Laporan Praktikum DAn Elektronika ELKA

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA

MODUL I : DIODA

MODUL II : TRANSISTOR

MODUL III : OPERATIONAL AMPLIFIER MODUL IV : FILTER AKTIF

Disusun Oleh:

Erna Temmerman Simanihuruk 14101088

Tanggal Dikumpulkan: 5 Desember 2015

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

(2)

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA

MODUL I: DIODA

Disusun Oleh:

Partner Praktikum:

1. Ervan Davidian 14101089

2. Fahmi 14101090

Tanggal Praktikum : 10 Desember 2015 Asisten Praktikum : Nurul Fatonah

Farah Izzah Fida Afifah Ifaz Fachrul

(3)

MODUL I DIODA

I. DASAR TEORI

Dioda merupakan komponen elektronika yang mempunyai dua elektroda (terminal), dapat berfungsi sebagai penyearah arus listrik. [1]_{Kata dioda berasal} dari pendekatan kata yaitu dua elektroda yang mana (di berarti dua) mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda. Anoda digunakan untuk polaritas positif dan katoda untuk polaritas negatif. Didalam dioda terdapat junction (pertemuan) dimana daerah semikonduktor type-p dan semi konduktor type-n bertemu.

Gambar 1.1 Simbol Dioda [1] _{Gambar 1.2 Sambungan P-N} [1] Dioda semikonduktor hanya dapat melewatkan arus pada satu arah saja, yaitu pada sat dioda memperoleh catu arah maju (forward bias). Pada kondisi ini dioda dikatakan bahwa dioda dalam keadaan konduksi atau menghantar dan mempunyai tahanan dalam dioda relative kecil. Sedangkan bila dioda diberi catu arah terbalik (Reverse bias) maka dioda tidak bekerja dan pada kjondisi ini dioda mempunyai tahanan dalam yang tinggi sehingga arus sulit mengalir. [2]

Dari kondisi tersebut maka dapat diketahui bahwa dioda hanya digunakan pada beberapa pemakain saja antara lain sebagai penyearah gelombang (rectifier), disamping kegunaan-kegunaan lainya misalnya sebagai Klipper, Clamper , pengganda tegangan dan lain-lain.

(4)

Dengan demikian dalam keadaan praktis hal yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan kapasitansi C yang bernilai besar. Nilai kapasitansi C yang besar akan memberikan pengaruh terhadap tegangan ripple yang kecil.

Pada penyearahan setengah-gelombang, dioda dihubungkan pada sumber AC yang menghasilkan tegangan input Vin, dan sebuah resistor beban RL, membentuk penyearah setengah gelombang. Perlu diingat bahwa semua simbol ground merupakan titik elektrik yang sama. Perlu diamati mengenai apa yang terjadi selama satu siklus dari tegangan input dengan menggunakan model ideal untuk dioda. Ketika tegangan input sinusoidal berjalan positif, dioda mengalami maju-bias dan mengalirkan arus melalui resistor beban. Arus menghasilkan tegangan output di seluruh beban, yang memiliki bentuk yang sama seperti setengah siklus positif dari tegangan input. Ketika tegangan input menjadi negatif pada paruh kedua dari siklus, dioda menjadi reverse-bias. Tidak ada, arus sehingga tegangan di resistor beban adalah nol. Hasilnya adalah bahwa hanya setengah siklus positif dari tegangan input AC muncul di seluruh beban. Karena output tidak berubah polaritasnya, keadaan tersebut disebut tegangan DC berdenyut

(5)

Gambar 1.4 Gelombang Output Penyearah Setengah Gelombang [2] Perbedaan antara gelombang penuh dan setengah gelombang adalah bahwa penyearah gelombang penuh memungkinkan arus searah untuk memuat selama seluruh siklus input dan rectifier setengah gelombang memungkinkan ini hanya setengah dalam salah satu siklus. Hasil rectifitation gelombang penuh tegangan output DC yang berdenyut setiap siklus setengah dari input.

