BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pada kebanyakan sumber isyarat dihubungkan dengan

masukan melalu sesuatu kapasitor penggandeng, agar arus

panjar pada basis masuk tidak masuk ke dalam sumber

syarat. Jika ini terjadi tegangan panjar transistor

akan terganggu. Juga Hal ini serupa juga dilakukan pada

keluaran, yaitu untuk menghubungkan penguat dengan

suatu beban. Gandengan yang menggunakan kapasitor

disebut gandengan RC.

Telah diketahui bahwa untuk penguatan yang relative

besar, maka sulit didapatkan daerah frekuensi kerja

pada jalur yang cukup lebar. Untuk memperlebar jalur

frekuensi kerja ini biasanya digunakan beberapa tahap

penguat dengan factor penguatan masing-masing yang

tidak terlalu besar, sehingga daerah kerja dari masing-

masing penguat relative cukup besar.

Pada percobaan ini diperkenalkan suatu cara

menggangdengkan dua buah penguat dengan menggunakan

kapasitor sebagai penggandeng. Dengan cara ini

dikatakan kedua penguat bergandengan RC. Karena sifat

kapasitor menahan arus DC, maka arus-arus bias untuk

masing-masing tahap penguat tidak saling mempengaruhi.

Dalam percobaan ini akan diamati tanggapan amplitudo

penguat dan kehilangan tegangan pada penggandengan yang

disebabkan adanya ketidakcocokan impedansi antara suatu

penguat dengan tahap berikutnya.

I.2 Ruang Lingkup

Pada percobaan rangkaian penguat gandengan RC ini

meliputi bagaimana cara menetukan titik-titik

pengukuran pada rangkaian penguat, mengukur

hilangnya tegangan pada penggandengan dua penguat,

mengukur tanggapan amplitudo penguat, serta memahami

kegunaan kapasitor copling, kapasitor miller, dan

kapasitor pintas serta pengaruhnya terhadap lebar jalur

frekuensi kerja.

I.3 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan yang dilakukan yaitu:

1. Menentukan titik-titik pengukuran pada rangkaian

penguat.

2. Mengukur hilangnya tegangan pada penggangdengan

dua penguat.

3. Mengukur tanggapan amplitudo penguat.

4. Memahami kegunaan kapasitor copling, kapasitor

miller, dan kapasitor pintas serta pengaruhnya

terhadap lebar jalur frekuensi kerja.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 PENGUAT GANDENGAN RC

Pada kebanyakan penguat sumber daya dengan masukan

melalui sebuah kapsitor penggandeng, agar arus

panjar pada basis tidak masuk ke dalam sumber

isyarat. jika ini terjadi tegangan panjar transistor

akan terganggu. Hal serupa juga dilakukan pada

keluaran, yaitu untuk menghubungkan penguat dengan

suatu beban. Gandengan yang menggunakan kapasitor

disebut gandengan RC. disamping gandengan RC, orang

juga menggunakan gandengan langsung atau gandengan

dc, dan gandengan transformator.

Tanggapan Frekuensi Penguat Sinyal Kecil

Gambar 1.1 Tanggapan frekuensi suatu penguat satu tahapgandengan RC

Dalam penguat sinyal kecil, sinyal-sinyal masukannya

kecil bila dibandingkan dengan bias arus searah dan

kisaran keluaran hasilnya kecil ketimbang nilai-nilai

kerja tegangan dan arusnya. Dalam kerja sinyal kecil,

pemberian prategangan tidak terlalu menentukan dan

cacat amplitudo dengan mudah dapat dihindari. Telah

digunakan model-model linear untuk meramalkan unjuk

kerja penguat satu tingkat pada frekuensi menengah.

Selanjutnya akan ditinjau pengaruh penggabungan

beberapa tingkat dan diselidiki penguatan penguat tanpa

tala sebagai fungsi frekuensi. Tabung elektron dan

transistor dengan gandengan RC merupakan rangkaian yang

paling banyak dipakai untuk penguatan sinyal kecil

dalam rentang frekuensi dari beberapa hertz sampai

beberapa megahertz. Meskipun tabung elektron dan

transistor bekerja dengan prinsip fisika yang berbeda,

perilaku luarnya serupa dan pendekatan yang sama dapat

digunakan dalam meramalkan tanggapan frekuensinya.

Setiap tahap suatu penguat bertahap terdiri atas suatu

jala-jala kutub-empat, rangkaian prategangan, dan

rangkaian gandengan. Umumnya, keluaran suatu transistor

digandengkan dengan tahap berikutnya melalui suatu

resistor beban (R) dan suatu kapasitor gandengan (C).

