk tugas rancang,

yaitu step-up chopper.

Langkah-langkah praktikum diberikan dengan jelas sehingga para praktikan,

dibantu oleh asisten mata kuliah Elektronika Daya, dapat semakin memahami

karakteristik tiap komponen yang dibahas pada setiap topik praktikum.

ii

ABSTRACT

Based on evaluation with teachers, the existing Power Electronics courses

practicums guidance that used for these should be improved in terms of systematic and

practical measures.

The final task contains steps and lab results that can later be used as a guide for

assistants in evaluating student lab reports. There are six topics, which is diode

characteristics, transistor characteristics, SCR characteristics, TRIAC characteristics,

MOSFET characteristic, and IGBT characteristics, as well as a topic for the design task,

the step-up chopper.

Practical steps given clearly so that the practitioner, assisted by assistant of

Power Electronics course, could understand the characteristics of each component that

discussed in each topic.

iii

KATA PENGANTAR

Terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan Rahmat dan Karunia-

Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai syarat kelulusan dari Fakultas

Teknik Program Studi Teknik Elektro UKSW.

Semua usaha yang penulis lakukan tentu tidak akan berarti tanpa doa, bantuan,

dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis

ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

Ayah, Ibu, dan seluruh anggota keluarga yang telah memenuhi semua kebutuhan

penulis selama kuliah maupun selama skripsi, selalu setia mendoakan penulis.

Robby Wijaya Wiminto (612006005), adik penulis, yang telah banyak membantu

penulis baik dalam kuliah, pengerjaan tugas akhir saat penulis di konsentrasi

telekomunikasi, maupun pengerjaan tugas akhir ini.

Bapak Dalu Setiadji dan Bapak Budihardja Murtianta yang dengan penuh

kesabaran telah meluangkan waktu dalam membimbing dan memberikan arahan

pada penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.

Seluruh tenaga pengajar FTEK UKSW yang telah memberikan bekal ilmu dan

bimbingan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan di UKSW.

Mas Wicak, Mbak Tin, Mbak Rista, Mbak Dita, Pak Bambang, Pak Harto, Mas

Harry, dan Pak Budi yang telah membantu penulis selama kuliah dan pengerjaan

tugas akhir.

Seluruh teman kuliah dan teman kos penulis yang tidak dapat disebutkan satu

persatu.

iv

Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam tugas akhir

ini, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat

diharapkan. Semoga tugas akhir inidapat bermanfaat bagi kita semua.

Salatiga, 17 Agustus 2012

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI ....................................................................................................................... .....i

ABSTRACT .................................................................................................................... ....ii

KATA PENGANTAR .................................................................................................... ...iii

DAFTAR ISI ................................................................................................................... ....v

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................................... .viii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................... ...xi

BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................. ....1

1.1. Tujuan ......................................................................................... ....1

1.2. Latar Belakang ............................................................................ ....1

1.3. Spesifikasi Alat ........................................................................... ....5

1.4. Sistematika Penulisan ................................................................. ....5

BAB II. DASAR TEORI ...................................................................................... ....7

2.1. Dioda ........................................................................................... ....7

2.2. Transistor .................................................................................... ..11

2.3. SCR ............................................................................................. ..16

2.4. TRIAC......................................................................................... ..20

2.5. MOSFET ..................................................................................... ..22

2.6. IGBT ........................................................................................... ..25

BAB III. LANGKAH PERCOBAAN.................................................................... ..28

3.1. Karakteristik Dioda ..................................................................... ..28

3.1.1. Tujuan ............................................................................. ..28

3.1.2. Alat dan Bahan ................................................................ ..28

3.1.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan .......................... ..29

3.2. Karakteristik Transistor .............................................................. ..31

3.2.1. Tujuan ............................................................................. ..31

3.2.2. Alat dan Bahan ................................................................ ..31


3.3. Karakteristik SCR ....................................................................... ..35

3.3.1. Tujuan ............................................................................. ..35

vi

3.3.2. Alat dan Bahan ................................................................ ..35


3.4. Karakteristik TRIAC ................................................................... ..38

3.4.1. Tujuan ............................................................................. ..38

3.4.2. Alat dan Bahan ................................................................ ..38


3.5. Karakteristik MOSFET ............................................................... ..41

3.5.1. Tujuan ............................................................................. ..41

3.5.2. Alat dan Bahan ................................................................ ..41


3.6. Karakteristik IGBT ..................................................................... ..44

3.6.1. Tujuan ............................................................................. ..44

3.6.2. Alat dan Bahan ................................................................ ..45


3.7. Tugas Rancang ............................................................................ ..47

BAB IV. HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS ............................................... ..48

