• Tidak ada hasil yang ditemukan

Paf15210-A Rangkaian Penguat Transistor 07 h1e014058

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "Paf15210-A Rangkaian Penguat Transistor 07 h1e014058"

Copied!
5
0
0

Teks penuh

(1)

MODUL 3 RANGKAIAN PENGUAT TRANSISTOR Sibghotur Rohman (H1E014058)

Asisten: Akbar Prasetyo Gunawan Tanggal Percobaan: 11/12/2015 PAF15210-A Praktikum Elektronika Dasar 1

Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed

Abstrak

Rangkaian penguat adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk menguatkan sinyal masukkan. Rangkaian penguat paling sederhana adalah rangkaian yang disusun dari satu buah transistor. Berdasarkan konfigurasinya rangkaian penguat dibedakan menjadi common base, common emitter, dan common collector. Pada percobaan ini rangkaian yang digunakan adalah common emitter. Percobaan dilakukan dengan mengatur tegangan masukkan dan dan mengukur tegangan keluaran. Didapat hasil bahwa kurva K yaitu perbandingan antara tegangan keluaran Vout dan tengangan masukkan Vin akan mengecil dengan bertambahnya nilai tegangan masukkan yang diberikan. Pada tegangan masukkan yang tinggi akan terjadi distorsi amplitudo pada gelombang keluaran.

Kata kunci: Rangkaian penguat, common emitter, distorsi amplitudo.

1. PENDAHULUAN

Rangkaian penguat adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk menguatkan sinyal masukkan. Rangkaian penguat yang palaing sederhana adalah rangkaian penguat dengan satu buah transistor. Berdasarkan konfigurasinya rangkaian penguat dibedakan menjadi rangkaian penguat common base, common emitter, dan common collector. Masing-masing jenis memiliki perbedaan karakteristik tersendiri. Percobaan yang akan dilakukan adalah percobaan pada rangkaian penguat common emitter. Penguat common emitter biasanya digunakan sebagai rangkaian penguat tegangan.

2. STUDI PUSTAKA

Transistor adalah komponen dari bahan semikonduktor yang secara umum dapat

dimanfaatkan sebagai penguat, sirkuit pensaklaran (switching), penstabil tegangan (stabilizer), modulais sinyal atau sebagai fungsi lainnya, [1]. Jenis transistor pada umumnya terbagi hanya menjadi dua jenis saja yaitu jenis transistor bipolar atau dua kutub dan transistor efek medan atau juga dikenal sebagai Field Effect Transistor (FET), [2].

Transistor bipolar konduksi utamanya menggunakan dua polaritas (bipolar) pembawa muatan yaitu elektron dan lubang untuk membawa arus listrik. Aliran arus listrik ini harus elewati suatu daerah/lapisan pembatas yang disebut dengan lapisan deplesi (depletion zone). Ketebalan lapisan deplesi ini dapat diatur sedemikian dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. Hal ini sebagaimana yang terjadi pada dioda. Sementara FET menggunakan satu jenis pembawa muatan saja, yaitu elektron saja atau hole saja, tergantung dari tipe FET tersebut. Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam kanal konduksi sempit dengan lapisan deplesi di kedua sisinya. Ketebalan dari daerah perbatasan ini dapart diubah dengan memberikan perubahan tegangan, [1].

Gambar 2-1 Berbagai macam transistor

Transistor Bipolar

Bipolar Junction Transistor (BJT) memiliki 3 terminal, yaitu & Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Bipolar Junction Transistor (BJT) dibentuk dari 2 buah ‘P-N Junction’, sehingga

(2)

transistor ini dapat dianalogikan sebagai penggabungan 2 buah dioda. “P-N Junction” pertama adalah Emiter-Basis dan “ P-N junction ” kedua adalah Basis-Kolektor. Seperti pada dioda, arus hanya akan mengalir hanya jika diberi bias positif (forward bias).

Jadi untuk bekerja transistor juga membutuh kan arus bias. Jadi prinsip kerja transistor adalah arus bias basis-emiter yang kecil mengatur besar arus kolektor-emiter. Ada dua jenis konstruksi transistor bipolar yaitu PNP dan NPN, beda keduanya terletak pada susunan semikonduktor tipe-P dan tipe-N transistor tersebut. Dengan perbedaan susunan ini maka operasi kedua transistor ini juga berbeda.Simbol antara BJT jenis PNP dan NPN juga berbeda, PNP mempunyai simbol dengan tanda panah pada emitter ke arah dalam sedangkan NPN sebaliknya panah pada emitter berarah keluar. Bipolar Junction Transistor (BJT) merupakan “current-amplifying device”, artinya & BJT mengontrol jumlah arus yang mengalir pada basis dengan cara mengatur arus yang mengalir pada kolektor.

