D3tt - Elektronika.pdf

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Jl. D.I. Panjaitan 128 Purwokerto Status Revisi

:

00

Tanggal Pembuatan

:

5 Desember 2014

MODUL MATA KULIAH PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

Disusun Oleh : Eka Wahyudi, S.T., M.Eng.

PROGRAM STUDI D3 – TEKNIK TELEKOMUNIKASI SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM JL. D.I. PANJAITAN 128 PURWOKERTO

LEMBAR PENGESAHAN

MODUL MATA KULIAH PRAKTIKUM ELEKTRONIKA Materi : Unit I : Pengenalan osiloskop Unit II : Rangkaian dioda Unit III : Karakteristik transistor bipolar Unit IV : Transistor sebagai penguat

Telah disetujui dan disahkan untuk dipergunakan sebagai pedoman pelaksanaan praktikum di Laboratorium Disusun Oleh :

Eka Wahyudi, S.T., M.Eng. Purwokerto, 28 Januari 2015 Mengesahkan,

Ketua Program Studi D3 - Teknik Telekomunikasi

Kaur. Laboratorium Teknik Elektronika & Teknik Digital

Eka Wahyudi, S.T.,M.Eng

Jaenal Arifin, S.T., M.Eng

ii

Tata Tertib Laboratorium 1. Mahasiswa wajib mengenakan seragam resmi yang telah ditentukan ST3 Telkom dan memakai sepatu. 2. Mahasiswa wajib menjaga kebersihan ruang Laboratorium dan membuang sampah pada tempatnya. 3. Mahasiswa menggunakan fasilitas yang disediakan Laboratorium untuk aktivitas praktikum, workshop, pengujian alat tugas akhir dan segala kegiatan yang berhubungan laboratorium. Untuk kegiatan selain hal tersebut tidak diperbolehkan, tanpa seijin Ka.Ur. Laboratorium. 4. Selama berada di dalam Laboratorium, mahasiswa dilarang : a. Membawa makanan atau minuman dan makan atau minum; b. Mengambil atau membawa keluar alat/bahan yang disediakan Laboratorium, tanpa seijin Officer Laboran. 5. Mematuhi segala tata tertib dan aturan yang ditentukan oleh Ka.Ur. Laboratorium.

Tata Tertib Praktikum di Laboratorium A. Sebelum Praktikum 1. Praktikan wajib : a. Menunjukkan Kartu Peserta Praktikum yang sudah diisi dan dilengkapi dengan foto berwarna terkini. b. Menyediakan sendiri alat-alat tulis/gambar yang diperlukan. c. Menguasai dasar teori dari unit modul praktikum yang akan dilakukan. d. Membawa buku panduan praktikum, baik dalam bentuk hardcopy ataupun softcopy. e. hadir tepat pada waktunya sesuai dengan jadwal yang telah ditentukan. Bila keterlambatan melebihi 10 menit maka yang bersangkutan tidak diperkenankan mengikuti praktikum dan baginya tidak diberikan praktikum susulan. 2. Praktikan akan briefing pada saat Pre-Test oleh Dosen Praktikum. 3. Praktikan diperbolehkan melakukan tukar-jadwal dengan praktikan lain setelah konfirmasi ke asisten praktikum dan mengisi formulir tukar-jadwal yang telah disediakan. B. Selama Praktikum 1. Setiap unit modul sudah disediakan alat, tempat, dan bahan sendiri yang tidak boleh diubah, diganti, atau ditukar kecuali dengan sepengetahuan asisten. 2. Praktikan wajib membaca petunjuk langkah kerja dan mencatat hasil kerja praktikum yang tercantum dalam modul praktikum ataupun sesuai arahan asisten atau dosen pengampu. 3. Apabila menjumpai kesalahan, kerusakan, atau ketidaksesuaian dengan langkah kerja praktikum, praktikan harus segera melapor pada asisten. 4. Khusus untuk praktikum yang berhubungan dengan sumber arus atau tegangan, setelah selesai menyusun rangkaian sesuai langkah kerja, praktikan harus melapor kepada asisten, dan dilarang menghubungkan rangkaian dengan sumber tegangan atau arus tanpa seijin asisten. 5. Segala kerusakan yang terjadi karena kelalaian ataupun kesalahan praktikan akibat tidak mengikuti langkah kerja praktikum ditanggung oleh praktikan yang bersangkutan dan wajib untuk dilakukan penggantian paling lambat 1 (satu) minggu setelah terjadinya kerusakan. ii

6. Praktikan yang berhalangan praktikum, wajib memberitahukan kepada Dosen Praktikum maksimal 1 hari sebelum praktikum diadakan dengan menyertakan surat alasan tidak hadir saat praktikum dan bagi yang sakit menyertakan surat dokter (terkecuali bagi yang mendadak hari disaat praktikum yang bersangkutan sakit, ada pertimbangan tersendiri). Jika tidak, maka bagi yang bersangkutan diberikan praktikum susulan. 7. Praktikan tidak diperkenankan bersenda gurau dan atau meninggalkan ruangan praktikum tanpa seijin asisten atau dosen pengampu, serta bersikap tidak sopan terhadap para asisten atau dosen pengampu. 8. Praktikan diwajibkan mengembalikan alat-alat yang digunakan dan dilarang meninggalkan ruangan praktikum sebelum mendapat izin dari asisten atau pengampu praktikum. 9. Asisten praktikum berwenang memberikan tindakan terhadap Praktikan yng melanggar aturan, dengan sepengetahuan Dosen Praktikum. C. Setelah Praktikum 1. Lembar data praktikum wajib mendapatkan persetujuan atau tanda tangan dari asisten, bila tidak maka data tersebut akan dinyatakan tidak sah. 2. Laporan praktikum dikumpulkan ke asisten sesuai dengan aturan yang telah ditetapkan sebelumnya. 3. Praktikan akan diberi pos-test oleh Dosen Praktikum dibantu oleh asisten praktikum. D. Ketentuan Lain 1. Praktikum susulan diselenggarakan hanya untuk mahasiswa yang berhalangan hadir pada saat praktikum dikarenakan sakit, menikah, orang tua/wali atau saudara kandung meninggal, dan dispensasi mengikuti kegiatan dari kampus. 2. Praktikum susulan akan terselenggara, jika mahasiswa yang bersangkutan dapat menunjukkan surat keterangan resmi, seperti : Surat Keterangan Sakit dari dokter dan Surat Dispensasi dari bagian Akademik. 3. Penyelenggara praktikum susulan hanya diperbolehkan atas seijin Dosen Praktikum dan Ka.Ur. Laboratorium.

iii

Petunjuk Laporan Praktikum

a. Pengumpulan laporan praktikum untuk seluruh modul dijilid dalam satu jilid (untuk sampul pergunakan kertas A4 dan diketik komputer). b. Laporan praktikum ditulis tangan dengan jelas dan rapi menggunakan pulpen tinta biru. c. Format penulisan laporan praktikum mengikuti format berikut: i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. ix. x.

Cover laporan Judul praktikum Tujuan praktikum Alat dan bahan Dasar teori Langkah kerja praktikum Hasil dan data praktikum Jawaban pertanyaan, analisa dan pembahasan hasil dan data praktikum Kesimpulan dan saran Lampiran (Berisi laporan sementara hasil pengamatan pada praktikum yang telah di-ACC oleh asisten Lab dan gambar rangkaian dengan Protel untuk masing2 modul)

d. Analisa laporan praktikum pada setiap modul minimal 5 halaman (tidak termasuk gambar). e. Laporan antar mahasiswa praktikan tidak boleh sama, apabila terbukti sama maka laporan akan diberi nilai nol tanpa peringatan/pemberitahuan. f. Praktikan diharuskan membawa kertas milimeter pada setiap praktikum. g. Ketentuan lain akan ditetapkan dan diumumkan kemudian. h. Bagi yang terlambat mengumpulkan laporan praktikum maka akan diberikan nilai nol (0) untuk seluruh modul, apapun alasannya. i.

