PRAKTIKUM TEKNIK BIOMEDIS 1 EB2200

(1)

PETUNJUK PRAKTIKUM

P

RAKTIKUM

TEKNIK BIOMEDIS 1

EB2200

Laboratorium Dasar

Teknik Elektro

Mervin T Hutabarat

Sekolah Teknik Elektro Dan Informatika

Institut Teknologi Bandung

(2)

(3)

P

ETUNJUK

P

RAKTIKUM

EB2200 TEKNIK BIOMEDIS 1

edisi 2017/2018

Disusun oleh

Mervin T. Hutabarat

Laboratorium Dasar Teknik Elektro

Sekolah Teknik Elektro dan Informatika

Institut Teknologi Bandung

2018

(4)

(5)

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro

i

Penulis menghargai semua pihak yang telah membantu dan berkontribusi pada punyusunan petunjuk praktikum ini. Berikut ini daftar nama yang berkontribusi pada penyusunan petunjuk praktikum ini

Mervin Hutabarat

Amy Hamidah Salman

Esha Ganesha

Rizki Ardianto Priramadhi

Narpendyah Wisjnu Ariwadhani

Ardy Pratama

Harry Septanto

Eric Agustian

Muhammad Luthfi

Muh. Zakiyullah R.

Sandra Irawan

Nina Lestari

Adji Gunhardi

Novi Prihatiningrum

Ulfah Nadiya

Gunawan L. Gaol

DAFTAR KONTRIBUTOR

(6)

DAFTAR KONTRIBUTOR ... i

DAFTAR ISI ... ii

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro ... iii

Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium ... v

Tabel Sanksi Praktikum ... vii

Petunjuk Pengerjaan Tugas Pendahuluan Simulasi Rangkaian Praktikum ... viii

PERCOBAAN 1 PENGENALAN INSTRUMENTASI LABORATORIUM DAN KARAKTERISTIK BJT ... 1

PERCOBAAN 2 PENGUAT BJT SATU TINGKAT ... 19

PERCOBAAN 3 TAHAP OUTPUT PENGUAT ... 35

PERCOBAAN 4 PENGUAT DIFERENSIAL ... 43

PERCOBAAN 5 PENGUAT DENGAN UMPAN BALIK ... 51

PERCOBAAN 6 OSILATOR ... 55

LAMPIRAN A ANALISIS RANGKAIAN DENGAN SPICE ... 65

LAMPIRAN B PETUNJUK PEMBUATAN RANGKAIAN ELEKTRONIK ... 69

LAMPIRAN C RESISTOR, OP-AMP, DAN INVERTER ... 74

(7)

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro

iii

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik

Elektro

Kelengkapan

Setiap praktikan wajib berpakaian lengkap, mengenakan celana panjang/ rok, kemeja dan

mengenakan sepatu. Untuk memasuki ruang laboratorium praktikan wajib membawa kelengkapan berikut:

• Modul praktikum

• Buku Catatan Laboratorium (BCL)

• Alat tulis dan kalkulator

• Kartu Nama (Name tag)

• Kartu Praktikum.

Persiapan/Sebelum Praktikum

Sebelum mengikuti percobaan sesuai jadwalnya, sebelum memasuki laboratorium praktikan harus mempersiapkan diri dengan melakukan hal-hal berikut:

• Membaca dan memahami isi modul praktikum,

• Mengerjakan hal-hal yang dapat dikerjakan sebelum praktikum dilaksanakan,

misalnya mengerjakan perhitungan-perhitungan, menyalin source code, mengisi

Kartu Praktikum dlsb.,

• Mengisi daftar hadir di komputer Tata Usaha Laboratorium,

• Mengambil kunci loker dan melengkapi administrasi peminjaman kunci loker

dengan meninggalkan kartu identitas (KTM/ SIM/ KTP).

Selama Praktikum

Setelah dipersilakan masuk dan menempati bangku dan meja kerja, praktikan haruslah:

• Memperhatikan dan mengerjakan setiap percobaan dengan waktu sebaik-baiknya,

diawali dengan kehadiran praktikan secara tepat waktu,

• Mengumpulkan Kartu Praktikum pada asisten,

• Melakukan pengecekan terhadap peralatan praktikum (termasuk kabel di dalam boks

kabel) sebelum memulai praktikum dan melaporkan jika terdapat kekurangan atau

kerusakan alat,

•

Mendokumentasikan dalam Buku Catatan Laboratorium (lihat Petunjuk Penggunaan

BCL) hal-hal penting terkait percobaan yang sedang dilakukan.

