Oleh : Kelompok 2
NAMA MAHASISWA NIM
1. Ahmad Wahyu Tri Utama 141910201030 2. Dwi Sukma Aji 141910201031 3. Drajat Kurniawan 141910201033 4. Joni Pranata 141910201034 5. Rizqi Afif 141910201036
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JEMBER
83
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Tujuan
1. Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja dan prinsip kerja dari transistor. 2. Mahasiswa mampu menganalisa penguatan pada transistor kelas A.
1.2 Latar Belakang
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus masukannya (BJT) atau tegangan masukannya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Salah satu fungsinya adalah transistor sebagai penguat sinyal AC. Selain sebagai penguat arus, transistor juga bisa digunakan sebagai penguat tegangan pada sinyal AC. Untuk pemakaian transistor sebagai penguat sinyal digunakan beberapa macam teknik pembiasan basis transistor. Dalam bekerja sebagai penguat sinyal AC, transistor dikelompokkan menjadi beberapa jenis penguat yaitu: penguat kelas A, penguat kelas B, penguat kelas AB, dan kelas C.
84
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Landasan Teori
Apabila sebuah transistor mempunyai titik aktif di tengah-tengah dari garis beban DC, suatu sinyal AC yang kecil mengakibatkan transistor bekerja di daerah aktif dalam seluruh siklusnya. Apabila isyarat membesar, transistor terus bekerja di daerah aktif selama waktu mencapai puncak-puncaknya sepanjang garis beban titik jenuh tidak terpotong. Untuk membedakan cara operasi ini dari jenis-jenis lainnya, operasi tersebut disebut dari kelas A. Operasi kelas A berarti dimana tidak terjadi pengguntingan di kedua ujung dari sinyal AC. Apabila pengguntingan terjadi, operasi tersebut tidak lagi disebut dari operasi kelas A.
Setiap daripada penguat terdiri dari dua macam beban yaitu beban DC dan beban AC. Dan ini kita berarti mengenal dua jenis garis beban yaitu garis beban DC dan garis beban AC. Kita dapat menurunkan garis beban DC dengan menganalisis rangkaian ekivalen DC. Dan untuk memperoleh garis beban kita juga harus menganalisis rangkaian ekivalen AC. Dalam sebuah penguat linier, sebuah transistor bekerja sebagai sebuah sumber arus selama sinyal AC kecil. Akan tetapi apabila isyarat besar transistor dapat didesak ke keadaan jenuh atau keadaan cut off dimana transistor tidak lagi berperilaku sebagai sumber arus.
Complience dari sebuah sumber adalah jangkauan dari tegangan operasi dari sumber tersebut. Misalkan apabila sebuah sumber arus dapat bekerja antara suatu tegangan minimum 5 V dan sebuah tegangan maksimum 25 V, maka sumber tersebut mempunyai kebutuhan sebesar 20 V. Kepatuhan DC dari sebuah penguat transistor adalah jangkauan tegangan operasi DC dari kolektor.
85
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Gambar Rangkaian
Gambar 1 Rangkaian Penguatan Transistor kelas A
3.2 Alat dan Bahan
1. Multimeter 2. Oscilloscope 3. Power supply 4. Function generator 5. Jumper 6. Transistor 2n2222 7. Resistor 330 Ω dan 10 KΩ 8. Kapasitor 470 dan 1 .
86
3.3 Prosedur kerja
1 Merangkai rangkaian seperti pada gambar yang sudah ditentukan. 2 Mengukur VCE, VB, IC, IE, dengan Vin = 0.
3 Menghitung IC (sat) dengan rumus IC (sat) = .
4 Mengukur Vout (VCE) saat Vin 10 mV – 2 V.
5 Menghitung penguat dengan rumus P =
.