(a) (b)

Gambar 1.5 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh [2] (a). Skema Rangkaian, (b). Gelombang Output

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

V. DAFTAR PUSTAKA

[1] Jumadi, “Pengertian dan Karakteristik Dioda,” Yogyakarta.

[2] S. W. A. Batahan Harahap, Desember 2005. [Online]. Available: http://www.smknperkapalan.net/pustakamaya/produktif/pt/modul/Memb aca%20dan%20mengidentifikasi%20komponen%20dioda.pdf. [Diakses 10 Desember 2015].

(28)

LAPORAN PRAKTIKUM

RANGKAIAN LISTRIK

MODUL II: TRANSISTOR

Disusun Oleh:

Partner Praktikum:

1. Ervan Davidian 14101089 2. Fahmi 14101090

Farah Izzah Fida Afifah Ifaz Fachrul

JL. D. I. PANJAITAN NO 128 PURWOKERTO

(29)

MODUL II TRANSISTOR

I. DASAR TEORI

Keuntungan komponen transistor dibanding dengan pendahulunya yakni tabung hampa, adalah ukuran fisiknya yang sangat kecil danringan. Bahkan dengan teknologi sekarang ini ratusan ribu transistor dapat dibuat dalam satu keping silikon. Disampig itu komponen semikonduktor ini membutuhkan sumber daya yang kecil serta efisiensi yang tinggi. [1]

Transistor merupakan komponen dasar untuk sistem penguat. Untuk bekerja sebagai penguat, transistor harus berada di daerah kerja aktif. Hasil bagi antara sinyal output dengan sinyal input inilah yang disebut faktor penguatan, yang sering diberi notasi A atau C. Ada 3 macam konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu : Common-Base (CB), Common Emitter (CE) dan Common-Collector (CC). Konfigurasi yang paling banyak dipakai sebagai penguat adalah Common-Emitter, karena mempunyai penguat arus (AI) dan penguatan tegangan (AV) yang tinggi. [1]

Prinsip yang dipakai di dalam transistor sebagi penguat yaitu arus kecil pada basis dipakai untuk mengontrol arus yang lebih besar byang diberikan ke kolektor melalui transistor tersebut. Dari hal ini dapat diketahui fungsi dari transistor hanya sebagai penguat ketika arus basis akan berubah. Perubahan arus kecil pada basis inilah yang dinamakan dengan perubahan besar pada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor.

(30)

Penguatan konfigurasi basis bersama adalah dan berharga <1. Konfigurasi ini jarang dipakai, namun demikian terdapat beberapa keuntungannya yaitu IC vs VCB sangat flat (datar), untuk VCB = 0, IC sudah konduksi. [3]

Gambar 2.1 Rangkaian Dasar Penguat Basis Bersama [2]

Penguat Emitor bersama adalah penguat yang lebih banyak digunakan. Penguat ini memiliki penguatan tegangan maupun penguatan arus. Hanya saja perlu diingat bahwa penguat emitor bersama ini mempunyai impedansi masukan yang relatif rendah dan impedansi keluaran yang relatif tinggi. Pada rangkaian penguat emitter bersama, terminal emitter dijadikan terminal bersama antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Sinyal masukan diberikan antara terminal basis dan emitter, sedang sinyal keluaran diambil dari terminal kolektor dan emitter. Berbeda dengan rangkaian penguat basis bersama, pada rangkaian penguat emitter bersama, penguatan arus yang dihasilkan cukup besar, demikian pula penguatan teganganya.

(31)

Penguat kolektor bersama sering dipakai sebagai transformator impedansi, karena impedansi masukan kolektor bersama yang tinggi, sedangkan impedansi keluaran kolektor bersama rendah. Penguat kolektor bersama ini lebih unggul dibanding transformator biasa dalam dua hal, yang pertama adalah tanggapan frekuensinya lebar dan yang kedua ada penguatan daya. Pada rangkaian penguat kolektor bersama, terminal kolektor dijadikan terminal bersama antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Sinyal masukan diberikan antara terminal basis dan kolektor, sedang sinyal keluaran diambil dari terminal kolektor dan emitter. Pada rangkaian penguat ini, penguatanya lebih kecil dari 1.