Pengaruh perubahan rangkaian pada tanggapan frekuensi

dapat ditentukan secara percobaan atau diramalkan

berdasarkan pembahasan sebelum ini. Jika nilai

resistansi beban dalam rangkaian penguat itu

diperbesar, seluruh lengkungan penguatan akan meningkat

Secara umum, suatu

rangkaian penguat dapat

dilukiskan seperti pada

Gambar 1.2. Sinyal

masukannya dapat berasal

dari suatu ‘sumber,’ yang

dapat berupa sinyal dari sensor DVD atau keluaran

penguat tahapan sebelumnya dan dinyatakan sebagai suatu

sumber tegangan Vs dan impedansi setara Thévenin Zs.

Sinyal masukan itu terdiri atas sinusoida dengan

berbagai amplitudo dan frekuensi, sehingga variabel itu

dinyatakan sebagai fasor dengan nilai efektif. Penguat

satu tahap itu dicirikan oleh impedansi masukan dan

keluaran Zi dan Zo serta suatu sumber tak bebas yang

dikendalikan oleh tegangan atau arus masukan. Penguatan

penguat itu adalah seperti yang diberikan oleh

Persamaan (1.1), yaituA=

VoVi dengan A merupakan suatu

fungsi frekuensi kompleks. Beban penguat itu dapat

berupa suatu transduser atau penguat pada tahap

berikutnya. Bila komponen-komponen sinyal masukan dan

karakteristik sumber dan beban

diketahui, dapat diramalkan keluarannya jika diketahui

pula tanggapan frekuensi penguat tersebut.

Gambar 1.2 Rangkaian

Rangkaian penguat sinyal

kecil khas ditunjukkan

pada Gambar 1.3. Rangkaian

yang ditunjukkan itu

menggunakan FET sebagai

komponen aktifnya, yang

tentu saja – dengan sedikit penyesuaian – dapat dengan

mudah menggantikan FET itu dengan BJT atau pentode bila

diperlukan.

Rangkaian tersebut adalah rangkaian penguat gandengan

RC karena kapasitor gandengan CC1 dan CC2 serta

resistornya yang terkait. Selanjutnya rangkaian yang

cukup rumit itu digantikan oleh model linear yang akan

menanggapi sinyal bolak-balik. Dengan mengandaikan

bahwa transistor itu bekerja pada titik kerja yang

sesuai, maka tegangan dan prategangan yang ada tidak

perlu diperhatikan lagi. Resistor prategangan RS dan RE

diandaikan telah dipintas (bypass) oleh kapasitor CS dan

CE sehingga tidak digambarkan dalam model pada Gambar

1.4. Karena baterai merupakan hubung singkat bagi

sinyal bolak-balik, kutub atas RD atau RC ditanahkan

melalui baterai. Dipandang dari sinyal masukan, R1 dan

R2 merupakan hubungan paralel dan digantikan oleh RG.

Semua baterai dihilangkan.

Model linear itu berlaku cukup baik untuk frekuensi

dari beberapa hertz sampai beberapa megahertz. Memang

dimungkinkan untuk melakukan analisis umum bagi

rangkaian-rangkaian itu sebagaimana adanya, tetapi

lebih memudahkan, dan lebih mendidik untuk meninjau

pendekatan dengan

pe

nyederhanaan. Gambar 1.5 menunjukkan bahwa rangkaian

seri dan paralel resistansi R dan kapasitansi C adalah

Zser=√R2+(1ωC )2=R√1+(1ωCR )

2

Zpar=1

√(1R )2+(ωC)2

=R√1+(ωCR )2

(1.2)

Tampak bahwa dalam Persamaan (1.2) itu bahwa jika CR

10, Zser R dalam 0,5%. Juga jika CR 0,1, Zpar R

dalam 0,5%. Bila persyaratan itu dipenuhi, impedansinya

adalah resistif murni dan tidak bergantung kepada

frekuensiKenyataan bahwa penguatan tak tergantung

kepada frekuensi sepanjang frekuensi menengah,

VL=R

R+RT−j1ωCC

VT=

RR+RT

VT

1−j 1ωCC (R+RT )

=Vo

1−j 1ωCC(R+RT) (1.6)