6 Membuat tabel dari hasil praktikum.87
BAB IV ANALISA DATA
4.1 Data Hasil Percobaan
4.1.1 Penguatan 0,5 kali No Vin (V) Cin (μF) Cout (μF) V/div (V) T/div (ms) T L Vout (V) 1 0,5 470 1 1 1 0,25 2 0,25 2 1 470 1 1 1 0,5 2 0,5 3 1,5 470 1 1 1 0,75 2 0,75 4 2 470 1 1 1 1 2 1 5 2,5 470 1 1 1 1,25 2 1,25 6 3 470 1 2 1 0,75 2 1,5 7 3,5 470 1 2 1 0,875 2 1,75 8 4 470 1 2 1 2 2 2 4.2.2 Penguatan 1 kali No Vin (V) Cin (μF) Cout (μF) V/div (V) T/div (ms) T L Vout (V) 1 0,5 1 470 1 1 0,5 2 0,5 2 1 1 470 1 1 1 2 1 3 1,5 1 470 1 1 1,5 2 1,5 4 2 1 470 1 1 2 2 2 5 2,5 1 470 1 1 2,5 2 2,5 6 3 1 470 2 1 2 2 3 7 3,5 1 470 2 1 2,1 2 3,5 8 4 1 470 2 1 2,2 2 4
88
4.2 Analisa Pembahasan
Pada percobaan kali ini, akan melakukan percobaan mengenai penguatan transistor kelas A. Pada dasarnya harus mengetahui terlebih dahulu maksud dari penguatan transistor kelas A, penguatan kelas A merupakan penguat dengan titik kerja yang berada di tengah garis beban transistor, arti dari berada di tengah ini adalah tegangan kerja transistor (VB) adalah setengah VCE. Prinsip kerja penguat transistor kelas A adalah menguatkan seluruh daur masukan sehingga keluarannya merupakan salinan asli yang terbesar amplitudonya. Dalam penguat kelas A, unsur penguatnya diberi tegangan sedemikian sehingga rangkaian itu selalu menghantarkan dan di operasikan pada bagian yang linear pada lingkungan karakteristik penguat. Setiap daripada penguat terdiri dari dua macam beban yaitu beban DC dan beban AC. Dan ini kita berarti mengenal dua jenis garis beban yaitu garis beban DC dan garis beban AC. Kita dapat menurunkan garis beban DC dengan menganalisis rangkaian ekivalen DC. Dan untuk memperoleh garis beban kita juga harus menganalisis rangkaian ekivalen AC. Dalam sebuah penguat linier, sebuah transistor bekerja sebagai sebuah sumber arus selama sinyal AC kecil. Akan tetapi apabila isyarat besar transistor dapat didesak ke keadaan jenuh atau keadaan cut off di mana transistor tidak lagi berperilaku sebagai sumber arus. Complience dari sebuah sumber adalah jangkauan dari tegangan operasi dari sumber tersebut. Misalkan apabila sebuah sumber arus dapat bekerja antara suatu tegangan minimum 5 V dan sebuah tegangan maksimum 25 V, maka sumber tersebut mempunyai kebutuhan sebesar 20 V. Kepatuhan DC dari sebuah penguat transistor adalah jangkauan tegangan operasi DC dari kolektor.
Pada percobaan kali ini yaitu bertujuan untuk memahami prinsip kerja dari transistor dan juga mampu menganalisa penguatan pada transistor kelas A. Untuk mencapai tujuan tersebut, membutuhkan alat dan bahan agar dapat melakukan percobaan dan membuat rangkaian seperti yang ditunjukkan di dalam modul. Alat dan bahan yang akan digunakan pada percobaan kali ini yaitu multimeter, oscilloscope, power supply, funnction generator, jumper, transistor, resistor dan kapasitor setelah semua alat dan bahan telah disiapkan, selanjutnya yaitu merangkai rangkaian. Pada percobaan kali ini yaitu akan melakukan dua percobaan. Pada percobaan yang pertama mengenai penguatan setengah kali dan percobaan yang kedua yaitu penguatan satu kali.
Pada percobaan yang pertama yaitu mengenai pengautan setengah kali. Sebelum melakukan percobaan, yaitu harus merangkai terlebih dahulu semua komponen seperti gambar yang ada di dalam modul. Pada percobaan kali ini yaitu mencari nilai Vout, nilai Vout tersebut dapat dilihat pada gambar sinyal yang terdapat pada osilloscope.
89 Nilai input yang digunakan pada percobaan kali ini yaitu sebesar 0,5 Volt, 1 Volt, 1,5 Volt, 2 Volt, 2,5 Volt, 3 Volt dan 4 Volt.
Pada percobaan kali ini yaitu menggunakan kapasitor input sebesar 1 μF dan kapasitor output sebesar 470 μF. Selanjutnya pada nilai tegangan input sebesar 0,5 Volt kami dapatkan nilai tegangan output sebesar 0,25 Volt. Kemudian pada tegangan input sebesar 1 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 0,5 Volt. Selanjutnya pada tegangan input sebesar 1,5 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 0,75 Volt. Selanjutnya pada tegangan input sebesar 2 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 1 Volt. Selanjutnya pada tegangan input sebesar 2,5 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 1,25 Volt. Selanjutnya pada tegangan input sebesar 3 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 1,5 Volt. Selanjutnya pada tegangan input sebesar 3,5 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 1,75 Volt. Selanjutnya pada tegangan input sebesar 4 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 2 Volt.