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

[1] H. D. Surjono, Elektronika: Teori dan Penerapan, Yogyakarta: Cerdas Ulet Kreatif, 2007.

[2] Anonymous, “Transistor Sebagai Penguat,” 2008. [Online]. Available: ftp://local.smkn2malang.sch.id/Modul%20Belajar/TKJ/Artikel%20Lain% 20Elektronika/Transistor/Tr%20Sbg%20Penguat.pdf. [Diakses 12 Desember 2015].

[3] S. K. Wijaya, “Analisa DC pada Transistor,” dalam Diktat Elektronika I, Depok, p. 158.

(46)

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTONIKA

MODUL III: OPERATIONAL AMPLIFIER

Disusun Oleh:

Partner Praktikum:

Rema Hindarko

Stefanus Tommy Christian Widianto

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

(47)

MODUL III

OPERATIONAL AMPLIFIER

I. DASAR TEORI

Operasional amplifier yang lebih dikenal dengan nama Op-Amp sebagai kependekan dan namanya, merupakan komponen elektronik yang kegunaannya sangat banyak. Ukuran Op-Amp sangat kecil yaitu sebesar kuku jari kita, tujuan dari ukuran Op-Amp ini adalah untuk memudahkan dalam perancangan-perancangan piranti elektronik yang pada saat ini cenderung memimmalkan ukuran. [1]

Isi dan sebuah Op-Amp tediri dan puluhan transistor, resistor dan kapasitor yang dikemas dalam suatu rangkaian terpadu, sehingga Op-Amp dapat disebut juga rangkaian terpadu (IC = Integrated Circuit). Dimana fungsinya adalah mewakili suatu rangkian tertentu sehingga membentuk suatu rangkaian yang kompak. Pada umumnya keunggulan IC ini tidak mudah terganggu oleh pengaruh suhu ataupun kesalahan kecil karena bahan dan IC tersebut. Penguatan (gain) yang besar mempunyai input yang besar pula sehingga output-nya

benimpedansi rendah. Di dalam prakteknya, Op-Amp tidak dapat digunakan tanpa adanya komponen lain seperti resistor, kapasitor, dioda atau komponen lain. Untuk dapat memahami penggunaaan Op-Amp ini diperlukan adanya suatu

kemampuan menganalisa rangkaian listrik. Semakin banyak kemampuan kita menganalisa rangkaian listrik, semakin luas kita dapat menetapkan penggunaan Op-Amp. [1]

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). [2]

(48)

Gambar 3.1 Penguat Operasional [2]

Karena sifat-sifatnya yang agak mendekati penguat ideal ditambah bentuknya yang kompak berupa sebuah paket IC, maka Op-Amp banyak dipakai dalam berbagai rangkaian. Jenis aplikasi dan Op-Amp di antaranya adalah penguat AC, penjumlah dan pencampur audio, penguat diferensial dan instrumentasi, filter aktif, komparator, integrator, diferensiator, pengubah bentuk gelombang dan pembangkit gelombang (osilator). Namun aplikasi ini dibagi menjadi penguat linier dan penguat non linier.

Voltage Follower (Pengikut Tegangan), Rangkaian Voltage Follower berguna untuk meningkat arus tanpa mengubah tegangannya. Digunakan untuk mengubah sinyal berimpedansi tinggi (mudah terbebani) menjadi sinyal berimpedansi rendah (sukar terbebani) yang kokoh (robust). Gain tegangannya

1. Rin adalah tahananan yang sangat besar dan Rout adalah tahananan yang sangat

kecil. [3]

Gambar 3.2 Voltage Follower [3]

(49)

Gambar 3.3 Penguat Inverting [3]