(8)

Setelah Praktikum

Setelah menyelesaikan percobaan, praktikan harus

• Memastikan BCL dan Kartu Praktikum telah ditandatangani oleh asisten,

• Mengembalikan kunci loker dan melengkapi administrasi pengembalian kunci

loker (pastikan kartu identitas KTM/ SIM/ KTP diperoleh kembali),

• Mengerjakan laporan dalam bentuk SoftCopy (lihat Panduan Penyusunan

Laporan di laman http://labdasar.ee.itb.ac.id),

• Mengumpulkan file laporan dengan cara mengunggah di laman http://praktikum.ee.itb.ac.id. Waktu pengiriman paling lambat jam 11.00 WIB, dua hari kerja berikutnya setelah praktikum, kecuali ada kesepakatan lain antara Dosen Pengajar dan/atau Asisten.

Pergantian Jadwal

Kasus Biasa

Pergantian jadwal dilakukan dengan proses pertukaran. Pertukaran jadwal hanya dapat dilakukan per orang dengan modul yang sama. Langkah untuk menukar jadwal adalah sebagai berikut:

• Lihatlah format Pertukaran Jadwal di http://labdasar.ee.itb.ac.id pada halaman

Panduan

• Salah satu praktikan yang bertukar jadwal harus mengirimkan e-mail ke

labdasar@stei.itb.ac.id. Waktu pengiriman paling lambat jam 16.30, satu hari kerja sebelum praktikum yang dipertukarkan.

• Pertukaran diperbolehkan setelah ada email konfirmasi dari Lab. Dasar

Kasus Sakit atau Urusan Mendesak Pribadi Lainnya

Jadwal pengganti dapat diberikan kepada praktikan yang sakit atau memiliki urusan mendesak pribadi. Praktikan yang hendak mengubah jadwal untuk urusan pribadi mendesak harus memberitahu staf tata usaha laboratorium sebelum jadwal praktikumnya melalui email.

Segera setelah praktikan memungkinkan mengikuti kegiatan akademik, praktikan dapat mengikuti praktikum pengganti setelah mendapatkan konfirmasi dari staf tata usaha laboratorium dengan melampirkan surat keterangan dokter bagi yang sakit atau surat terkait untuk yang memiliki urusan pribadi.

Kasus ”kepentingan massal”

”Kepentingan massal” terjadi jika ada lebih dari sepertiga rombongan praktikan yang tidak dapat melaksanakan praktikum pada satu hari yang sama karena alasan yang terkait kegiatan akademis, misalnya Ujian Tengah Semester pada jadwal kelompoknya. Jadwal praktikum pengganti satu hari itu akan ditentukan kemudian oleh laboratorium.

Sanksi

(9)

Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium

v

Panduan Umum Keselamatan dan

Penggunaan Peralatan Laboratorium

Keselamatan

Pada prinsipnya, untuk mewujudkan praktikum yang aman diperlukan partisipasi seluruh praktikan dan asisten pada praktikum yang bersangkutan. Dengan demikian, kepatuhan setiap praktikan terhadap uraian panduan pada bagian ini akan sangat membantu mewujudkan praktikum yang aman.

Bahaya Listrik

Perhatikan dan pelajari tempat-tempat sumber listrik (stop-kontak dan circuit breaker) dan cara menyala-matikannya. Jika melihat ada kerusakan yang berpotensi menimbulkan bahaya, laporkan pada asisten.

• Hindari daerah atau benda yang berpotensi menimbulkan bahaya listrik (sengatan

listrik/ strum) secara tidak disengaja, misalnya kabel jala-jala yang terkelupas dll.

• Tidak melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya listrik pada diri sendiri

atau orang lain.

• Keringkan bagian tubuh yang basah karena, misalnya, keringat atau sisa air wudhu.

•

Selalu waspada terhadap bahaya listrik pada setiap aktivitas praktikum.

