Soal Dan Jawaban Mid 2007

UJIAN TENGAH SEMESTER JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UGM Mata Kuliah : Elektronika Dasar Hari dan Tanggal : Senin, 26 Maret 2007 Waktu : 100 menit Sifat : buku tertutup Dosen .: .Ir. Bambang Sutopo,M.Phil

1.a. Jelaskan penyebab dioda menghantar saat diberi tegangan maju dan tidak menghantar saat diberi tegangan balik. 1.b. Jelaskan prinsip kerja dioda varaktor. 2. Hitunglah tegangan output pada rangkaian dibawah ini.

Vout

3.a. Hitunglah arus yang mengalir pada meter arus, dan hambatan R =10 Ohm. b. Jelaskan arah arus yang mengalir pada meter arus dan hambatan beban. ▬

Vi=10 mV 220 KΩ

+ mA

100 KΩ

__ oooo0000000-26-3-2007-00000000oooo

10 Ω

Beban

Jawaban Mid 26 Maret 2007 1a. Dioda menghantar pada saat tegangan maju, sebab tegangan maju menyebabkan menyempitnya daerah deplesi di sambungan bahan PN. Daerah deplesi ini bersifat sebagai penghambat aliran hole ataupun elektron bebas. Bila daerah deplesi menyempit atau malah hilang sama sekali maka dengan mudah elektron bebas ataupun hole melewati daerah perbatasan ini. Dioda bisa menghantarkan arus listrik saat bertegangan maju. Saat dioda diberi tegangan balik, berakibat daerah deplesi bertambah lebar. Hal ini menyebabkan daerah isolator bertambah besar akibatnya arus sukar mengalir atau tidak dapat mengalir. Dioda tidak dapat menghantarkan arus listrik saat diberi tegangan balik. 1b. Dioda varaktor adalah dioda yang bersifat sebagai kapasitor. Sifat ini didapat bila dioda diberi tegangan balik maka daerah deplesi membesar. Semakin besar tegangan balik, semakin lebar daerah deplesi. Bagian P dan N bertindak sebagai elektroda dan daerah deplesi bertindak sebagai dielektrikum kalau dipikirkan sebagai kapasitor. Dioda varaktor dapat dipakai sebagai kapasitor bila diberi tegangan balik. 2. Dalam rangkaian ini disebutkan dioda ideal sehingga tegangan threshold Vd = 0 dan hambatan dalam Rd =0. Jadi saat menghantar dioda dapat dianggap hubung-singkat (closed), dan saat tidak menghantar dianggap hubung-buka. (open) Juga dalam rangkaian ini titik ground tidak bersambungan langsung dengan titik masukan, sehingga titik ground hanya sebagai simbol yang menandakan titik yang dihubungkan dengan ground mempunyai tegangan yang sama, sehingga titik-titik itu bisa disatukan. Maka rangkaian tersebut dapat disederhanakan sebagai berikut : Saat tegangan masukan berfase positip :

+

Vout 2,2K Ω

Vin

2,2K Ω 2,2K Ω

_ Vout =1/2 Vin (karena Rnya sama, ground ditengah)

Saat tegangan masukan berfase negatip:

_ 2,2K Ω Vin

2,2K Ω

Vout 2,2K Ω

+ Vout =1/2 Vin (karena R nya sama,Vout ditengah) Perhatian : Ingat Ground hanya simbul, bisa dihilangkan (setelah penyederhanaan) tanpa mengurangi maksud rangkaian. Arah arus dihambatan beban selalu sama dari Vout menuju ke ground baik untuk fase masukan positip maupun negatip. Akibatnya tegangan output sama dengan tegangan penyearah gelombang penuh (full wave)sehingga : Vout DC =

2

π

×

1 100 ×Vin −max = = 31,83 Volt 2 π

3. Rangkaian ini menggunakan konfigurasi penguat inverting (sinyal masukan pada masukan inverting dari op-amp). Meter arus tidak diketahui hambatan-dalamnya sehingga bisa dianggap berhambatan dalam = 0. Maka tegangan output (antara ujung-ujung R=10 Ohm) adalah : Vout = −

100 .000 1000 ×10 mV = − mV = −4,54 mVolt 220 .000 220

Arah arus (lihat panah)

▬

Vi=10 mV 220 KΩ

+ mA

100 KΩ

10 Ω

Beban

__

Perhitungan arus : Vout Vin 4,54 10 + = + = (0,454 + 0,0000454 ) mA 10 220 .000 10 220 .000 mA

I meter = I beban + I input = = 0,4540454 I beban =

Vout 4,54 = = 0,454 mA 10 10