Non Inverting Amplifier (Penguat Non-Inverting) mirip dengan penguat inverting tetapi fasa dari tegangan input akan sama dengan fasa tegangan output. Biasanya penguat non inverting lebih sering dipakai saat dihubungkan dengan pengatur. Penguat Non inverting. Hubungan antara tegangan output dan tegangan input dinyatakan dengan persamaan

Gambar 3.4 Penguat Non-Inverting [3]

Summing Amplifier (Penjumlah) digunakan sebagai penjumlah tegangan. Summing amplifier dapat digunakan untuk menjumlah tegangan dari beberapa

sumber yang memiliki arus yang berbeda. Menjumlahkan ini tidak mudah, bila kita menghubungkan tiga kabel biasa dengan tegangan 1 V, 2 V dan 4 Volt Gambar 3.8.b hasilnya tidak 7 Volt karena tergantung dari kabel yang memiliki tahanan terkecil, mungkin antara 1 – 4 Volt. [3]

Gambar 3.5 Ilustrasi penjumlahan tegangan [3]

(50)

Persamaan tegangan keluaran ditentukan sebagai berikut:

Differential Amplifier merupakan amplifier yang digunakan untuk mencari selisih tegangan dari dua sinyal yang masuk. Persamaan tegangan outputnya dinyatakan sebagai berikut: Tegangan Output merupakan tegangan tunggal yang mengacu pada ground biasanya disebut single-ended-voltage.

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

(57)

(58)

(59)

(60)

(61)

(62)

(63)

(64)

(65)

(66)

(67)

(68)

(69)

[1] S. D. Hamdani, Elektronika: Teori dan Penerapan, Yogyakarta: Cerdas Ulet Kreatif, 2007.

[2] Felisa, “Instrumen Penguat,” [Online]. Available:https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=we b&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwig0MjVjOfJAhXBto4KHRkWBs QFggaMAA&url=http%3A%2F%2Felisa.ugm.ac.id%2Fuser%2Farchive2Fd

ownload%2F50226%2F645cce8dbd58b37ee2a2fd2b680ec327&usg=AFQjC NHR7kDCX8_s5Plcx. [Diakses 19 Desember 2015].

[3] Anonymous, “Tinjauan Pustaka,” [Online]. Available:http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/27193/4/Chapter %20II.pdf. [Diakses 19 Desember 2015].

(70)

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTONIKA

MODUL IV: FILTER AKTIF

Disusun Oleh:

Partner Praktikum:

Rema Hindarko

Stefanus Tommy Christian Widianto

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRONIKA DAN TEKNIK DIGITAL

SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI TELEMATIKA TELKOM

(71)

MODUL IV

FILTER AKTIF

I. DASAR TEORI

Filter adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk membuang tegangan output pada frekuensi tertentu. Untuk merancang rangkaian filter dapat digunakan komponen pasif (R,L,C) dan komponen aktif (Op-Amp, transistor). Filter adalah suatu device yang memilih sinyal listrik berdasarkan pada frekuensi dari sinyal tersebut. Filter akan melewatkan gelombang/sinyal listrik pada batasan frekuensi tertentu sehinggaapabila terdapat sinyal/gelombang listrik dengan frekuensi yang lain (tidak sesuai dengan spesifikasifilter) tidak akan dilewatkan. Rangkaian filter dapat diaplikasikan secara luas, baik untuk menyaringsinyal pada frekuensi rendah, frekuensi audio, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu saja. [1]

Filter berkaian erat dengan pengolahan frekuensi. Filter diperlukan untuk pemisahan daerah frekuensi dan karena memerlukan pemisahan yang tajam, maka diperlukan filter orde dua atau lebih. Pada filter aktif, Op-Amp

digunakan sebagai penyangga (buffer). Tapis aktif sangat berguna dalam pemahaman terhadap kerja sistem penguat pada daerah frekuensi tertentu. [2]

Beberapa macam filter yang termasuk ke dalam filter aktif adalah :

1. Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter)

Tapis pelewat rendah atau tapis lolos rendah (low-pass filter) digunakan untuk meneruskan sinyal berfrekuensi rendah dan meredam sinyal berfrekuensi tinggi. Sinyal yang dihasilkan berupa sinyal listrik seperti perubahan tegangan maupun data-data digital seperti citra dan suara.