Gambar 2-2 Simbol transistor NPN dan PNP

Rangkaian penguat

Rangkaian penguat adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk menguatkan sinyal masukan. Rangkaian penguat terdiri dari berbagai macam, mulai dari yang paling sederhana sampa yang kompleks. Rangkaian penguat juga dapat dibangun mulai dari sebuaha transistor sampai beberapa transistor.rangkaain penguat yang lebih kompleks bahkan telah dikemas dalam paket IC. Berdasarkan pada fungsinya, yaitu sebagai penguat sinyal, rangkaian penguat juga daat dibedakan berdasarkan jenis sinyal yang ddikuatkan. Pada dasarnya rangkaian penguat ini terdiri dari penguat arus, penguat tegangan, dan penguat daya, [1].

Rangkaian penguat paling sederhana adalah rangkaian penguat yang dibangun dari sebuah transistor. Berdasarkan konfigurasi pentanahan, rangkaian penguat menggunakan transistor dibedakan menjadi

tiga, yaitu rangkaian penguat common base, rangkaian penguat common kolektor, dan rangkaian penguat common emitter, [1]. Penguat Common Emitter

Rangkaian penguat common emitter adalah rangkaian penguat dengan kaki emitor dari transistor dihubungkan ke tanah (ground). Penguat jenis ini biasanya difungsikan sebagai penguat tegangan. Dalam sebuah percobaan, hal ini dapat ditunjukkan sebagai penguat amplitudo. Sebagai jalur masukkan sinyal dari penguat common emitter adalah kaki basis sebagaijalr keluarnya adalah kaki kolektor. Karakteristik yang menonjol dari jenis oenguat common emitter adalah sinyal keluaran mempunyai oerbedaan fase 180 derajat. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa sinyal keluaran dari penguat jenis ini berlawanan dengan masukkannya, [1].

Karakteristik Transistor 1. Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor basis, atau disingkat dengan dioda kolektor,[6].

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat,[6].

2. Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar,[6]. 3. Karakteristik Transfer Transistor

(3)

Mulai

Membuat rangkaian seperti Gambar 3-2

Menghubungkan bagian masukkan rangkaian dengan generator isyarat dan bagian keluaran dengan CRO

Memvariasikan tegangan masukkan dari generator isyarat sesuai dengan Lembar Kerja dan mencatat Vout

Selesai

Parameter dari transistor merupakan perolehan arus maksimum yang dapat diperoleh kalau transistor bekerja dalam ragam umum emitter (CE). Beta dc) sebuah transistor didefinisikan sebagai rasio arusbdc (disimbolkan kolektor dc dengan arus basis dc. Beta dc juga dikenal sebagai gain arus karena arus basis yang kecil dapat menghasilkan arus kolektor yang jauh lebih besar,[6].

4. Transistor sebagai Saklar

Bias basis berguna didalam rangkaian-rangkaian digital karena rangkaian-rangkaian tersebut biasanya dirancang untuk beroperasi didaerah jenuh dan cutoff. Oleh sebab itu, mereka memiliki tegangan keluaran rendah ataupun tegangan keluran tinggi. Rangkaian digital sering dinamakan rangkaian saklar karena titik Q berubah diantara dua titik pada garis beban yaitu daerah jenuh dan cutoff, [6].

3. METODOLOGI

Alat yang digunakan dalam percobaan penguat transistor common emitter adalah generator isyarat, osiloskop, multimeter digital. Komponen yang digunakan dalam percobaan adalah breadboard, transistor, resistor 1,2 MΩ, resistor 2,2 kΩ, resistor 56 Ω, resistor 10 kΩ, 2 buah kapasistor 10 μF/V, baterai 9 V, dan kabel penghubung.

Gambar 3-2 Diagram percobaan penguat common emitter

Gambar 3-2 Rangkaian penguat common emitter

Tabel 3-1 Tabel data nilai-nilai komponen RL = 1,2 MΩ C1, C2 = 10 μF/16 V RE = 2,2 kΩ hfe = 258 RB = 56 Ω VCC = 9 V RC = 10 Ω

4. HASIL DAN ANALISIS

Tabel 4-2 Tabel Vin, Vout, dan K penguat common emitter

Vin (mVpp)

Penguat Common Emitter Vout (mVpp) Vout/VinK =

50 1400 28

100 2600 26

200 5000 25

300 6000 20

grafik hubungan K - Vin

(4)

Tegangan catu VCC diperlukan untuk memberi bias pada BJT dan untuk mencatu daya yang diperlukan untuk kerja penguat, [4]. Fungsi kapasitor pada input dan output penguat adalah untuk mengisolasi penguat terhadap pengaruh dari tegangan DC eksternal penguat. Hal ini berdasarkan karakteristik kapasitor yang tidak melewatkan tegangan DC, [5].