Kecelakaan akibat bahaya listrik yang sering terjadi adalah tersengat arus listrik. Berikut ini adalah hal-hal yang harus diikuti praktikan jika hal itu terjadi:

• Jangan panik,

• Matikan semua peralatan elektronik dan sumber listrik di meja masing-masing dan

di meja praktikan yang tersengat arus listrik,

• Bantu praktikan yang tersengat arus listrik untuk melepaskan diri dari sumber listrik,

• Beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di sekitar anda

tentang terjadinya kecelakaan akibat bahaya listrik.

Bahaya Api atau Panas berlebih

Jangan membawa benda-benda mudah terbakar (korek api, gas dll.) ke dalam ruang praktikum bila tidak disyaratkan dalam modul praktikum.

• Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan api, percikan api atau panas

yang berlebihan.

• Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya api atau panas berlebih

pada diri sendiri atau orang lain.

•

Selalu waspada terhadap bahaya api atau panas berlebih pada setiap aktivitas

praktikum.

Berikut ini adalah hal-hal yang harus diikuti praktikan jika menghadapi bahaya api atau panas berlebih:

(10)

• Jangan panik, beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di

sekitar anda tentang terjadinya bahaya api atau panas berlebih, Menjauh dari ruang

praktikum.

Bahaya Lain

Untuk menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan selama pelaksanaan percobaan perhatikan juga hal-hal berikut:

• Jangan membawa benda tajam (pisau, gunting dan sejenisnya) ke ruang praktikum

bila tidak diperlukan untuk pelaksanaan percobaan.

• Jangan memakai perhiasan dari logam misalnya cincin, kalung, gelang dll.

• Hindari daerah, benda atau logam yang memiliki bagian tajam dan dapat melukai

• Hindari melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan luka pada diri sendiri atau

orang lain, misalnya bermain-main saat praktikum

Lain-lain

Praktikan dilarang membawa makanan dan minuman ke dalam ruang praktikum.

Penggunaan Peralatan Praktikum

Berikut ini adalah panduan yang harus dipatuhi ketika menggunakan alat-alat praktikum:

• Sebelum menggunakan alat-alat praktikum, pahami petunjuk penggunaan alat itu.

Petunjuk penggunaan beberapa alat dapat didownload di http://labdasar.ee.itb.ac.id.

• Perhatikan dan patuhi peringatan (warning) yang biasa tertera pada badan alat.

• Pahami fungsi atau peruntukan alat-alat praktikum dan gunakanlah alat-alat tersebut

hanya untuk aktivitas yang sesuai fungsi atau peruntukannya. Menggunakan alat

praktikum di luar fungsi atau peruntukannya dapat menimbulkan kerusakan pada alat

tersebut dan bahaya keselamatan praktikan.

• Pahami rating dan jangkauan kerja alat-alat praktikum dan gunakanlah alat-alat

tersebut sesuai rating dan jangkauan kerjanya. Menggunakan alat praktikum di luar

rating dan jangkauan kerjanya dapat menimbulkan kerusakan pada alat tersebut dan

bahaya keselamatan praktikan.

• Pastikan seluruh peralatan praktikum yang digunakan aman dari benda/ logam tajam,

api/ panas berlebih atau lainnya yang dapat mengakibatkan kerusakan pada alat

tersebut.

• Tidak melakukan aktifitas yang dapat menyebabkan kotor, coretan, goresan atau

sejenisnya pada badan alat-alat praktikum yang digunakan.

• Kerusakan instrumentasi praktikum menjadi tanggung jawab bersama rombongan

praktikum ybs. Alat yang rusak harus diganti oleh rombongan tersebut.

Sanksi

Pengabaian uraian panduan di atas dapat dikenakan sanksi tidak lulus mata kuliah praktikum yang bersangkutan

(11)

Tabel Sanksi Praktikum

vii

Tabel Sanksi Praktikum

Lab Dasar Teknik Elektro

Catatan:

1. Pelanggaran akademik menyebabkan gugur praktikum, nilai praktikum E

2. Dalam satu praktikum, praktikan maksimal boleh melakukan

a. 1 pelanggaran berat dan 1 pelanggaran ringan; atau

b. 3 pelanggaran ringan

3. Jika jumlah pelanggaran melewati point 2, praktikan dianggap gugur praktikum.

4. Praktikan yang terkena sanksi gugur modul wajib mengganti praktikum pada hari lain dengan nilai modul tetap 0. Waktu pengganti praktikum ditetapkan bersama asisten. Jika praktikan tidak mengikuti ketentuan praktikum (pengganti) dengan baik, akan dikenakan sanksi gugur praktikum.