Tidak ada toleransi keterlambatan bagi yang terlambat mengumpulkan laporan.

v

Contoh cover Laporan Praktikum :

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA Modul I : Rangkaian DIODA (Half-Wave & Full-Wave Rectifier)

DISUSUN OLEH : PARTNER PRAKTIKUM : DITERIMA OLEH : Dikumpulkan Tanggal : ..................... Laboran /Asisten :……………….......

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM JL. DI. PANJAITAN 128 PURWOKERTO 2014

vi

Unit I

Pengenalan aplikasi osiloskop UNIT I : PENGENALAN APLIKASI OSILOSKOP

I.

TUJUAN PRAKTIKUM 1. Mampu memahami prinsip kerja dari osiloskop. 2. Mampu mengoperasikan osiloskop untuk melakukan pengukuran. 3. Mampu mengamati dan menganalisa hasil pengukuran dengan menggunakan osiloskop. 4. Mampu mengamati beda fase sinyal listrik dari suatu rangkaian sederhana.

II.

ALAT DAN BAHAN a) b) c) d) e)

III.

Cathode Ray Oscilloscope (CRO). Function Generator (FG). Transformator (Trafo). Kabel dan konektor. Experiment Board.

DASAR TEORI

Cathode Ray Oscilloscope (CRO) atau yang sering diterjemahkan sebagai osiloskop sinar katoda adalah alat yang paling umum digunakan didalam pengukuranpengukuran besaran elektronis. Seperti multimeter yang digunakan untuk mengukur tegangan AC, tegangan DC, arus listrik dan tahanan dari suatu rangkaian, maka osiloskop mempunyai kemampuan sama bahkan melebihi kemampuan multimeter. Tidak seperti multimeter yang hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan AC pada 50 Hz saja, maka dengan CRO kita dapat mengukur tegangan AC yang menpunyai frekuensi mulai dari 0 – 10 MHz. Kemajuan dibidang elektronika telah membawa teknologi CRO menjadi lebih mudah dalam pengukuran. Dengan CRO dual channel (dua masukan), kita dapat mengukur dua gejala kelistrikan sekaligus. Sedang CRO dua beam (dua sumber elektron gun) dapat mengukur tiga gejala listrik sekaligus, dengan kemampuan yang cukup tinggi.

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

1

Unit I

Pengenalan aplikasi osiloskop Secara garis besar suatu osiloskop ditunjukan pada Gambar 2.1.

G1

A

T LH K

G2

G3

LV

Gambar 2.1. Blok diagram suatu Osiloskop Keterangan : Ø K merupakan sumber electron gun yang biasa disebut katoda. Ø G1 adalah grid yang diberi tegangan negatif terhadap katoda, digunakan untuk mengatur intensitas (terang tidaknya) gambar. Ø G2 dan G3 adalah grid 2 dan grid 3 yang diberi tegangan positif terhadap katoda, digunakan untuk memfokuskan berkas elektron, sehingga berkas sinar yang diperoleh pada tabir menjadi jelas dan tajam. Ø A adalah anoda yang biasanya diberi tegangan positif sampai ± 1000 V, digunakan untuk menarik elektron dari katoda menuju tabir. Ø T adalah tabir yang dibuat dari zat pendar/flour, yang akan bercahaya kalau ditumbuk elektron. Ø LV adalah lempeng vertikal yang digunakan untuk menarik berkas elektron tersebut kearah atas dan bawah. Ø LH adalah lempeng horizontal yang digunakan untuk menarik berkas elektron tersebut kearah kiri dan kanan. Secara sederhana cara kerjanya adalah sebagai berikut elektron mempunyai muatan negatif, maka jika pada lempeng vertikal bagian atas diberi muatan/tegangan positif, elektron akan berbelok keatas. Kalau lempeng vertikal diberi tegangan bolakbalik (lempeng atas positif dan lempeng bawah negatif, kemudian dibalik lempeng atas negatif dan lempeng bawah positif, begitu seterusnya), maka pada tabir atau layar akan diperoleh berkas elektron yang naik-turun. Karena geraknya sangat cepat maka akan kelihatan sebagai garis lurus vertikal saja. Besarnya tegangan AC yang masuk pada lempeng vertikal menentukan panjang garis pada tabir, makin besar tegangan pada LV maka makin panjang garis yang diperoleh. Gejala listrik naik turun ini dapat kita buat bergerak ke kiri dan ke kanan dengan cara memasukkan tegangan TGG pada lempeng LH dan gambar yang diperoleh pada layar adalah sinusoide. Tegangan TGG (tegangan gigi gergaji/saw tooth) yang bentuknya memang mirip gigi gergaji digunakan untuk membuat gambar garis lurus

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

2

Unit I

Pengenalan aplikasi osiloskop

naik turun tadi menjadi bergerak ke kiri dan ke kanan membentuk gambar sinusoide. TGG ini kadang-kadang disebut tegangan alas waktu atau time base, karena selain untuk menarik garis naik turun tadi kearah horizontal juga berfungsi sebagai pengatur, agar gambar menjadi stabil (diam dan tidak lari-lari). Caranya adalah dengan mengatur agar frekuensi TGG sebanding dengan frekuensi tegangan yang diukur pada LV. Jadi dengan begitu sekarang kita telah memahami bagaimana cara terjadi pembentukan gambar pada layar suatu CRO. Hal yang perlu diingat adalah bahwa gejala tegangan yang diukur (dilihat gambarnya), dimasukkan pada lempeng vertikal, sedangkan TGG yang biasanya juga digunakan untuk menentukan frekuensi tegangan pada LV, dimasukkan pada LH. Suatu gejala sinus yang akan diukur dimasukkan pada LV dan secara bersamaan TGG dimasukkan pada LH. Kalau saat awal naiknya tegangan sinusoide tersebut bersamaan saat awal naiknya TGG, dan frekuensi sinusoide sebanding dengan frekuensi TGG maka pada layar akan diperoleh gambar sinusoide yang diam. Tetapi kalau kedua syarat diatas tidak dipenuhi, maka gambar akan free- running atau lari-lari. Untuk mengatasi hal itu dikenal istilah syncronisasi digunakan untuk menyamakan saat awal TGG bersamaan dengan saat awal sinusoide dan digunakan untuk membuat frekuensi TGG sebanding (kelipatan bilangan bulat) dengan frekuensi sinusoide. Syncronisasi ini dapat dilakukan baik secara internal maupun external. Syncronisasi internal artinya syncronisasi tersebut dikerjakan oleh rangkaian yang ada dalam CRO itu sendiri. Sedangkan syncronisasi external berarti syncronisasi tersebut dilakukan oleh tegangan dari luar CRO. Istilah yang lain bahwa CRO dapat digunakan secara external artinya TGG yang ada dalam CRO diputus sambungannya terhadap lempeng LH dan sebagai gantinya gelombang external (dari luar CRO) dimasukkan ke dalam LH untuk mengganti fungsi TGG. Prinsip ini digunakan untuk mengukur beda fase dan perbedaan frekuensi secara lissajous. Didalam CRO masalah syncronisasi kebanyakan dilaksanakan dengan cara triggering, artinya time base (TGG) dibangunkan (ditrigger) oleh sebagian sinyal dari LV. Dengan cara triggering ini dapat dibuat agar saat awal gelombang pada tabir adalah naik (slope +), saat awal gelombang adalah turun (slope -) dan saat awal dapat diatur "level" nya (tinggi dan letak saat awal tersebut). Salah satu kesulitan dalam CRO adalah bahwa untuk membelokkan berkas elektron pada lempeng-lempeng tersebut (LH dan LV) diperlukan tegangan yang cukup tinggi. Untuk mengatasi hal ini pada tiap masukan vertikal dilengkapi dengan amplifier. Amplifier ini dapat diatur penguatannya dan disesuaikan dengan besarnya tegangan input yang masuk (pada panel depan CRO dikenal sebagai tombol volt/div). Pada panel depan CRO tombol volt/div, digunakan untuk mengatur frekuensi tegangan TGG dalam CRO.

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

3

Unit I IV.