Dapat dilihat dari grafik bahwa nilai K yaitu perbandingan antara Vout dan Vin semakin kecil seiring dengan pertambahan Vin. Ini terjadi karena rangkaian penguat common emitter hanya dapat menguatkan tegangan hingga pada batas maksimal tertentu.

Gambar gelombang sinyal keluaran dari rangkaian common emittter yang dihasilkan dalam percobaan adalah semaikn besar tegangan input, maka puncak gelombang akan terpotong. Hal ini disebut sebagai distorsi amplitudo.

Distorsi amplitudo adalah cacatnya sinyal output dari sebuah penguat karena kesalahan pengaturan bias transistor. Cacat sinyal ini berupa terpotongnya puncak positif atau puncak negatif bahkan keduanya. Sebuah amplifier memiliki output sinyal distorsi apabila bentuk sinyal output tidak sama dengan sinyal inputnya, [3]. Kesalahan dalam pemberian tegangan bias

Syarat agar transistor dapat bekerja adalah dengan diberi tegangan bias yang nantinya akan menentukan titik kerja transistor agar dapat menguatkan sinyal input secara maksimal. Agar penguatan sinyal dapat seimbang antara puncak positif dan negatif, maka titik kerja transitor diseting pada kelas A. Kesalahan dalam pemberian tegangan bias akan menggeser titik kerja transistor, [3].

Gambar 4-3 Distorsi amplitudo karena kesalahan pemberian

tegangan bias

Dari gambar diatas, dapat dilihat 2 bentuk distorsi amplitudo pada salah satu puncak sinyal positif atau negatif. Terpotongnya

puncak positif karena pemberian tegangan bias terlalu tinggi, sadangkan terpotongnya puncak negatif sinyal karena pemberian tegangan bias terlalu rendah, [3].

Penguatan yang melebihi kemampuan transistor

Gambar 4-3 Distorsi amplitudo karena penguatan melebihi

kemampuan transistor

Inilah yang sebenarnya disebut dengan "Over Drive". Akibat dari penguatan yang berlebihan maka sinyal output akan terpotong pada kedua sisi puncaknya (positif dan negatif). Over Drive disebabkan karena pemberian tegangan sumber yang terlalu kecil atau karena level sinyal output yang terlalu besar, sehingga melebihi kapasitas tegangan sumber, [3].

Berdasarkan penjelasan dari referensi maka yang distorsi amplitudo yang terjadi pada percobaan adalah distorsi karena kesalahan dalam pemberian tegangan bias. Nilai input yang digunakan adalah 50 mVpp hingga 1000 mVpp. Tidak menutup kemungkinan akan terjadinya distorsi karena penguatan yang melebihi kemampuan transistor apabila tegangan input dinaikkan terus.

5. KESIMPULAN

Nilai K yaitu perbandingan antara Vout dan Vin akan semakin kecil seiring pertambahan tegangan masukkan Vin yang diberikan. Hal ini terjadi karena rangkaian penguat common emitter memiliki batasan dalam penguatan sinyal. Dengan semakin besarnya tegangan masukkan yang diberikan maka akan terjadi distorsi amplitudo.

(5)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Adel S. Sedra dan Kennet C. Smith, Microelectronic Circuits, Oxford University Press, USA, 1997.

[2] https://www.academia.edu/1230106 5/Rangkaian_penguat_transistor_co mmon_emitor_common_basis_com mon_colector, 12 Desember 2015, 23.45 [3] http://elektronikdot.blogspot.co.id/2 015/05/faktor-distorsi-amplitudo.html, 13 Desember 2015, 07.17 [4] http://dokumen.tips/documents/1pe nguatcedancc.html, 13 Desember 2015, 10.13 [5] http://studyandlearningnow.blogspo t.co.id/2013_06_01_archive.html, 13 Desember 2015, 01.15. [6] http://kambing.ui.ac.id/onnopurbo/o rari-diklat/teknik/elektronika/elektronik a-dasar-II-univ-negeri- jember/bab13-penguat-transistor.pdf , 13 Desember 2015, 1130

Gambar

Gambar 2-2 Simbol transistor NPN dan PNP
Gambar 3-2 Diagram percobaan penguat common emitter
Gambar   gelombang   sinyal   keluaran   dari rangkaian common emittter yang dihasilkan dalam   percobaan   adalah   semaikn   besar tegangan   input,   maka   puncak   gelombang akan   terpotong

Referensi

Dokumen terkait