laporan 1

(1)

LAPORAN

PRAKTIKUM TEKNIK GELOMBANG MIKRO

“Karakteristik Gunn Osilator”

Disusun oleh: Disusun oleh: Agustin Dwi Kurniawati Agustin Dwi Kurniawati

(1231130036) (1231130036) TT 2C TT 2C

TEKNIK TELEKOMUNIKASI

TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2013/2014

(2)

BAB 2. KARAKTERISTIK GUNN OSILATOR

2.1 Tujuan

1. Mengamati karakteristik arus dengan tegangan dari gunn osilator.

2. Mengamati daya yang dihasilkan gunn osilator sebagai fungsi tegangan. 3. Mengamati pengaruh tegangan sumber terhadap frekuensi yang

dihasilkan gunn osilator. 2.2 Alat yang digunakan

1. Gunn osilator

2. Diode detector probe

3. Saluran waveguide (250mm) : 2 buah 4. Slotted line

5. Terminasi resistor dengan detector 6. Multimeter digital 3 buah

7. Generator fungsi dengan catu daya (LM 4500) 8. Kabel BNC to banana

(3)

2.3 Teori dasar

Komponen gunn dalam kenyataannya bukan merupakan semikonduktor seperti pengertian yang kita pergunakan, karena semikonduktor tidak menunjukkan tranfer lapisan pengosongan. Sebenarnya arus yang mengalir dibentuk oleh perubahan pembawa mayoritas satu polaritas yaitu elektron.Pada tahun1963,ilmuwan inggris bernama S.B Gunn, menggunakan N-doped GaAs, meneliti kejadian arus osilasi pada saat kuat medan tertentu berlebihan yang mengelilingi daerah 2 kV/cm.Hubungan antara arus dan tegangan pada osilator Gunn seperti gambar berikut ini.

Gambar9.Karakteristik Diode Gunn

Di atas tegangan Uo,elemen gunn mempunyai resistansi negatif.Ini menjadi susunan khas dari Galium Arsenikum yang menghasilkan perbedaan mobilitas negatif seperti teori yang diberikan oleh kroemer. Setelah beberapa percobaan,gunn di tentukan bahwa pengaruh diode terowongan tidak terjadi pada kontak,tetapi pengaruh volume daerah pengosongan yang terjadi sebagai fungsi dari luas daerah.Elemen Gunn dapat berosilasi dan membangkitkan frekuensi hingga 100 Ghz dengan daya yang dihasilkan 800 mW hingga 5 Watt. Tabel berikut akan menunjukkan hubungan secara fisik antara panjang gelombang

dalam waveguide yang dapat diukur menggunakan slotted li ne.

Frekuensi = f

Panjang gelombang dalam ruang bebas = ᵡ_o

(4)

Tabel 1. Hubungan Panjang Gelombang Waveguide dengan frekuensi F (Ghz) ᵡ_o ᵡ_L 9,00 33,31 48,67 9,05 33,13 48,01 9,10 32,95 47,55 9,15 32,77 47,01 9,20 32,59 46,49 9,25 32,41 45,99 9,30 32,24 45,49 9,35 32,06 45,01 9,40 31,89 44,54 9,45 31,72 44,09 9,50 31,56 43,64 9,55 31,39 43,21 9,60 31,23 42,78 9,65 31,07 42,37 9,70 30,91 41,97 9,75 30,75 41,57 9,80 30,59 41,19 9,85 30,44 40,81 9,90 30,28 40,44 9,95 30,13 40,08 10,00 29,98 39,73 2.4 Langkah Percobaan

1.Susunlah rangkaian percobaan seperti diagram berikut ini .

Gambar 10. Rangkaian percobaan karakteristik gunn osilator

Catat karakteristik arus (IG) dan tegangan (UG) dari gunn osilator,dengan

(5)

yang sama catatlah nilai tegangan (UD) yang dihasilkan oleh detector pada

terminasi resistor, pada multimeter atau osiloskop.Ulangi langkah di atas untuk nilai tegangan kebalikannya yaitu dari 10 volt menuju ke nol volt. Catat nilainya dalam tabel pada lembar kerja 1.