Pengenalan aplikasi osiloskop LANGKAH KERJA PRAKTIKUM

1. Cara menghidupkan dan mengkalibrasi osiloskop. Setelah tombol power ditekan, maka lampu on akan menyala. Atur kedudukan tombol-tombol time/div dan volt/div baik untuk channel 1 ataupun channel 2 pada posisi CAL. Kemudian lakukan pengkalibrasian dengan cara menghubungkan probe untuk masing-masing input channel ke input CAL. Bandingkan hasil yang diperoleh dengan nilai yang tertera pada input CAL, jika belum sama aturlah tombol volt/div pada channel yang akan dikalibrasi. Untuk memilih input channel mana yang dikalibrasi dan ditampilkan pada layar osiloskop gunakan tombol CH I/II. Terang-gelap tampilan dapat diatur dengan tombol intens sedangkan untuk memfokuskan tampilan aturlah tombol focus. Kedudukan tampilan gambar dapat diatur dengan tombol Y position pada channel 1 dan channel 2 serta tombol X position. Kalau kedudukan berkas garis mendatar tidak horizontal (agak miring), berkas garis tersebut dapat dibuat mendatar dengan mengatur trace rotation. 2. Mengukur tegangan peak to peak (Vpp). Tegangan AC dari suatu trafo dapat kita ukur dengan CRO, caranya kutub trafo yang akan kita ukur dihubungkan ke input X (channel 1). Atur tombol volt/div channel 1 pada kedudukan yang bisa dibaca, gunakan tombol X position dan Y position untuk mengatur kedudukan gambar pada layar. Untuk mengatur agar gambar tampak stabil gunakan tombol time/div. Ukurlah tinggi antara antara puncak atas dan puncak bawah gambar gelombang yang diperoleh pada layar. Tegangan Vpp = tinggi x harga kedudukan volt/div Maka tegangan RMS-nya dapat dihitung dengan cara : Tegangan RMS = 0.5 x 0.7 x Vpp Bandingkan hasilnya dari yang tertulis pada trafo dengan yang diperoleh pengukuran diatas. 3. Mengukur frekuensi. Dari percobaan kedua kita juga dapat mengukur besar frekuensi, dengan cara membaca kedudukan time/div. Untuk mempermudahkan pembacaan, lakukan pengaturan tombol X position. Ukurlah panjang satu gelombang penuh (λ) dari gambar yang diperoleh, maka periode atau waktu getar (T) dari gelombang tsb adalah T = λ x harga kedudukan time/div Maka frekuensi getar gelombang tersebut adalah f = 1/T Hz

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

4

Unit I

Pengenalan aplikasi osiloskop

4. Melihat dua gelombang sekaligus secara bersamaan. Masih mengacu percobaan kedua, hubungkan input Y (channel 2) pada kutub trafo yang lain. Kemudian lakukan pengesetan tombol-tombol seperti pada percobaan kedua tsb. sampai terlihat gelombang yang terbaca pada layar. Atur kedudukan mode CHOP pada DUAL, maka gelombang yang diukur pada input X (channel 1) dan input Y (channel 2) akan terlihat secara bersamaan pada layar. Untuk mengatur kedudukan masing-masing gelombang gunakan tombol Y position pada channel 1 dan channel 2. Bila kedudukan mode CHOP pada ADD maka gambar yang terlihat pada layar adalah hasil penambahan antara gelombang pada channel 1 dan channel 2. 5. Mengukur frekuensi PLN dengan cara Lissajous. Selain cara seperti pada percobaan ketiga, frekuensi tegangan PLN dapat diukur dengan cara membandingkannya dengan frekuensi yang dibangkitkan oleh AFG yang telah diketahui besarnya. Tugas praktikum : a) Susun rangkaian seperti Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Pengukuran frekuensi PLN dengan sebuah trafo b) Hubungkan input channel 1 ke output trafo dan channel 2 ke output FG. c) Atur kedudukan tombol X–Y pada kondisi “on” dan kedudukan volt/div channel 1 dan channel 2 pada kedudukan yang sama. d) Atur output frekuensi FG sehingga terbentuk pola-pola interferensi seperti Gambar 2.3 yang menunjukkan bagaimana perbandingan frekuensi antara gelombang yang masuk pada lempeng horizontal fH (channel 1) dan gelombang yang masuk pada lempeng vertikal fV (channel 2). Catat tampilan yang terbentuk dan besar frekuensinya.

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

5

Unit I

Pengenalan aplikasi osiloskop

fH : fV = 1 : 1

fH : fV = 1 : 2

fH : fV = 3 : 1

fH : fV = 1 : 3

fH : fV = 2 : 3

Gambar 2.3 Pola-pola interferensi e) Buat analisa data (berisi gambar-gambar, perhitungan yang perlu dilakukan) kemudian berilah pembahasan anda terhadap analisa tersebut. f) Buat kesimpulan. 6. Mengukur beda fase.

Gambar 3.4 Rangkaian untuk pengukuran beda fase Titik A dan B pada Gambar 3.4 mempunyai beda fase, besarnya beda fase tergantung pada harga potensio. Jika nilai tahanan potensio (R) = 0 maka fasenya sama dengan 180o, sedangkan untuk R max, maka beda fase antara A dan B mendekati 0o. Pola-pola interferensi yang diperoleh jika antara A dan B mempunyai beda fase seperti pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5 Pola-pola interferensi beda fase

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

6

Unit I

Pengenalan aplikasi osiloskop Secara umum bahwa beda fase antara A dan B adalah θ = arc sin (a/A) A : tinggi antara puncak atas dan puncak bawah.(Gambar 3.6) a : jarak antara perpotongan elips dengan sumbu vertikal.(Gambar 3.6)

a

A

Gambar 3.6 Pembacaan penentuan beda fase Tugas praktikum : Susun rangkaian seperti Gambar 3.4 diatas. Hubungkan titik A input channel 1 dan titik B ke input channel 2, yang perlu diingat kedudukan tombol X – Y pada posisi “ON” dan tombol volt/div untuk channel 1 dan channel 2 pada posisi yang sama. Putar potensiometer 10K dari kedudukan awal (R=0) sampai nilai maksimum, catat setiap perubahan dari awal sampai akhir. Hitung beda fase dari gambar yang diperoleh atas pengubahan nilai potensio tsb.

J SELAMAT BERJUANG J

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

7

Unit II

Rangkaian dioda

UNIT II Rangkaian DIODA : • Penyearah Setengah Gelombang (Half-Wave Rectifier) & • Penyearah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier)

I.

BAHAN dan PERALATAN Bahan dan peralatan yang akan dipergunakan dalam kegiatan praktikum Penyearah Setengah Gelombang (Half-Wave Rectifier) dan Penyearah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier) antara lain adalah : A. Bahan Dioda Papan Percobaan (Experiment Board) Resistor dan Kapasitor Kabel Konduktor Kertas Milimeter Spidol Marker/Alat Tulis B. Peralatan Osiloskop Generator Sinyal Sumber Tegangan Searah (DC) Sumber Tegangan Bolak-balik (AC) Multimeter dan Voltmeter

II.

TUJUAN Tujuan dari praktikum Penyearah Setengah Gelombang (Half-Wave Rectifier) dan Penyearah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier) yaitu : a. memahami prinsip kerja dioda sebagai penyearah b. mampu membuat rangkaian penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh c. mengetahui perbedaan antara penyearah gelombang penuh dengan penyearah setengah gelombang d. mengetahui pengaruh kapasitor (C) dan beban (RL) pada hasil penyearahan

III.