4.1. Hasil Percobaan .......................................................................... ..48

4.1.1. Karakteristik Dioda ......................................................... ..48

4.1.2. Karakteristik Transistor .................................................. ..52

4.1.3. Karakteristik SCR ........................................................... ..59

4.1.4. Karakteristik TRIAC ....................................................... ..62

4.1.5. Karakteristik MOSFET ................................................... ..66

4.1.6. Karakteristik IGBT ......................................................... ..71

4.2. Analisis ....................................................................................... ..75

4.2.1. Karakteristik Dioda ......................................................... ..75

4.2.2. Karakteristik Transistor .................................................. ..81

4.2.3. Karakteristik SCR ........................................................... ..92

4.2.4. Karakteristik TRIAC ....................................................... ..96

4.2.5. Karakteristik MOSFET ................................................... 100

4.2.6. Karakteristik IGBT ......................................................... 107

4.2.7. Tugas Rancang ................................................................ 111

vii

BAB V. PENUTUP............................................................................................... 117

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 119

LAMPIRAN .................................................................................................................... 120

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Simbol Dioda ......................................................................................... ....7

Gambar 2.2. Grafik Karakteristik V – I Dioda Ideal ................................................... ....8

Gambar 2.3. Grafik Karakteristik V – I Dioda Tak Ideal ............................................ ....9

Gambar 2.4. Grafik Soft Reverse Recovery Time ....................................................... ..10

Gambar 2.5. Grafik Abrupt Reverse Recovery Time................................................... ..10

Gambar 2.6. Struktur Transistor npn .......................................................................... ..12

Gambar 2.7. Struktur Transistor pnp .......................................................................... ..12

Gambar 2.8. Simbol Transistor npn ............................................................................ ..13

Gambar 2.9. Simbol Transistor pnp ............................................................................ ..13

Gambar 2.10. Karakteristik IC - IB Transistor ............................................................... ..15

Gambar 2.11. Simbol SCR............................................................................................ ..16

Gambar 2.12. Struktur pnpn SCR ................................................................................. ..17

Gambar 2.13. SCR dari Dua Buah Transistor............................................................... ..18

Gambar 2.14. Grafik Karakteristik V – I SCR .............................................................. ..19

Gambar 2.15. Simbol TRIAC ....................................................................................... ..20

Gambar 2.16. Grafik Karakteristik V – I TRIAC .......................................................... ..21

Gambar 2.17. Rangkaian Ekivalen TRIAC .................................................................. ..22

Gambar 2.18. Simbol MOSFET Enhancement Tipe n ................................................. ..23

Gambar 2.19. Simbol MOSFET Enhancement Tipe p ................................................. ..23

Gambar 2.20. Karakteristik VDS – ID MOSFET ............................................................ ..24

Gambar 2.21. Simbol IGBT Tipe n .............................................................................. ..25

Gambar 2.22. Simbol IGBT Tipe p .............................................................................. ..25

Gambar 2.23. Rangkaian Ekivalen IGBT Tipe n .......................................................... ..26

Gambar 2.24. Karakteristik VCE – IC IGBT .................................................................. ..27

Gambar 3.1. Untai untuk Percobaan Karakteristik Dioda dengan Masukan DC........ ..29

Gambar 3.2. Untai untuk Percobaan Dioda dengan Masukan Gelombang Kotak ...... ..30

Gambar 3.3. Grafik Waktu Pemulihan Balik .............................................................. ..30

Gambar 3.4. Untai untuk Percobaan Karakteristik Transistor .................................... ..32

Gambar 3.5. Untai untuk Percobaan Karakteristik SCR............................................. ..36

ix

Gambar 3.6. Untai untuk Percobaan Karakteristik TRIAC ........................................ ..38

Gambar 3.7. Untai untuk Percobaan Karakteristik MOSFET .................................... ..42

Gambar 3.8. Untai untuk Percobaan Karakteristik IGBT ........................................... ..45

Gambar 4.1. Grafik Keluaran Dioda 1N4007 dengan Masukan Gelombang Kotak

Frekuensi 1 KHz ..................................................................................... ..50