5. Setiap pelanggaran berat dan ringan dicatat/diberikan tanda di kartu praktikum

6. Waktu acuan adalah waktu sinkron dengan NIST

7. Sanksi yang tercantum di tabel adalah sanksi minimum.

8. Sanksi yang belum tercantum akan ditentukan kemudian.

Level

Kasus

Sanksi

Pengurangan

nilai per modul

Akademik

Saat dan setelah praktikum

Semua kegiatan plagiasi (mencontek): tugas pendahuluan,

test dalam praktikum, laporan praktikum Gugur praktikum Sengaja tidak mengikuti praktikum

Berat Saat _praktikum

Terlambat hadir praktikum

Pakaian tidak sesuai: kemeja, sepatu

Tugas pendahuluan tidak dikerjakan/hilang/tertinggal Gugur modul

Ringan

Saat Praktikum

Tidak mempelajari modul sebelum praktikum/tidak mengerti isi modul

Dikeluarkan dari praktikum Pertukaran jadwal tidak sesuai ketentuan

-25 nilai akhir BCL tertinggal/hilang -100% nilai BCL Name Tag tertinggal/hilang -10 nilai akhir Kartu praktikum tertinggal/hilang -25 nilai akhir Kartu praktikum tidak lengkap data dan foto

-10 nilai akhir Loker tidak dikunci/kunci tertinggal -10 nilai akhir

Setelah Praktikum

Tidak minta paraf asisten di BCL/kartu praktikum

-25 nilai akhir

Terlambat mengumpulkan laporan -1/min nilai akhir, maks -50

Terlambat mengumpulkan BCL -1/min nilai BCL, maks _-50 Tidak bawa kartu praktikum saat pengumpulan BCL -50 nilai BCL

Tidak minta paraf admin saat pengumpulan BCL

(12)

Petunjuk Pengerjaan Tugas Pendahuluan

Simulasi Rangkaian Praktikum

Tugas Pendahuluan Simulasi

a.

Simulasi dilakukan secara individu.

b.

Simulasi dibuat menggunakan software LTSpice/Multisim/WinSpice atau software

sejenis lainnya.

c.

Pada seluruh lembar kerja skematik rangkaian cantumkan Nama dan NIM.

d.

Pada hasil simulasi diberi keterangan nilai input dan output rangkaian (tidak hanya

gambar grafik)

e.

Simulasi dikumpulkan pada kertas HVS berupa tangkapan layar gambar skematik

rangkaian dan grafik hasil simulasi. Grafik dan rangkaian tidak digambar manual.

f.

Praktikan diharapkan untuk mengerti hasil simulasi.

(13)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

1 Tujuan

• Mengenal multimeter sebagai pengukura tegangan (Voltmeter), sebagai pengukur

arus (Amperemeter) dan sebagai pengukur resistansi (Ohmmeter) dan dapat

menggunakan alat ukur tersebut,

• Memahami keterbatasan alat ukur pada pengukuran arus DC

• Memahami keterbatasan alat ukur pada pengukuran tegangan jatuh DC dan AC pada

resistansi besar,

• Memahami keterbatasan alat ukur pada pengukuran tegangan AC dengan frekuensi

tinggi dan bentuk gelombang nonsinusoidal,

• Dapat menggunakan osiloskop sebagai pengukur tegangan dan sebagai pengukur

frekuensi dari berbagai bentuk gelombang

• Memahami karakteristik transistor BJT

• Memahami teknik bias dengan rangkaian diskrit dan sumber arus konstan

Persiapan

Baca appendix berjudul “Osiloskop, Generator Sinyal, dan Power Supply”. Pelajari

keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul instrumentasi laboratorium ini. Agar

mempermudah saat praktikum, praktikan disarankan untuk menyiapkan tabel-tabel hasil

percobaan pada Buku Catatan Laboratorium (BCL) sebelum praktikum dimulai. Kerjakan

tugas pendahuluan dan kumpulkan sesuai ketentuan yang berlaku.

Multimeter

Berikut ini beberapa Catatan tentang Penggunaan Multimeter:

• Perhatikan baik-baik beberapa catatan tentang penggunaan multimeter berikut ini.

Kesalahan penggunaan multimeter dapat menyebabkan fuse pada multimeter putus.

Putusnya fuse dapat mengakibatkan pemotongan nilai sebesar minimal 10

.