PENDAHULUAN (DASAR TEORI) A. Penyearah Setengah Gelombang Salah satu dari kegunaan dioda antara lain sebagai penyearah, yaitu untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC). Tegangan AC sinusoidal yang memiliki nilai tegangan puncak sebesar V p akan memiliki nilai rata-rata dalam satu siklus sama dengan nol, sedangkan nilai

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

8

Unit II

Rangkaian dioda

tegangan efektifnya

Vrms =

(V rms ) terhadap nilai tegangan puncak adalah :

Vp 2

Untuk nilai tegangan rata-rata hasil penyearahan (dengan mengabaikan penurunan tegangan pada dioda), atau yang biasa disebut dengan tegangan DC, maka tegangan hasil penyearahan untuk penyearah setengah gelombang sebesar :

Vdc =

Vp

π

untuk harga

π = 3,14

Pembahasan selengkapnya mengenai kegunaan dioda untuk penyearahan dapat anda jumpai secara lengkap pada semua buku teks elektronika dasar, antara lain buku Integrated Electronics, Microelectronic, Electronic Principles, dll. Proses penyearahan akan menghasilkan output berupa tengangan searah (DC) yang masih mengandung riak (ripple), yaitu bentuk tegangan yang menyerupai tengangan AC yang masih menumpang diatas tengangan DC pada hasil penyearahan. Untuk mengurangi besarnya tegangan riak, maka dapat didekati dengan menggunakan harga kapasitor C yang sebesar mungkin, sehingga akan dapat menekan tegangan riak atau ripple serendah mungkin (mem-filter riak) sekaligus juga akan berfungsi sebagai pen-stabil (regulator) hasil output penyearahan. Salah satu bentuk rangkaian penyearah setengah gelombang, beserta bentuk tegangan input dan bentuk tegangan outputnya dapat dilihat pada gambar dibawah berikut ini : D (ideal)

AC

Vi

RL

Vo

Rec.½ Wave.Ga-05

(a). Rangkaian penyearah setengah gelombang

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

9

Unit II

Rangkaian dioda

(b). Tegangan input

(c). Tegangan output

B. Penyearah Satu Gelombang Penuh Kegunaan lain dari dioda yang lebih umum dipakai secara praktis yaitu sebagai penyearah gelombang penuh, dimana bentuk susunan yang paling banyak dipakai adalah susunan penyearah jembatan. Untuk penyearah jembatan ini, jumlah dioda yang akan dipergunakan sebanyak 4 (empat) buah dioda. Bentuk rangkaian penyearah jembatan dalam penyearah gelombang penuh dapat dilihat pada rangkaian berikut :

(a).Rangkaian penyearah gelombang penuh

(b). Tegangan input

(c). Tegangan output

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

10

Unit II

Rangkaian dioda

Pada rangkaian diatas arus pada beban RL selalu mempunyai arah yang sama untuk setiap siklus dari tegangan inputnya (tegangan AC), sehingga tegangan pada beban merupakan gelombang penuh seperti pada gambar tegangan output diatas. Pasangan dioda D1 dengan D3, demikian juga D2 dengan D4 selalu dalam keaddan yang sama (bersama-sama forward bias ataupun reverse bias). Untuk nilai tegangan rata-rata hasil penyearahan jembatan (dengan mengabaikan penurunan tegangan pada dioda) untuk penyearah gelombang penuh adalah sebesar : Vdc =

2V p

π

dimana harga

π = 3,14 . Nilai ini adalah dua kali

dari hasil penyearahan pada penyearah setangah gelombang. Dalam buku Integrated Electronics, persamaan penyearahan tegangan AC menjadi tegangan DC yang dihasilkan oleh rangkaian penyearah dioda dengan filter kapasitor (C) dapat juga dihitung dengan rumus pendekatan sebagai berikut :

 I  Vdc = V p −  dc  dimana V p adalah tegangan puncak (maksimum) dari  4 f .C  sumber tegangan input (AC), dan f adalah frekuensi dari sumber tegangan input (AC) sedangkan C adalah harga kapasitor yang terpasang paralel dengan beban pada output yang juga berfungsi sebagai penapis (filter). IV.

KEGIATAN PRAKTIKUM A. Penyearah Setengah Gelombang 1. Rancang dan buatlah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan menggunakan papan percobaan dan bahan komponen yang telah disediakan, berdasarkan rangkaian dibawah ini :

2. Ambil tegangan keluaran (Vo) dari rangkaian diatas, hubungkan dengan terminal masuk osiloskop pada Channel 2, demikian juga dengan tegangan masukan (Vi) dari sumber tegangan bolak-balik (AC) pada Channel 1. Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

11

Unit II

Rangkaian dioda

3. Amati secara kuantitatif bentuk gelombang, frekuensi gelombang pada tegangan keluaran (Vo) maupun tegangan masukan (Vi) pada rangkaian diatas tanpa kapasitor (C = 0 Farad) dengan harga beban (RL) tetap. Catat hasilnya pada lembar kerja praktikum A. 4. Amati secara kuantitatif bentuk gelombang, frekuensi gelombang dan pengaruh beberapa harga kapasitor (C variabel) pada tegangan keluaran rangkaian percobaan diatas untuk harga beban (RL) tetap (RL tetap, C berubah). Catat hasilnya pada lembar kerja praktikum B. 5. Untuk beberapa harga C yang tetap, ubahlah harga beban (RL variabel), selanjutnya amati pengaruhnya pada tegangan keluaran rangkaian (RL berubah, C tetap). Catat hasilnya pada lembar kerja praktikum C. B. Penyearah Satu Gelombang Penuh 1. Rancanglah rangkaian penyearah gelombang penuh untuk jenis penyearah jembatan, dengan menggunakan papan percobaan dan bahan komponen lain yang telah disediakan. Sebagai panduan dasar pembuatan rangkaian, bisa berpedoman pada rangkaian dibawah ini :

2. Ambil tegangan masukan (Vi) pada rangkaian yang anda buat, hubungkan dengan terminal masuk osiloskop pada Channel 1, demikian juga untuk tegangan keluaran (Vo) dari rangkaian pada Channel 2. 3. Amati secara kuantitatif bentuk gelombang, frekuensi gelombang pada tegangan keluaran (Vo) maupun tegangan masukan (Vi) pada rangkaian diatas tanpa kapasitor (C = 0 Farad) dengan harga beban (RL) tetap. Catat hasilnya pada lembar kerja praktikum 1. 4. Amati secara kuantitatif bentuk gelombang, frekuensi gelombang dan pengaruh beberapa harga kapasitor (C variabel) pada tegangan keluaran

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

12

Unit II

Rangkaian dioda

rangkaian percobaan diatas untuk harga beban (RL) tetap (RL tetap, C berubah). Catat hasilnya pada lembar kerja praktikum 2. 5. Untuk beberapa harga C yang tetap, ubahlah harga beban (RL variabel), selanjutnya amati pengaruhnya pada tegangan keluaran rangkaian (RL berubah, C tetap). Catat hasilnya pada lembar kerja praktikum 3. V.

DATA PRAKTIKUM Masukkan data hasil praktikum anda pada lembar kerja praktikum yang telah disediakan untuk masing-masing kegiatan.

VI.

TUGAS dan PERTANYAAN 1. Dengan Vin yang ada, hitung nilai Vdc untuk masing-masing data yang diperoleh dengan menggunakan rumus perhitungan. Bandingkan hasilnya dengan hasil pengukuran praktikum. Beri penjelasan ! 2. Bagaimanakah pengaruh harga kapasitor pada tegangan hasil penyearahan pada seluruh percobaan untuk kedua rangkaian diatas ? 3. Bagaimanakah pengaruh tahanan beban (RL) pada tegangan hasil penyearahan pada seluruh percobaan untuk kedua rangkaian diatas ? 4. Bagaimana hubungan frekuensi keluar ( f out ) terhadap frekuensi input

( f in ) pada selutuh percobaan untuk kedua rangkaian diatas ? 5. Menurut analisa anda, apa yang akan terjadi pada hasil keluaran apabila pada penyearah jembatan diatas jenis dioda yang dipergunakan tidak sama ? 6. Berikan kesimpulan dan saran pada praktikum modul I ini !

♣♠~ SELAMAT BERJUANG ~♦♥

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

13

Unit III

Karakteristik transistor bipolar

UNIT III Karakteristik Transistor Bipolar I.

BAHAN dan PERALATAN Bahan dan peralatan yang akan dipergunakan dalam kegiatan praktikum Karakteristik Transistor Bipolar adalah : A. Bahan Transistor Bipolar Papan Percobaan Resistor dan Kapasitor Kabel Konduktor Kertas Milimeter Spidol Marker/Alat Tulis B. Peralatan Osiloskop Generator Sinyal Sumber Tegangan Searah (DC) Multimeter dan Voltmeter

II.