Jadi, keluaran tegangan frekuensi rendah VL kedua

rangkaian penyaring tersebut bergantung kepada keluaran

tegangan menengah Vo, faktor kompleks yang bergantung

kepada frekuensi, dan suatu hasil kali RC. Pada saat

frekuensi berkurang, lebih besar tegangan VT yang

muncul di antara CC sehingga V pada keluaran akan

berkurang

Frekuensi potong atau frekuensi setengah daya yaitu

pada saat

|VLVO

|=|1

1−j1|=1√2

didefinisikan oleh

ωco=1

CC(R+RT ) (1.7)

Dengan mengacu kepada Gambar 1.7. pada suatu frekuensi

yang didefinisikan oleh

ω11=1

CC1(Rs+RG) (1.8)

Tegangan masukan Vgs akan turun sebesar 70% bila

dibandingkan dengan Vo dan penguatan penguat itu akan

berkurang. Pada suatu frekuensi yang didefinisikan oleh

ω12=1

CC2(RD+RL) (1.9)

Tegangan keluaran Vos akan turun sebesar 70% bila

dibandingkan dengan gmVgsR dan penguatannya akan

berkurang. Penguatan tegangan frekuensi rendah

keseluruhan untuk penguat FET dapat dinyatakan sebagai

AL=AO1

1−j

ωCC1(Rs+RG )

1

1−j

ωCC2 (RD+RL )

(1.10)

atau, penguatan relatif pada frekuensi rendah dapat

dituliskan sebagai

ALAO

=1

1−jω11ω

1

1−jω12ω

(1.11)

Analisis tanggapan frekuensi rendah yang telah dibahas

sebelumnya

mengandaikan bahwa CS

telah disimpangi

(bypass) oleh RS pada

frekuensi yang

terendah. Dalam

praktik ternyata CS

lebih besar ketimbang

CC1 atau CC2 dan CS merupkan unsur yang penting dalam

menentukan frekuensi potong bawah. Pendekatan praktis

dalam hal ini adalah dengan mengandaikan bahwa

kapasitor-kapasitor gandengan itu masih efektif pada

frekuensi yang membuat CS harus diperhitungkan. Dengan

Gambar 1.9 Model penguatfrekuensi rendah dengan CS

menjadi kritis

pengandaian itu, model penguat FET frekuensi rendah

diberikan pada Gambar 1.9.

Pada frekuensi rendah, penguatan tegangan berkurang

karena arus gmVgs mengalir melalui Zs (yang merupakan

kombinasi paralel antara RS dan CS) menimbulkan suatu

tegangan yang mengurangi tegangan sinyal Vs. Pada

rangkaian tertutup masukan,

Vgs = Vs – gmVgsZS

atau

Vgs=Vs

1+gmZS

(1.12)

dan penguatan tegangannya,

VoVs , berkurang dengan faktor

(1 + gmZS). Frekuensi potong bawah diperoleh bila (1 +

gmZS) besarnya sama dengan √2 . Karena ZS adalah besaran

kompleks, tidak terlalu sederhana untuk menetapkan

nilai CS. Oleh karena itu diperlukan kiat khusus untuk

menentukan suatu pendekatan.

Dengan RS tidak disimpangi, penguatannya akan rendah

(tetapi tidak sama dengan nol, karena nilai maksimum ZS

adalah sama dengan nilai RS). Dengan RS disimpangi,

penguatannya adalah AV = gmRo. Oleh karena itu andaikan

CS cukup besar sehingga pada f1 reaktansi 1

ω1CS sama

dengan resistansi efektif yang disimpanginya.

Resistansi efektif itu didefinisikan sebagai resistansi

setara Thévenin dilihat dari kutub-kutub RS tempat CS

terhubung. Dengan membuat ZS = RS dalam Persamaan 1.12.

VOC=gmVgsRS=gmVs

1+gmRSRS=

gmRS1+gmRS

Vs

(1.13)

Karena ISC = gmVs dengan RS dihubung singkat, resistansi

setara Théveninnya adalah

RT=VOCISC

=RS

1+gmRS=

1

gm+1RS

(1.14)

atau resistansi efektif itu merupakan kombinasi paralel

antara RS dan 1gm . Oleh karena itu kriteria rancangan

untuk frekuensinya adalah

ω1=2πf11

CSRT=

gm+1RS

CS

(1.15)

1. Penguat Tanpa Tala Bertingkat

Untuk menguatkan sinyal dari suatu antena atau dari

suatu mikrofon ke tingkat daya yang mampu menggerakkan

pengeras suara biasanya memerlukan beberapa tahap

penguatan. Untuk mendapatkan penguatan tegangan atau

arus yang cukup besar, dapat memerlukan beberapa tahap.

Secara umum, tiga tahap: tahap masukan, tahap

penguatan, dan tahap keluaran diperlukan.