Selanjutnya yaitu melakukan percobaan yang kedua yaitu mengenai penguatan satu kali. Nilai tegangan input yang digunakan pada percobaan kali ini sama dengan nilai tegangan input yang pertama. Pada tegangan input sebesar 0,5 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 0,5 Volt. Pada nilai tegangan input sebesar 1 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 1 Volt. Pada nilai tegangan input sebesar 1,5 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 1,5 Volt. Pada nilai tegangan input sebesar 2 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 2 Volt. Pada nilai tegangan input sebesar 2,5 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 2,5 Volt. Pada nilai tegangan input sebesar 3 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 3 Volt. Pada nilai tegangan input sebesar 3,5 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 3,5 Volt. Dan yang terakhir untuk nilai tegangan input sebesar 4 Volt didapatkan nilai tegangan output sebesar 4 Volt.
Dari hasil percobaan tersebut dapat disimpulkan bahwa pada penguatan satu kali gelombang sinyal yang terbentuk mengikuti sinyal input yang digunakan, semakin besar maka nilai outputnya yang didapatkan akan semakin besar juga. Pada penguatan setengah kali nilai yang dihasilkan pada Vout setengah kali dari nilai Vin. Begitu juga pada penguatan satu kali, diketahui nilai Vin akan sama dengan nilai Vout karena penguatan sebanyak satu kali.
90
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari yang kami lakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada saat penguatan 0,5 x, tegangan output yang dihasilkan setengah kali tegangan input yang digunakan. Pada saat tegangan sebesar 1,5 Volt menghasilkan tegangan output sebesar 0,75 Volt dan Pada saat tegangan sebesar 2 Volt menghasilkan tegangan output sebesar 1 Volt.
2. Pada saat penguatan 1x, tegangan output yang dihasilkan sama dengan tegangan input yang digunakan. Pada saat tegangan sebesar 2 Volt menghasilkan tegangan output sebesar 2 Volt dan Pada saat tegangan sebesar 2,5 Volt menghasilkan tegangan output sebesar 1,5 Volt.
3. Pada saat penguatan 0,5x, gelombang sinyal output yang terbentuk memiliki amplitudo setengah dari amplitudo gelombang sinyal input. Data tersebut dapat dilihat pada lampiran gambar gelombang sinyal penguatan 0,5 x.
4. Pada saat penguatan 1 x, gelombang sinyal output yang terbentuk memiliki amplitudo sama dengan amplitudo gelombang sinyal input. Data tersebut dapat dilihat pada lampiran gambar gelombang sinyal penguatan 1 x.
5. Semakin besar nilai tegangan input yang digunakan, maka nilai tegangan output yang dihasilkan akan semakin besar. Data tersebut dapat dilihat di dalam data hasil percobaan mengenai penguatan 0,5x maupun penguatan 1x.
Lampiran Perhitungan a. Penguatan 0,5 kali 1. AV = 2. AV = 3. AV = 4. AV = 5. AV = 6. AV = 7. AV = 8. AV = b. Penguatan 1 kali 1. AV = 2. AV = 3. AV = 4. AV = 5. AV = 6. AV = 7. AV = 8. AV =
Gambar Sinyal Oscilloscope a. Tabel penguatan 0,5 kali
No Vin Cin Cout V/div T/div Vout 1 1 µF 470 µF 1 V 1 ms 2 1 µF 470 µF 1 V 1 ms 3 1 µF 470 µF 1 V 1 ms 4 1 µF 470 µF 1 V 1 ms 5 1 µF 470 µF 1 V 1 ms 6 1 µF 470 µF 2 V 1 ms 7 1 µF 470 µF 2 V 1 ms 8 1 µF 470 µF 2 V 1 ms
b. Tabel penguatan 1 kali
No Vin Cin Cout V/div T/div Vout 1 470 µF 1 µF 1 V 1 ms 2 470 µF 1 µF 1 V 1 ms 3 470 µF 1 µF 1 V 1 ms 4 470 µF 1 µF 1 V 1 ms 5 470 µF 1 µF 1 V 1 ms 6 470 µF 1 µF 2 V 1 ms 7 470 µF 1 µF 2 V 1 ms 8 470 µF 1 µF 2 V 1 ms