TUJUAN Tujuan dari praktikum Karakteristik Transistor Bipolar antara lain adalah : a. mampu mempelajari karakteristik transistor (kurva IC terhadap VCE ) b. mampu memahami pengertian garis beban transistor c. mampu menentukan titik kerja suatu transistor berdasarkan garis beban dan karakteristiknya

III.

PENDAHULUAN (DASAR TEORI) Transistor dalam pengoperasiannya harus dipilih pada daerah linier, supaya didapatkan sinyal hasil keluaran (output) yang tidak megalami kerusakan/cacat sinyal (distorsi). Agar dapat mengoperasikan transistor tepat di daerah linier tersebut, maka perlu memahami kurva karakteristik, titik-kerja, garis beban dan disipasi daya transistor maupun teknik pembiasan (pra-tegangan) pada transistor. 1. Disipasi daya Transistor Pada gambar kurva karakteristik transistor bipolar dibawah ini ditunjukkan grafik harga arus yang mengalir di kaki kolektor pada sebuah transistor bipolar (IC) terhadap perubahan tegangan antara kaki kolektor dan kaki emitor (VCE). Bentuk kurva karakteristik tersebut sering juga disebut dengan kurva karakteristik keluaran/output IC - VCE

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

14

Karakteristik transistor bipolar

20

40

60

80

100

IC (mA)

Unit III

Gambar 1. Kurva karakteristik IC-VCE

Transistor akan dapat bekerja dengan baik (tidak mengalami distorsi) apabila daerah titik kerjanya (titik operasi) dipilih pada daerah sebelah kiri dan sebelah bawah dari garis beban A-B pada kurva karakteristik IC-VCE tersebut. Besar daya yang didisipasikan ke kaki kolektor merupakan perkalian antara nilai tegangan pada kaki kolektor-emitor (VCE) dengan nilai arus yang mengalir pada kaki kolektor (IC), atau dirumuskan P = VCE x IC . Nilai dari daya disipasi maksimum transistor tersebut tidak boleh dilampui pada waktu mengoperasikan transistor, hal ini untuk menghindari terjadinya kerusakan yang permanen pada transistor. 2. Garis Beban DC Dengan menggunakan bantuan kurva karakteristik IC-VCE dan garis beban dari transistor, maka akan dapat ditentukan besar sinyal input maksimum yang dapat diumpankan pada transistor. 3. Persamaan Garis Beban Garis beban suatu transistor dapat digambarkan melalui suatu persamaan rangkaian yang disebut dengan persamaan garis beban. Persamaan garis beban

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

15

Unit III

Karakteristik transistor bipolar

tersebut dapat diturunkan dari rangkaian transistor dengan bantuan Kirchoff’s Voltage Law (KVL), yang diterapkan pada rangkaian transistor tersebut. Persamaan yang akan diperoleh tergantung dari bentuk rangkaian pembiasan yang dimiliki oleh transistor yang bersangkutan dan susunan komponen resistifnya. Namun pada umumnya persamaan garis beban dapat didekati dengan bentuk persamaan VCC = IC RC + VCE Dengan menggunakan bantuan persamaan umum tersebut, tempat kedudukan beberapa titik kerja dapat ditentukan dengan cara menentukan lokasi titik koordinat (VCE,IC), dimana sumbu mendatar adalah sumbu VCE dan sumbu vertikal adalah sumbu IC. Titik-titik koordinat istimewa dapat diperoleh dengan memasukkan nilai-nilai VCE dan IC. Titik potong dengan sumbu horisontal akan terjadi pada saat IC=0, sehingga nilai VCE=VCC, atau pada titik koordinat (VCC,0). Sedangkan titik potong dengan sumbu vertikal akan terjadi pada saat VCE=0, sehingga IC=VCC/RC, atau pada titik koordinat (0,VCC/RC). Dari sini terlihat bahwa kemiringan garis beban sangat dipengaruhi oleh faktor sumber tegangan VCC maupun nilai resistor RC. 4. Titik Kerja Transistor Garis beban (garis A-B) akan memotong sekelompok kurva arus basis (IB), yang mana nilai IB bernilai konstan (tetap) untuk tiap kurva arus basis, pada beberapa tempat/titik. Nilai IB dapat ditentukan dengan cara mengatur rangkaian pembiasan. Perpotongan antara kurva IB dengan garis beban ini disebut dengan titik kerja transistor atau sering disebut dengan istilah Q. Pada gambar diatas terlihat terdapat enam tempat titik kerja transistor (1 s.d 6) untuk masing-masing nilai arus basis IB. Titik kerja merupakan titik korrdinat yang mengandung nilai tegangan dan arus. Titik ini merupakan nilai awal yang akan dipergunakan transistor untuk pengoperasian/pemrosesan terhadap sinyal masukan. Selanjutnya sinyal yang masuk tersebut akan memberikan pengaruh langsung terhadap nilai arus IB. Sehingga pada akhirnya juga akan menggeser titik kerja transistor dari posisi semula (karena perubahan nilai IB). Dengan adanya sinyal masukan tersebut (yang berakibat bergesernya titik kerja), maka arus IB akan naik-turun sepanjang garis beban yang juga bersesuaian dengan perubahan sinyal masuk. Sinyal masukan ini dimungkinkan akan menggeser titik kerja sampai pada titik-titik istimewa yang ada pada transistor, yaitu sampai titik batas atas atau pada kondisi arus IC mengalir maksimum. Karena pada kondisi ini nilai VCE = 0 dan IC = VCC/RC. Pada kondisi ini transistor

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

16

Unit III

Karakteristik transistor bipolar

disebut berada dalam kondisi jenuh atau kondisi saturasi. Kondisi istimewa yang lain yaitu pada saat titik kerja transistor bergeser pada titik batas bawah. Pada kondisi ini arus kolektor sama sekali tidak mengalir (IC = 0), namun tegangan VCE bernilai maksimum (VCE = VCC). Pada kondisi ini transistor berada dalam kondisi mati atau cut-off. IV.

TUGAS PENDAHULUAN 1. Tentukan harga arus IB, IC dan IE pada rangkaian pembiasan transistor dibawah ini (gambar 2), apabila diketahui nilai β = 100. 2. Lakukan perhitungan yang sama seperti pada soal nomor satu untuk gambar 3. 3. Apa pengaruh RE sebesar 2K pada rangkaian tersebut? Bagaimana pula pengaruhnya apabila harga RE diperbesar dan diperkecil?

Gambar 2. 4K IB

6V

200K + VBE -

+ V - CE IE

IC

12 V

2K

Gambar 3.

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

17

Unit III

V.

Karakteristik transistor bipolar

KEGIATAN PRAKTIKUM 1. Rancanglah rangkaian seperti pada gambar 4. dibawah ini :

Gambar 4. (A) merupakan alat ukur arus (Amperemeter) sedangkan (V) merupakan alat ukur tegangan (Voltmeter). Amperemeter pada kaki basis untuk mengukur harga IB, sedangkan pada kaki kolektor untuk mengukur harga IC. Nilai IC juga dapat dihitung dengan cara pembagian hasil pengukuran tegangan pada RC dibagi dengan nilai resistansi pada kaki kolektor tersebut (RC). Voltmeter pada kaki kolektor-emitor untuk mengukur harga VCE. 2. Dengan nilai VBB = 1,7 Volt (atau ditentukan oleh asisten Anda), aturlah harga RB untuk mendapatkan nilai IB yang sekecil mungkin yang dapat diukur oleh amperemeter. Catat nilai RB pada posisi. 3. Ubahlah nilai VCC, mulai dari 0 Volt sampai dengan 12 Volt (atau ditentukan oleh asisten Anda) dengan selisih kenaikan sebesar 2 Volt. 4. Catatlah harga IC dan VCE untuk setiap nilai VCC yang anda berikan. Jaga supaya IB tetap konstan. Masukkan dalam tabel pengamatan. 5. Ulangi langkah nomor 2, 3 dan 4 untuk nilai IB yang lain sebanyak lima kali, dimana nilai IB yang baru adalah sebesar 50% dari nilai IB yang sebelumnya. 6. Dari hasil data yang diperoleh, gambarkan kurva karakteristik IC terhadap VCE dalam kertas milimeter. 7. Selanjutnya untuk membuat garis beban DC, maka kita pilih nilai VCC dengan nilai maksimum dari percobaan diatas (12 Volt atau ditentukan oleh asisten Anda). Dengan kondisi seperti ini, selanjutnya RB diubah untuk mendapatkan nilai-nilai IB minimum dan maksimum berdasarkan nilai-nilai Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