Tiga hal penting berikut:

1. Memilih

impedansi

masukan yang

sesuai untuk

penguat itu

sedhingga tidak

membebani sumber dengan sinyal kecil (antena atau

mikrofon). Impedansi masukannya harus besar.

2. Memberikan penguatan yang cukup.

3. Menyepadankan impedansi keluaran penguat dengan

beban. Hal itu umumnya dapat dipenuhi dengan

impedansi keluaran yang kecil.

Masing-masing hal itu dapat dilaksanakan dengan cara

yang berlainan dan dengan menggunakan lebih dari satu

tingkat penguatan, bergantung kepada penggunaannya.

Gambar 2.1 Penguat tiga

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Waktu dan Tanggal Percobaan

Dalam percobaan ini dilaksanakan pada hari rabu tanggal

16 April 2014, tepatnya pada pukul 13.30-17.00 WITA.

Percobaan ini berlangsung di Laboratorium Elektronika

Fisis Dasar Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan

Alam, Universitas Hasanuddin.

III.2 ALAT DAN BAHAN

III.2.1 Alat Beserta fungsinya

Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini, sebagai

berikut:

1. Papan Rangkaian , berfungsi sebagai tempat untuk

membuat rangkaian

2. Catu Daya ,berfungsi sebagai sumber tegangan AC

dan DC

3. Osiloskop,berfungsi untuk mengukur dan menampilkan

tegangan sinusoidal dan berbagai gelombang yang

ditemukan dalam rangkaian yang dibuat

4. Signal Generator ,berfungsi sebagai peranti

pembngkit isyarat

5. Multimeter ,berfungsi sebagai alat ukur resistansi

,kuat arus ,dan tegangan

6. Kabel jumper, berfungsi sebagai penghubung dalam

suatu rangkaian

III.2.2 Bahan Beserta Fungsinya

Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah

sebagai berikut :

1. Transistor adalah komponen elektronika aktif yang

berfungsi sebagai penguat tegangan dan penguat

arus.

2. Resistor adalah komponen elektronika pasif yang

berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

3. Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang

berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam

bentuk medan listrik.

4. Potensiometer ,berfungsi untuk memberi hambatan

dalam suatu rangkaian

III.3 PROSEDUR KERJA

Adapun prosedur percobaan yang dilakukan pada praktikum

ini yaitu:

1. Menyiapkan seluruh peralatan dan komponen yang

digunakan.

2. Membuat rangkaian pengauat A, seperti pada gambar di

bawah ini.

4. Membuat rangkaian penguat B, seperti pada gambar

berikut.

4. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan

keluaran penguat A mengunakan signal generator,catu

daya dan osiloskop.

5. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan

keluaran penguat B mengunakan signal generator,catu

daya dan osiloskop .

6. Menyambungkan penguat A dan penguat B menjadi

penguat AB dengan menggunakan kabel jumper seperti

gambar di bawah ini.

7. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan

keluaran penguat AB mengunakan signal generator,catu

daya dan osiloskop.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 HASIL

IV.1.1 Tabel Data

Resistor Kapasitor

RB11 = 51 K

Ω

CD1 = 100

Nf

RB12 = 6.8

K Ω

CD2 = 100

µF

RB21 = 22 K

Ω

CE1 = 100

µF

RB22 = 3.9

K Ω

CE2 = 100

µF

RC1 = 10 K

ΩC1 = 1 nf

RE11 = 100

K Ω

C2 = 10

µF

RE12 = 1 K

ΩC3 = 10 µF

RE21 = 1 K C4 = 1 nF

Ω

RE22 = 220

ΩCin = 1 µF

IV.1.2 Hasil Rangkaian

IV.1.2.1 Penguat A

IV.1.2.2 Penguat B

IV.1.2.3 Penguat A dan B

IV.1.3 Gambar Gelombang

IV.1.3.1 Penguat A

Vin = 0,016 volt

Vout = 0,028 Volt

Vin =

0,02 volt

V out = 0,285 volt

IV.1.3.2 Penguat B

Vin = 0,014 volt V out = 0,016 volt

Vin = 0,016 Volt Vout = 0,012 volt

IV.1.3.4 Penguat Gandeng A dan B

V in = 0,016 Volt

V out = 0,03 volt

Vin = 0,01 volt Vout = 0,022 volt

IV.1.4 Pengolahan data

Menghitung penguat A

A = Vout / Vin A= Vout / V

= 0,028 / 0,016 =

0,285 / 0,02

= 1,75 volt = 14,25

volt

Menghitung penguat B

A = Vout / Vin A = Vout / V in

= 0,016 / 0,014 = 0,012 /

0.016

= 1,14 volt = 0,75 volt

Menghitung penguat A dan B

A = Vout / Vin A = V out / V

in

= 0,03 / 0.016 = 0,022 /

0,01

= 1,875 volt = 2,2

volt

IV.1.5 Pembahasan

Pada kebanyakan penguat sumber isyarat dihubungkan dengan

masukan melalui sebuah kapsitor penggandeng, agar arus

panjar pada basis tidak masuk kedalam sumber isyarat. Jika

ini terjadi tegangan panjar transistor akan terganggu, hal

ini serupa juga dilakukan pada keluaran, yaitu untuk

menghubungkan penguat dengan suatu beban.Gandeng yang

menggunakan kapasitor disebut dengan gandengan RC. Suatu

contoh penguat dengan gandengan RC adalah penguat emitor

ditanahkan (common emitor).

Pada praktikum “Penguat Gandengan RC” ini menggunakan

dua buah transistor emitor ditanahkan yang

digandengkan. Kedua transistor tersebut memiliki tipe

yang sama.

Adapun untuk resistor yang digunakan memiliki nilai

resistansi yang yang berbeda-beda dari yang paling

kecil, yaitu RE11, RE12, dan RE21, hingga yang paling

besar RE22. Perbedaan pada nilai resistansi yang dipakai

pada rangkaian menyatakan bahwa resistor tersebut

memiliki fungsi masing-masing dalam rangkaian yang

dibuat penguat gandengan RC.

Komponen kapasitor yang digunakan memiliki nilai

kapasitansi mulai dari

sampai . Kapasitor decoupling CD1 (kapasitor keramik)

berfungsi untuk mencegah osilasi yang terjadi pada

frekuensi tinggi, sedangkan kapasitor decoupling CD2

(kapasitor elektrolit) berfungsi untuk mencegah osilasi

yang terjadi pada frekuensi rendah .

Jika dilihat berdasarkan isyarat keluaran penguat, baik

penguat A, penguat B, maupun penguat AB sama-sama

mempunyai output yang lebih besar dari pada inputnya,

sehingga penguatan peroleh cukup kecil yaitu penguat A

( 1,75 volt dan 14,25 volt) , penguat B ( 1,14 volt dan

0,75 volt ) dan penguat AB (1,875 volt dan 2,2

volt ).Nilai penguat ini diperoleh dari V out / V

in.Selain itu juga jika frekuensinya semakin besar maka

semaikn besar pula penguatan yang akan dihasilkan.

BAB V

PENUTUP

V.1 KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat ditarik setelah

melakukan praktikum ini adalah sebagai berikut:

1.Telah mampu menentukan titik-titik pengukuran

pada rangkaian penguat.

2 Telah mampu mengukur hilangnya tegangan pada

penggandengan dua penguat.

3.Telah mampu mengukur tanggapan amplitudo penguat.

4. Telah mampu memahami kegunaan kapasitor kopling,

kapasitor miller, dan kapasitor pintas serta

pengaruhnya terhadap lebar jalur frekuensi kerja.

V.2 Saran

V.2.1 Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi

Kritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan

instrumentasi yaitu:

1. Alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan

tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.

2. Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik

sebaiknya diperbaiki atau diganti.

V.2.2. Asisten

Kritik dan saran untuk asisten yaitu :

1. Sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing

praktikan selama praktikum berlangsung, akan

tetapi perlu ditingkatkan lagi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2011.PenguatGandengRC(http:// lontar.ui.ac.id/file?

file=digital/ 20285733-S...pdf diakses pada tanggal 18

April 2014)

Anonim.2011.emiter ditanahkan

( http:// fmipa.unmul.ac.id/gjm/pedoman_akademik_fmi

pa.pdf diakses pada tanggal 18 April 2014 )

Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan penerapannya. Jilid 2.

Bandung: Penerbit ITB.

Unsri ,Zamroni, dkk, 2004, Acuan pelajaran Fisika. Jakarta:

yudistira

Wahyunggoro, Oyas. 1998. Pengukuran Besaran Listrik.

Yogyakarta: Diktat bahan kuliah Jurusan Teknik

Elektro Universitas Gadjah Mada.

Yohannes, H.C. 1979. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta:

Ghalia Indonesia.

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA FISIS DASAR II

“PENGUAT GANDENGAN RC”

NAMA : NUR AENI

NIM : H2 11 11 002

KELOMPOK : I ( SATU )

ASISTEN : ANDI WIRAMANDA

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2014