2. Dari hasil pengukuran lagkah 1,gambar karakteristik arus dan tegangan dari gunn osilator

3.Gambarkan pula kurva tegangan output UD sebagai fungsi tegangan

sumber UG

4.Pasanglah slotted line dengan detector probe diantara kedua waveguide dan hubungkan output dari detector probe ke multimeter atau osiloskop (lihat konstruksi gambar di bawah ini ) dan dengan menggerakkan detector probe catatlah jarak tiap – tiap tegangan minimum yang terjadi

(pembacaan dari sebelah kiri ), sesuai dengan tegangan yang diberikan pada tabel di lembar kerja 4. Untuk menentukan frekuensi kerja dari

osilator gunakan tabel di atas.

(6)

Lembar kerja 1. Untuk langkah 1.

UG = tegangan catu pada gunn osilator

IG= arus yang melalui gunn osilator

UD= tegangan radiasi pada detector probe (terminasi resistor)

UG(volt) IG(mA) UD(mV) Catatan

0 0 6,9 0,5 -0,08 5 1 -0,08 4,1 1,5 -0,08 9,5 2 -0,07 6,1 2,5 -0,07 9,6 3 -0,07 7,6 3,5 -0,06 9,5 4 -0,06 8,8 4,5 -0,05 8,2 5 -0,04 9,8 5,5 -0,04 8,4 6 -0,03 8,8 6,5 -0,03 8,2 7 0,15 14,3 7,5 0,18 11,5 8 0,24 10,3 8,5 0,26 7,8 9 0,3 10,9 9,5 0,34 8,0 10 0,68 6,9

(7)

Lembar kerja 2 Untuk langkah 1

UG(volt) IG(mA) UD(mV) Catatan

10 0,37 8,8 9,5 0,32 9,3 9 0,52 9,8 8,5 0,24 13,5 8 0,20 10,9 7,5 0,19 12,3 7 0,18 8 6,5 0,13 11,7 6 0,07 10,5 5,5 0,04 13,9 5 0,01 11,9 4,5 0,02 14,9 4 - 0,01 13,8 3,5 -0,03 11,8 3 -0,04 9,8 2,5 -0,05 12 2 -0,07 10,1 1,5 -0,08 9,9 1 -0,08 14,2 0,5 -0,09 13,5 0 -0,09 9,9

(8)

Lembar kerja 3 0.090.09_0.08_0.08 0.07 0.05_0.04 0.03 0.010.020.01 0.04 0.07 0.13 0.180.190.2 0.24 0.34 0.32 0.37 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ig (mA) Ug (V) Ig (mA) 9.9 13.514.2 9.910.1 12 9.8 11.8 13.8 14.9 11.9 13.9 10.5 11.7 8 12.3 10.9 13.5 9.8 9.3 8.8 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 UD (mV) uG (V) Ud (mV)

(9)

Lembar kerja 4. Untuk langkah 4

1. Tegangan sumber 7,5 volt Jarak antar minimum 1 dan 7 S= 14 mm, ᵡ_L=S/3= 4,67 mm

Dari tabel ᵡLterhadap frekuensi f = 0,925 Ghz

Minimum Panjang mm 1 4 2 5 3 9 4 12,5 5 14 6 16 7 18

2. Tegangan sumber 8,5 volt Jarak antar minimum 1 dan 7 S= 13 mm, ᵡL=S/3= 4,33 mm

Dari tabel ᵡ_Lterhadap frekuensi f = 0,95 Ghz

Minimum Panjang mm 1 3 2 4,5 3 5 4 8 5 9,5 6 11 7 16

3. Tegangan sumber 9,5 volt Jarak antar minimum 1 dan 7 S= 20 mm, ᵡL=S/3= 6.67 mm

Dari tabel ᵡ_Lterhadap frekuensi f = tidak ada dalam tabel

Minimum Panjang mm 1 3 2 6 3 10 4 14 5 17 6 20 7 23

(10)