18

Unit III

Karakteristik transistor bipolar

IB pada percobaan sebelumnya (atau dibatasi oleh daya maksimum yang dapat diterima oleh transistor). Selanjutnya pada kedua kondisi ini lakukan pengukuran nilai VCE dan IC untuk mendapatkan perpotongan garis beban dengan sumbu vertikal dan sumbu horisontal. 8. BONUS !!! Untuk dapat mengamati bentuk gelombang keluaran pada berbagai titik kerja dapat dilakukan percobaan berikut ini: a. Berikan nilai VCC seperti pada langkah nomor 7 diatas. b. Pilih nilai IB yang terkecil, sedang dan terbesar dalam langkah nomor 5 diatas dengan mengatur nilai VBB atau RB. c. Hubungkan generator sinyal sinus secara paralel terhadap VBB. d. Amati bentuk sinyal keluaran pada titik VCE dengan menggunakan osiloskop, bandingkan dengan bentuk sinyal masukan. e. Amati perbedaan sinyal hasil keluaran untuk ketiga nilai IB pada langkah 8 b diatas. VI.

DATA PRAKTIKUM Masukkan data hasil praktikum anda pada lembar kerja praktikum yang telah disediakan untuk masing-masing kegiatan.

VII.

TUGAS dan PERTANYAAN 1. Apakah fungsi dari garis beban DC pada transistor bipolar? 2. Bagaimanakah langkah-langkah untuk mendapatkan garis beban DC? 3. Apakah pengaruh VBB dalam menentukan titik kerja pada garis beban? 4. Menurut analisa anda bagaimana pengaruh sinyal output yang akan diperoleh apabila transistor dioperasikan pada titik kerja berikut: a. Cut-off b. Aktif c. Saturasi 5. Apa saja kesimpulan dan saran yang dapat anda berikan berkaitan dengan percobaan modul II ini.

VIII.

REFERENSI 1. MILMAN, Integrated Electronic, BAB 5

♣♠~ SELAMAT BERJUANG ~♦♥

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

19

Unit IV

Transistor sebagai penguat

MODUL IV TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT I.

BAHAN dan PERALATAN Bahan dan peralatan yang akan dipergunakan dalam kegiatan praktikum Transistor Sebagai Penguat adalah : A. Bahan Transistor Bipolar Papan Percobaan Resistor dan Kapasitor Kabel Konduktor Kertas Milimeter Spidol Marker/Alat Tulis B. Peralatan Osiloskop Generator Sinyal Sumber Tegangan Searah (DC) Multimeter dan Voltmeter

II.

TUJUAN Tujuan dari praktikum pada modul III ini antara lain yaitu : 1. Menentukan impedansi input dan impedansi output dari suatu penguat transistor bipolar. 2. Mencari harga penguatan dari suatu penguat transistor bipolar. 3. Memahami rangkaian transistor dengan konfigurasi Common Emitter (CE) yang dipergunakan sebagai penguat.

III.

PENDAHULUAN (DASAR TEORI) 1. Impedansi Input (Masukan). Transistor sebagai penguat dapat diperhatikan pada rangkaian gambar 1 dibawah berikut ini. Pada rangkaian tersebut terdapat impedansi input ZIN atau RIN yang pada suatu penguat didefinisikan sebagai perbandingan antara tegangan sinyal pada sinyal input terhadap arus yang masuk pada rangkaian tersebut. Atau dapat Vin . Iin Untuk mendapatkan nilai impedansi input dapat dilakukan dengan dua

dirumuskan dengan persamaan Rin =

macam cara. Cara pertama yaitu dengan menghubungkan suatu resistor, sebut saja RX1, yang sudah diketahui nilai resistansinya. Kemudian tegangan yang Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

20

Unit IV

Transistor sebagai penguat

terdapat pada resistor RX1 tersebut diukur dengan menggunakan Voltmeter. Dari hasil pengukuran tersebut dapat dihitung arus yang mengalir pada resistor RX1 dengan menggunakan bantuan hukum Ohm, yaitu sebesar IX, yang juga merupakan nilai dari IIN. Selanjutnya dengan menggunakan Voltmeter juga, dilakukan pengukuran tegangan input dari rangkaian penguat diatas, yaitu tegangan pada titik B-C. Hasilnya merupakan nilai VIN dari rangkaian penguat. Akhirnya dengan menggunakan kedua hasil diatas (IIN dan VIN), harga RIN pada rangkaian penguat transistor dapat dilakukan perhitungan dengan menggunakan bantuan hukum Ohm.

Gambar 1. Transistor sebagai penguat. Cara lain untuk mendapatkan impedansi input adalah dengan menggunakan bantuan resistor variabel RX1 yang dipasang pada titik A-D seperti pada gambar rangkaian diatas. Setelah resistor RX1 terpasang pada rangkaian, maka nilai resistor diubah-ubah sampai didapatkan harga tegangan pada titik B-C bernilai setengah dari nilai harga tegangan pada sumber Vs. Apabila kondisi ini sudah diperoleh, maka lepaskan resistor variabel RX1 dari rangkaian, selanjutnya ukurlah nilai resistansi RX1 tersebut. Harga impedansi input yang dicari dengan cara kedua ini adalah nilai dari RX1 yang terukur pada kondisi terakhir tersebut. Untuk transistor dengan konfigurasi Common Emitter (CE), maka untuk memperbesar harga impedansi input dapat dilakukan dengan cara menambahkan resistor umpan-balik (degeneratif) RE pada kaki emittor dari rangkaian transistor diatas. Selain itu pada RE juga diberikan kapasitor CE dengan susunan paralel terhadap RE yang bertujuan sebagai kapasitor pelolos

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

21

Unit IV

Transistor sebagai penguat

(bypass) dengan fungsi untuk menghilangkan (degenerasi) terhadap sinyal bolak-balik.

pengaruh

unpan-balik

2. Impedansi Output (Keluaran). Impedansi output ZO atau RO dari suatu penguat dapat ditentukan dengan cara menggunakan bantuan resistor variabel RX2. Langkahnya adalah dengan terlebih dahulu mengukur tegangan keluaran VO dalam kondisi tanpa beban (tanpa RX2). Selanjutnya resistor RX2 dihubungkan pada terminal output (keluaran) dan dilakukan pengukuran tegangan pada resistor RX2 tersebut. Lakukan pengubahan nilai RX2 sehingga diperoleh tegangan pada resistor RX2 bernilai setengah dari tegangan VO sebelumnya (pada kondisi tanpa beban). Setelah kondisi terakhir ni diporoleh, maka selanjutnya lepaskan RX2 dari rangkaian dan ukurlah nilai tahanan dari RX2 tersebut. Harga dari pengukuran RX2 pada kondisi terakhir ini adalah merupakan impedansi output ZO yang dicari. 3. Penguatan Tegangan dan Penguatan Daya Penguatan tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut : AV =

VOUT VIN

Apabila nilai-nila tegangan pada input dan output diketahui, maka besarnya penguatan tegangan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan tersebut. Untuk penguatan daya, persamaan yang dipergunakan adalah : P = P dan apabila dinyatakan dalam bentuk dB, maka : P( dB ) = 10 log  OUT  PIN

POUT PIN

  

Daya input dan daya output dapat dilakukan perhitungan apabila nilai dari tegangan input, tegangan output, impedansi input dan impedansi output diketahui. 4. Perbedaan Fasa Perbedaan fasa antara sinyal input dan sinyal output dapat diamati dengan menggunakan osiloskop. IV.

TUGAS PENDAHULUAN 1. Apa yang dimaksudkan dengan penguat transistor? 2. Parameter apa sajakah yang dapat mempengaruhi kualitas dari suatu penguat transistor?