LPF akan melewatkan frekuensi rendah atau dengan kata lain low pass filter akan memberikan tegangan keluaran yang konstan dari DC hingga frekuensi cutoff . [3]

(72)

biasa digunakan pada tweeter) sebelum masuk speaker bass atau subwoofer (frekuensi rendah). Kumparan yang diletakkan secara seri dengan sumber tegangan akan meredam frekuensitinggi dan meneruskan frekuensi rendah, sedangkan sebaliknya kapasitor yang diletakkan seri akan meredam frekuensi rendah dan meneruskan frekuensi tinggi. [1]

Suatu filter lolos bawah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan -20 dB/dekade atau –6 dB/oktav. Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2.R2C1). [1] 2. Filter Lolos Atas (High Pass Filter)

High pass filter adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi, tetapi mengurangi amplitudo frekuensi yang lebih rendah dari pada frekuensi cutoff. Nilai-nilai pengurangan untuk frekuensi berbeda-beda untuk tiap-tiap filter ini .Filter ini disebut low cut filter, bass cut filter atau rumble filter yang juga sering digunakan dalam aplikasi audio. High pass

filter adalah lawan dari low pass filter, dan band pass filter adalah kombinasi dari high pass filter dan low pass filter. Filter ini berfungsi sebagai filter yang dapat memblokir component frekuensi rendah yang

tidak diinginkan dari sebuah sinyal komplek saat melewati frekuensi tertinggi. High pass filter yang paling simple terdiri dari kapasitor yang terhubung secara pararel dengan resistor, dimana reistansi dikali dengan kapasitor (RXC) adalah time constant (τ).

Rangkaian filter yang berfungsi untuk melewatkan frekuensi tinggi. Kebalikan dari LPF, yaitu melewatkan frekuensi diatas frekuensi cutoff. [3]

(73)

3. Filter Lolos Pita (Band Pass Filter)

Band-pass filter merupakan perangkat yang melewati frekuensi dalam kisaran tertentu dan menolak (attenuates) frekuensi di luar kisaran tersebut. Contoh dari analog elektronik band pass filter adalah sirkuit RLC (aresistor -induktor -kapasitor sirkuit). Filter ini juga dapat dibuat dengan menggabungkan-pass filter rendah dengan – pass filter tinggi.

BPF merupakan rangkaian yang melewatkan frekuensi pada daerah tertentu dan meredam frekuensi di luar daerah tsb. Batas-batas dari frekuensi yang dilewatkan pada bpf adalah FL (Frekuensi Rendah) sampai dengan FH (Frekuensi Tinggi), sedangkan tegangan antara FL (Frekuensi Rendah) dan FH (Frekuensi Tinggi) adalah frekuensi resonansi atau frek. Cutoff. [3]

Band pass filter digunakan terutama di nirkabel pemancar dan penerima. Fungsi utama filter seperti di pemancar adalah untuk membatasi bandwidth sinyal output minimum yang diperlukanuntuk menyampaikan data pada kecepatan yang diinginkan dan dalam bentuk yang diinginkan.

Pada receiver Sebuah band pass filter memungkinkan sinyal dalam rentang frekuensi yang dipilih untuk didengarkan, sementara mencegah sinyal pada frekuensi yang tidak diinginkan. Suatu filter lolos pita dapat disusun

dengan menggunakan dua tahap, pertama adalah filter lolos atas dan kedua adalah filter lolos bawah seperti pada gambar berikut: Penguatan tegangan untuk pita lolos adalah: Av = (-R2 / R1) (-R4 / R3) Besarnya frekuensicut off atas didapat dari: fCH = 1 / (2.R1C1) Besarnya frekuensi cut off bawah didapat dari: fCL =1 / (2.R4C2). [1]

(74)

(75)

(76)

(77)

(78)

(79)

(80)

(81)

(82)

(83)

(84)

(85)