Frekuensi 10 KHz ................................................................................... ..50


Frekuensi 5 KHz ..................................................................................... ..51


Frekuensi 50 KHz ................................................................................... ..51

Gambar 4.5. Grafik Karakteristik V – I Dioda 1N4007 .............................................. ..76

Gambar 4.6. Grafik Karakteristik V – I Dioda 1N4148 .............................................. ..77

Gambar 4.7. Grafik Karakteristik V – I Dioda 1N4007 Bias Balik ............................ ..78

Gambar 4.8. Grafik Karakteristik V – I Dioda 1N4148 Bias Balik ............................ ..78

Gambar 4.9. Grafik IC – IB untuk VCC 10 Volt ............................................................ ..82



Gambar 4.12. Grafik hFE terhadap IC dengan VCC 10 V ................................................ ..85



Gambar 4.15. Grafik VBE – IB untuk VCE 7 Volt ........................................................... ..87



Gambar 4.18. Grafik VCE – IC dengan IB sebagai Parameter......................................... ..90

Gambar 4.19. Karakteristik V – I SCR untuk Ig 10 mA ................................................ ..93



Gambar 4.22. Karakteristik V – I TRIAC Mode 1 ........................................................ ..96


Gambar 4.24. Karakteristik V – I TRIAC Mode 3........................................................ ..98

x


Gambar 4.26. Karakteristik VDS – ID dengan VGS sebagai Parameter ........................... 101

Gambar 4.27. Karakteristik VGS – ID untuk VDS Awal 0,6 Volt .................................... 103

Gambar 4.28. Karakteristik VGS – ID untuk VDS Awal 1 Volt ....................................... 104

Gambar 4.29. Karakteristik VGS – ID untuk VDS Awal 2 Volt ....................................... 105

Gambar 4.30. Karakteristik VCE – IC dengan VGE sebagai Parameter ........................... 108

Gambar 4.31. Karakteristik VGE – IC untuk VCE Awal 0,7 Volt ................................... 109



Gambar 4.34. Rangkaian Step-Up Menggunakan MC34063 ....................................... 112

xi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tiga Mode Operasi Transistor dan Bias Persambungannya ...................... ..14

Tabel 4.1. Karakteristik Dioda 1N4007 Bias Maju .................................................... ..48

Tabel 4.2. Karakteristik Dioda 1N4148 Bias Maju .................................................... ..49

Tabel 4.3. Karakteristik Dioda 1N4007 Bias Balik .................................................... ..49

Tabel 4.4. Karakteristik Dioda 1N4148 Bias Balik .................................................... ..49

Tabel 4.5. Karakteristik IC – IB Transistor untuk Vcc 10 Volt ..................................... ..52



Tabel 4.8. Karakteristik VBE – IB Transistor untuk VCE 7 V ....................................... ..54



Tabel 4.11. Karakteristik VCE – IC Transistor untuk IB 0,3 mA .................................... ..56



Tabel 4.14. Karakteristik SCR untuk IG 10 mA ............................................................ ..59



Tabel 4.17. Karakteristik TRIAC Mode 1 .................................................................... ..62




Tabel 4.21. Karakteristik VDS - ID untuk VGS 3 V.......................................................... ..66

Tabel 4.22. Karakteristik VDS - ID untuk VGS 3,1 V....................................................... ..66




Tabel 4.26. Karakteristik VGS - ID untuk VDS 0,6 V....................................................... ..68

Tabel 4.27. Karakteristik VGS - ID untuk VDS 1 V.......................................................... ..69

Tabel 4.28. Karakteristik VGS - ID untuk VDS 2 V.......................................................... ..70

xii

Tabel 4.29. Karakteristik VCE – IC untuk VGE 4,5 V ...................................................... ..71





Tabel 4.34. Karakteristik VCE – IC untuk VGE 5 V ......................................................... ..72




Tabel 4.38. Karakteristik VGE – IC untuk VCE 0,8 V ...................................................... ..74

Tabel 4.39. Karakteristik VGE – IC untuk VCE 1,5 V ...................................................... ..74

Tabel 4.40. Karakteristik VGE – IC untuk VCE 3 V ......................................................... ..75

Penyusunan Pedoman Praktikum Dasar untuk Matakuliah...

Documents

Transcript of Penyusunan Pedoman Praktikum Dasar untuk Matakuliah...