• Dalam keadaan tidak dipakai, selektor sebaiknya pada kedudukan AC volt pada harga

skala cukup besar (misalnya 250 V) atau posisi “OFF”. Hal ini dimaksudkan untuk

menghindari kesalahan pakai yang membahayakan multimeter.

• Sebelum mulai mengukur suatu besaran listrik perhatikanlah lebih dahulu besaran

apakah yang hendak diukur dan kira-kira berapakah besarannya, kemudian pilihlah

PERCOBAAN 1

PENGENALAN INSTRUMENTASI LABORATORIUM

DAN KARAKTERISTIK BJT

(14)

kedudukan selektor dan skala manakah yang akan dipergunakan. Perhatikan pula

polaritas (tanda + dan -) bila perlu.

• Jangan menyambungkan multimeter pada rangkaian, baru kemudian memilih

kedudukan selektor dan skala yang akan digunakan. Jika arus/tegangan melebihi batas

maksimal pengukuran multimeter, fuse dapat putus.

• Pada waktu mulai melakukan pengukuran arus dan tegangan, bila tidak dapat

dipastikan besarnya arus/ tegangan tersebut, maka mulailah dari batas ukur yang

paling besar. Setelah itu selektor dapat dipindahkan ke batas ukur yang lebih rendah

untuk memperoleh ketelitian yang lebih baik.

• Pada pengukuran tegangan dan arus, pembacaan meter akan paling teliti bila

penunjukan jarum terletak di daerah dekat skala penuh, sedangkan pada pengukuran

resistansi bila penunjukan jarum terletak di daerah pertengahan skala.

• Harus diperhatikan: pengukuran resistansi hanya boleh dilakukan pada

komponen atau rangkaian yang tidak mengandung sumber tegangan dan/atau

tidak tersambung ke sumber listrik apapun.

Osiloskop

Mengukur Tegangan

Kesalahan yang mungkin timbul dalam pengukuran tegangan, dapat disebabkan oleh

osiloskopnya sendiri seperti kalibrasi osiloskop yang sudah buruk dan kesalahan

penggunaan-nya, misalnya pengaruh impedansi input, kabel penghubung serta gangguan

parasitik. Untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh impedansi input, dapat

digunakan probe yang sesuai (dengan memperhitungkan maupun dengan kalibrasi dari

osiloskop).

Besar tegangan sinyal dapat langsung dilihat dari gambar pada layar dengan mengetahui

nilai volt/div yang digunakan. Gunakan skala tegangan V/div yang terkecil yang masih

memberikan gambar sinyal tidak melewati ukuran layar osiloskop.

Osiloskop mempunyai impedansi input yang relative besar (1M , 10-50pF) jadi dalam

mengukur rangkaian dengan impedansi rendah, maka impedansi input osiloskop dapat

dianggap open circuit untuk pengukuran DC atau gelombang frekuensi rendah.

Mengukur Beda Fasa

Pengukuran beda fasa antar dua buah sinyal dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

dengan osiloskop “dual trace”, dan

dengan metoda “lissajous”.

Pengukuran beda fasa hanya dapat dilakukan pada sinyal dengan frekuensi yang tepat sama.

(15)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

3 Sinyal pertama dihubungkan pada kanal A, sedangkan sinyal kedua dihubungkan pada kanal

B dari osiloskop. Pada layar osiloskop akan terlihat gambar bentuk tegangan kedua sinyal

tersebut. Beda fasa dapat dihitung = t/T*360

o

_.

Gambar 1 Pengukuran beda fasa dengan dual trace

Dengan Metoda Lissajous

Sinyal pertama dihubungkan pada kanal B, dan sinyal kedua dihubungkan pada kanal A

osiloskop. Ubah mode osiloskop menjadi mode x-y. Pada layar akan terlihat suatu lintasan

berbentuk lingkaran, garis lurus, atau elips dimana dapat langsung ditentukan beda fasa

antara kedua sinyal tersebut dengan

1

c

sin

d



_



.

Mengukur Frekuensi

Pengukuran frekuensi suatu sinyal listrik dengan osiloskop dapat dilakukan dengan

beberapa cara, antara lain:

Cara langsung,

Dengan osiloskop dual trace,

Metoda Lissajous,

Metoda cincin modulasi.

Beberapa osilokop yang dimiliki Lab. Dasar memiliki penghitung frekuensi langsungnya.