2.5 Analisa Hasil Percobaan

Pada tabel percobaan lembar kerja 1 didapatkan hasil bahwa tegangan catu gunn osilator _ mengalami kenaikan sebesar 0,5 V dimulai dari 0 V sampai 10 V. Pada hasil arus yang melalui gunn osilator  mengalami kenaikan disetiap

perubahan nilai  sedangkan hasil tegangan radiasi pada detector probe 

mempunyai nilai yang berbeda-beda disetiap . Untuk =0 V mempunyai

nilai  sebesar 0 mA. = 0,5 V – 1,5 V mempunyai nilai  sebesar -0,08 mA. = 2 V – 3 V mempunyai nilai  sebesar -0,07 mA. Setiap perubahan nilai 

mengalami kenaikan, kenaikan terbesar terjadi pada _=10V yaitu 0,68 mA. Sedangkan untuk _ mengalami perubahan nilai yang berbeda. Nilai terkecil terjadi pada _= 1V yaitu 4,1 mV dan _ yang terbesar terjadi pada _=7 V yaitu sebesar 14,3 mV.

Pada tabel percobaan lembar kerja 2 didapatkan hasil bahwa tegangan catu gunn osilator _ mengalami penurunan sebesar 0,5 V dimulai dari 10 V sampai 0 V. Pada hasil arus yang melalui gunn osilator _ mengalami perubahan disetiap perubahan nilai _ sedangkan hasil tegangan radiasi pada detector probe  mempunyai nilai yang berbeda-beda disetiap . Untuk =10 V

mempunyai nilai  sebesar 0,37 mA. = 9,5V mempunyai nilai  sebesar 0,32

mA. Setiap perubahan nilai  mengalami perbedaan nilai, kenaikan terbesar

terjadi pada _=9V yaitu 0,52 mA. Sedangkan untuk _ mengalami perubahan nilai yang berbeda. Nilai terkecil terjadi pada _= 7V yaitu 8 mV dan _ yang terbesar terjadi pada _=4,5 V yaitu sebesar 14,9 mV.

Perubahan nilai arus yang terjadi pada gunn osilator bisa disebabkan karena arus yang mengalir dibentuk oleh perubahan pembawa mayoritas satu polaritas yaitu electron. Selain itu ketidakstabilan nilai yang dihasilkan bisa

disebabkan oleh alat yang digunakan sudah tidak stabil atau kesalahan dalam membaca hasil.

Untuk tabel langkah kerja 4, saat diberi tegangan sumber sebesar 7.5 Volt dihasilkan jarak (S) minimum 1 dan 7 sebesar 14 mm. Dan sepertiga dari jarak (S/3) tersebut diperoleh frekuensi sebesar 0.925 GHz. Pada saat diberi tegangan sumber sebesar 8.5 Volt dihasilkan jarak minimum 1 dan 7 sebesar 13mm, dari sepertiga jarak minimum tersebut diperoleh frekuensi sebesar 0.95 GHz. Pada saat

(11)

diberi tegangan sumber sebesar 9.5 Volt dihasilkan jarak minimum 1 dan 7 sebesar 20mm, dari sepertiga jarak minimum tersebut diperoleh nilai sebesar 6.67mm. Namun dalam tabel tidak terdapat nilai frekuensi pada angka tersebut. Adanya frekuensi pada gunn osilator tersebut dikarenakan elemen gunn tersebut dapat berosilasi dan membangkitkan frekuensi hingga 100 GHz.

2.6 Kesimpulan

Berdasarkan analisa diatas dapat disimpulkan bahwa:

1. Semakin tinggi nilai tegangan (UG) maka nilai arus yang mengalir pada gunn osilator (IG) semakin besar sedangakn untuk nilai UD mengalami perubahan yang berbeda-beda di setiap kenaikan UG.

2. Pada tabel lembar kerja 2, nilai tegangan (UG) berkebalikan dengan tabel lembar kerja 1. Namun, nilai IG dan UD mengalami perbedaan yang cukup signifikan.

3. Semakin tinggi nilai tegangan sumber yang dihasilkan semakin tinggi pula frekuensi yang dihasilkan.