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

22

Unit IV

Transistor sebagai penguat

3. Hitunglah harga impedansi input, impedansi output, dan penguat daya pada rangkaian dibawah berikut ini.

4. Masih adakah teknik lain dalam mencari nilai impedansi output, selain teknik yang sudah disebutkan pada rangkaian gambar 1 diatas? Bagaimanakah caranya? Jelaskan dengan lengkap! V.

KEGIATAN PRAKTIKUM 1. Rancang dan buatlah rangkaian transistor seperti pada Gambar 1 diatas untuk mendapatkan inpedansi input. 2. Berikan nilai tegangan VCC = 12 Volt, RE = 10 Ω dan sumber tegangan VS sebesar 4 VPP pada frekuensi 10K Hz. 3. Hubungkan resistor variabel RX1 seperti pada rangkaian tersebut, dan atur nilai RX1 sehingga diperoleh tegangan pada RX1 bernilai sebesar 2 VPP. Selanjutnya lepaskan RX1 dari rangkaian dan ukur harga resistansi RX1 untuk mendapatkan harga impedansi input. 4. Ubahlah nilai RE dengan nilai lain yang lebih besar (misalnya nilai RE = 47 Ω dan RE = 470 Ω), kemudian ulangi percobaan pada langkah 3 diatas. 5. Ulangi percobaan langkah 1 s.d 4 pada percobaan diatas dengan menambahkan kapasitor CE sebesar 1 μF yang disusun paralel terhadap RE. 6. Pada langkah percobaan untuk mendapatkan impedansi output, gunakan juga rangkaian transistor seperti pada gamabar 1 diatas. Namun resistor variabel RX1 diganti dengan hubung singkat, nilai tegangan VCC tetap 12 Volt dan nilai-nilai komponen yang belum ditetapkan dianggap sama seperti pada langkah percobaan untuk mendapatkan impedansi input diatas.

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

23

Unit IV

Transistor sebagai penguat

7. Ukurlah tegangan keluaran VO dalam keadaan terbuka (tanpa menggunakan beban atau tanpa resistor variabel RX2), catat nilai tegangan VO tersebut. 8. Hubungkan resistor variabel RX2 pada VO sebagai beban output (keluaran), dan jaga kondisi sinyal input agar tetap seperti semula. 9. Ubahlah nilai RX2 sehingga diperoleh tegangan pada RX2 sebesar setengah dari tegangan VO yang telah diukur sebelumnya (tanpa beban). 10. Setelah kondisi tersebut diperoleh, lepaskan RX2 dari rangkaian dan selanjutnya ukurlah harga RX2 tersebut. Harga RX2 yang diperoleh tersebut merupakan harga dari impedansi output rangkaian transistor diatas. 11. Untuk mendapatkan harga penguatan transistor pada rangkaian transistor seperti pada gambar 1 diatas dapat dilakukan langkah percobaan berikut ini: 12. Pada rangkaian gambar 1 diatas, gantilah RX1 dengan hubung singkat. 13. Gunakan RE = 10 Ω dan berikan VS = 4 VPP serta VCC = 12 Volt. Selanjutnya amati bentuk dan ukur tegangan input maupun tegangan output dengan osiloskop pada kondisi tanpa beban RX2. Catat dan gambarkan bentuk gelombang beserta nilai yang menyertainya. 14. Ulangi percobaan dengan menggunakan nilai RE = 47 Ω dan RE = 470 Ω. 15. Ulangi percobaan dengan memberikan kapasitor paralel CE sebesar 1 μF terhadap RE (untuk RE = 10 Ω, RE = 47 Ω dan RE = 470 Ω). VI.

DATA PERCOBAAN Masukkan data hasil praktikum anda pada lembar kerja praktikum yang telah disediakan untuk masing-masing kegiatan praktikum diatas.

VII.

TUGAS dan PERTANYAAN 1. Dari seluruh percobaan yang telah Anda lakukan hitunglah impedansi input dan impedansi output rangkaian! 2. Apa pengaruh R1, R2 dan RE terhadap impedansi input dan impedansi output? Jelaskan! 3. Apa saja yang mempengaruhi impedansi output? Sebutkan dan jelaskan! 4. Dari seluruh percobaan yang telah dilakukan, hitunglah harga penguatan daya dari rangkaian diatas. 5. Apakah pengaruh beban dalam penguatan tegangan dan penguatan daya? Jelaskan! 6. Apa fungsi kapasitor yang dipergunakan dalam rangkaian diatas? 7. Gambarkan garis beban AC maupun DC dari rangkaian penguat diatas!

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

24

Unit IV

Transistor sebagai penguat

8. Bagaimana hubungan frekuensi dan phasa dari sinyal input dan sinyal output untuk rangkaian penguat diatas? 9. Sebutkan beberapa contoh aplikasi/penggunaan dari rangkaian penguat diatas ! 10. Apa kesimpulan dan saran anda setelah mengikuti praktikum modul III ini ?

♣♠~ SELAMAT BERJUANG ~♦♥

Laboratorium Teknik Elektronika dan Teknik Digital

25

UNIT I PENGENALAN APLIKASI OSILOSKOP NAMA DAN NIM PRAKTIKAN PARTNER KELOMPOK

TANGGAL PRAKTIKUM WAKTU PRAKTIKUM ASISTEN

: ……………………………………… : 1…………………………………….. : 2…………………………………….. : 3…………………………………….. : ……………………………………… : ……………………………………… : ………………………………………

PARAF ASISTEN

: ………………………………………

1. Cara menghidupkan dan mengkalibrasi osiloskop

2. Mengukur tegangan peak to peak (Vpp).

3. Mengukur frekuensi

(NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………)

UNIT I PENGENALAN APLIKASI OSILOSKOP NAMA DAN NIM PRAKTIKAN PARTNER KELOMPOK

TANGGAL PRAKTIKUM WAKTU PRAKTIKUM ASISTEN

: ……………………………………… : 1…………………………………….. : 2…………………………………….. : 3…………………………………….. : ……………………………………… : ……………………………………… : ………………………………………

PARAF ASISTEN

: ………………………………………

4. Melihat dua gelombang sekaligus secara bersamaan

5. Mengukur frekuensi PLN dengan cara Lissajous

6. Mengukur beda fase

(NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………)

LEMBAR KERJA PRAKTIKUM - UNIT II RANGKAIAN PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG

NAMA DAN NIM PRAKTIKAN PARTNER KELOMPOK

TANGGAL PRAKTIKUM WAKTU PRAKTIKUM ASISTEN

: ……………………………………… : 1…………………………………….. : 2…………………………………….. : 3…………………………………….. : ……………………………………… : ……………………………………… : ………………………………………

PARAF ASISTEN

: ………………………………………

(NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………)

Penyearahan tanpa menggunakan kapasitor (C = 0 Farad) Nilai beban tetap/konstan sebesar RL = ..................................Ohm No

V in [Volt]

frek. input [Hz]

1

2 VP

200

2

2 VP

800

3

4 VP

200

4

4 VP

800

Bentuk V in (Gambar)

V out [Volt]

A

frek. output [Hz]

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

Bentuk V out (Gambar) Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

Penyearahan dengan tegangan input tetap sebesar V in : .................Volt Frekuensi input tetap sebesar f : ...................Hz (200 Hz s/d 800 Hz) Nilai beban tetap/konstan sebesar RL = ....................Ohm No

C [Farad]

V out [Volt]

Bentuk V out (Gambar)

frek. output [Hz]

1

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

2 3

Penyearahan dengan tegangan input tetap sebesar V in : .................Volt Frekuensi input tetap sebesar f : ...................Hz (200 Hz s/d 800 Hz) Nilai kapasitansi tetap/konstan sebesar C = ....................Farad No 1 2 3

B

RL [Ohm]

V out [Volt]

frek. output [Hz]

C Bentuk V out (Gambar)

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

LEMBAR KERJA PRAKTIKUM - UNIT II RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH

NAMA DAN NIM PRAKTIKAN PARTNER KELOMPOK

TANGGAL PRAKTIKUM WAKTU PRAKTIKUM ASISTEN

: ……………………………………… : 1…………………………………….. : 2…………………………………….. : 3…………………………………….. : ……………………………………… : ……………………………………… : ………………………………………

PARAF ASISTEN

: ………………………………………

(NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………)

Penyearahan tanpa menggunakan kapasitor (C = 0 Farad) Nilai beban tetap/konstan sebesar RL = ..................................Ohm No

V in [Volt]

frek. input [Hz]

Bentuk V in (Gambar)

V out [Volt]

Bentuk V out (Gambar)

frek. output [Hz]

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

1

1 Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

Penyearahan dengan tegangan input tetap sebesar V in : .................Volt Frekuensi input tetap sebesar f : ...................Hz Nilai beban tetap/konstan sebesar RL = ....................Ohm No

C [Farad]

V out [Volt]

Bentuk V out (Gambar)

frek. output [Hz]

1

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

2 3

Penyearahan dengan tegangan input tetap sebesar V in : .................Volt Frekuensi input tetap sebesar f : ...................Hz Nilai kapasitansi tetap/konstan sebesar C = ....................Farad No 1 2 3

2

RL [Ohm]

V out [Volt]

frek. output [Hz]

3 Bentuk V out (Gambar)

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

LEMBAR KERJA PRAKTIKUM - UNIT III KARAKTERISTIK TRANSISTOR BIPOLAR NAMA DAN NIM PRAKTIKAN PARTNER KELOMPOK

TANGGAL PRAKTIKUM WAKTU PRAKTIKUM ASISTEN

: ……………………………………… : 1…………………………………….. : 2…………………………………….. : 3…………………………………….. : ……………………………………… : ……………………………………… : ………………………………………

PARAF ASISTEN

: ………………………………………

(NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………)

Percobaan Kurva Karakteristik Transistor Bipolar Nilai RC : …………..Ohm VBB yang dipergunakan sebesar : …………..Volt. IBo yang terukur : ……………….μ A. Nilai RB : ………………Ohm Perhitungan Pengukuran VCC [Volt] Keterangan IC=VRC/RC [mA] IC [mA] VRC [V] VCE [V] 0 2 4 6 8 10 12

VCC [Volt]

IB1 = 1,5 x IBo : ……………….μ A. Nilai RB : ………………Ohm Pengukuran Perhitungan IC=VRC/RC [mA] VRC [V] VCE [V] IC [mA]

Keterangan

0 2 4 6 8 10 12

VCC [Volt]

IB2 = 1,5 x IB1 : ……………….μ A. Nilai RB : ………………Ohm Pengukuran Perhitungan IC=VRC/RC [mA] VRC [V] VCE [V] IC [mA]

Keterangan

0 2 4 6 8 10 12

VCC [Volt] 0 2 4 6 8 10 12

Nilai RB : ………………Ohm IB3 = 1,5 x IB2 : ……………….μ A. Pengukuran Perhitungan IC=VRC/RC [mA] IC [mA] VRC [V] VCE [V]

Keterangan

VCC [Volt]

IB4 = 1,5 x IB3 : ……………….μ A. Nilai RB : ………………Ohm Pengukuran Perhitungan IC=VRC/RC [mA] IC [mA] VRC [V] VCE [V]

Keterangan

0 2 4 6 8 10 12 VCC [Volt] 0 2 4 6 8 10 12

IB5 = 1,5 x IB4 : ……………….μ A. Nilai RB : ………………Ohm Pengukuran Perhitungan =V I IC [mA] VRC [V] VCE [V] C RC/RC [mA]

Keterangan

LEMBAR KERJA PRAKTIKUM - MODUL III KARAKTERISTIK TRANSISTOR BIPOLAR

NAMA DAN NIM PRAKTIKAN PARTNER KELOMPOK

TANGGAL PRAKTIKUM WAKTU PRAKTIKUM ASISTEN

: ……………………………………… : 1…………………………………….. : 2…………………………………….. : 3…………………………………….. : ……………………………………… : ……………………………………… : ………………………………………

PARAF ASISTEN

: ………………………………………

(NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………)

Percobaan Garis Beban DC Transistor Bipolar VCC yang dipergunakan sebesar : …………..Volt. Parameter tetap ( VBB / RB ) *) sebesar : …………..( Volt / Ohm ) *) Parameter Variabel ( VBB / RB ) **)

Perhitungan

Pengukuran IC [mA]

VRC [V]

VCE [V]

IC=VRC/RC [mA]

Keterangan

min middle max Keterangan : *) Pilih salah satu dari pilihan yang ada. Keterangan : **) Pilih dengan pilihan yang berbeda dari *) Percobaan BONUS!!! Pengamatan Bentuk Sinyal Transistor Bipolar VBB :…………….Volt VCC :…………….Volt VCE :…………….Volt IB :…………….μ A RB :…………….Ohm IC :…………….mA Bentuk sinyal input VIN:…………..VPP Bentuk sinyal output VOUT…………..VPP Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

VBB :…………….Volt IB :…………….μ A RB :…………….Ohm Bentuk sinyal input VIN:…………..VPP

VCC :…………….Volt VCE :…………….Volt IC :…………….mA Bentuk sinyal output VOUT…………..VPP

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

VBB :…………….Volt IB :…………….μ A RB :…………….Ohm Bentuk sinyal input VIN:…………..VPP

VCC :…………….Volt VCE :…………….Volt IC :…………….mA Bentuk sinyal output VOUT…………..VPP

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div)

LEMBAR KERJA PRAKTIKUM - MODUL IV TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT

NAMA DAN NIM PRAKTIKAN PARTNER KELOMPOK

TANGGAL PRAKTIKUM WAKTU PRAKTIKUM ASISTEN

: ……………………………………… : 1…………………………………….. : 2…………………………………….. : 3…………………………………….. : ……………………………………… : ……………………………………… : ………………………………………

PARAF ASISTEN

: ………………………………………

(NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………) (NIM:………………)

Percobaan IMPEDANSI INPUT Tanpa CE VS :…………………….VPP RE :…………….Ohm

VCC :……………………..Volt RE :…………….Ohm RE :…………….Ohm

RX1 :…………….Ohm

RX1 :…………….Ohm

RX1 :…………….Ohm

ZIN :…………….Ohm

ZIN :…………….Ohm

ZIN :…………….Ohm

Dengan CE VS :…………………….VPP CE :…………….F

VCC :……………………..Volt CE :…………….F CE :…………….F

RE :…………….Ohm

RE :…………….Ohm

RE :…………….Ohm

RX1 :…………….Ohm

RX1 :…………….Ohm

RX1 :…………….Ohm

ZIN :…………….Ohm

ZIN :…………….Ohm

ZIN :…………….Ohm

Percobaan IMPEDANSI OUTPUT VCC :……………………..Volt

VIN :……………………..Volt

VO (Open) :…………….Volt VO (RX2) :…………….Volt RX2

:…………….Ohm

ZO

:…………….Ohm Percobaan PENGUATAN TRANSISTOR

Tanpa CE VS :…………….VPP VCC :…………….Volt RE :…………….Ohm VS :…………….VPP VCC :…………….Volt RE :…………….Ohm VS :…………….VPP VCC :…………….Volt RE :…………….Ohm

VIN :…………..VPP

VOUT :…………..VPP

Gunakan Kertas Milimeter ! Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div) & tombol Time/Div) Gunakan Kertas Milimeter ! Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div) & tombol Time/Div) Gunakan Kertas Milimeter ! Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div) & tombol Time/Div)

Keterangan

Dengan CE VS :…………….VPP VCC :…………….Volt RE :…………….Ohm VS :…………….VPP VCC :…………….Volt RE :…………….Ohm VS :…………….VPP VCC :…………….Volt RE :…………….Ohm

VIN :…………..VPP

VOUT :…………..VPP

Gunakan Kertas Milimeter ! Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div (catat posisi tombol Volt/Div & & tombol Time/Div) tombol Time/Div) Gunakan Kertas Milimeter ! Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div (catat posisi tombol Volt/Div & & tombol Time/Div) tombol Time/Div) Gunakan Kertas Milimeter ! Gunakan Kertas Milimeter ! (catat posisi tombol Volt/Div (catat posisi tombol Volt/Div & tombol Time/Div) & tombol Time/Div)

Keterangan