Hati-hati menggunakannya, karena frekuensi yang ditampilkan tidak selalu benar

bergantung setting pengukurannya.

c d

(16)

Cara Langsung

Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal B osiloskop. Frekuensi sinyal langsung

dapat ditentukan dari gambar, dimana f = 1/T, untuk T = periode gelombang.

Gambar 3 Perhitungan perioda

Pengukuran langsung hanya dapat dilakukan bila kalibrasi skala waktu osilokop dalam

keadaan baik.

Dengan Osiloskop Dual Trace

Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal A. Generator dengan frekuensi yang

diketahui dihubungkan pada kanal B. Bandingkan kedua gelombang tersebut dengan

menampilkannya secara bersamaan. Frekuensi generator kemudian diubah sampai perioda

sinyal yang diukur sama dengan perioda sinyal generator. Pada keadaan ini, frekuensi

generator sama dengan frekuensi sinyal yang diukur.

Pengukuran dengan cara dual trace ini dapat dilakukan pada osiloskop yang kalibrasi

waktunya kurang baik, tetapi frekuensi generator sinyal harus terkalibrasi baik.

Metoda Lissajous

Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal A, sedangkan generator dengan frekuensi

yang diketahui (sebagai sinyal rujukan) dihubungkan pada kanal B. Ubah mode osiloskop

menjadi mode x-y. Frekuensi generator sinyal kemudian diatur, sehingga pada layar didapat

suatu lintasan seperti pada Gambar 4.

Gambar 4 Contoh lissajous 1:2

Pada Gambar 4 tersebut, perbandingan f

x

:f

y

adalah 1:2. Cara ini hanya mudah dilakukan

untuk perbandingan frekuensi yang mudah dan bulat (1:2, 1:3, 3:4 dan seterusnya).

Mengukur Faktor Penguatan

(17)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

5 Cara langsung,

Dengan osiloskop dual trace.

Cara Langsung

Hubungkan keluaran Generator Sinyal pada masukan rangkaian penguat. Input rangkaian

penguat ini juga dihubungkan pada kanal 1 osiloskop. Hubungkan keluaran rangkaian

penguat pada kanal 2 osiloskop. Gunakan mode ‘X-Y’.

Rangkaian Penguat

GND

Generator Sinyal Mode x-y

Konektor T Vin Vout GND Kanal B Kanal A osiloskop

Gambar 5 Pengukuran penguatan dengan membaca slope pada mode xy

Pada layar osiloskop akan didapat suatu garis lurus dengan sudut



terhadap sumbu

horizontal.

Besar faktor penguatan langsung dapat diketahui dari gambar, dimana penguatan merupakan

gradient kemiringan.

Dengan Osiloskop Dual Trace

Generator sinyal dihubungkan pada input rangkaian penguat yang akan diamati

penguatannya, dan pada kanal A osiloskop. Output rangkaian penguat dihubungkan pada

kanal B osiloskop.

Rangkaian Penguat GND Generator Sinyal Konektor T Vin Vout GND Kanal B Kanal A osiloskop

Gambar 6 Pengukuran penguatan dengan membaca dan membandingkan dua

amplituda

Pada layar akan didapat sinyal input dan output rangkaian penguat.

Dengan mengukur tegangan sinyal input dan sinyal output rangkaian penguat, maka faktor

penguatan dapat ditentukan.

(18)

Cara ini dapat juga dilakukan dengan osiloskop single trace dengan membaca input dan

output bergiliran. Namun untuk ini, perlu diyakinkan pembebanan rangkaian tidak berubah

pada kedua pengukuran tersebut.

Transistor BJT

Transistor merupakan salah satu komponen elektronika paling penting. Terdapat dua jenis

transistor berdasarkan jenis muatan penghantar listriknya, yaitu bipolar dan unipolar. Dalam

hal ini akan kita pelajari transistor bipolar. Transistor bipolar terdiri atas dua jenis,

bergantung susunan bahan yang digunakan, yaitu jenis NPN dan PNP. Simbol hubungan

antara arus dan tegangan dalam transistor ditujukkan oleh gambar berikut ini.

Gambar 7 Transistor BJT NPN

Gambar 8 Transistor BJT PNP

Terdapat suatu hubungan matematis antara besarnya arus kolektor (I

C

), arus Basis (I

B

), dan

arus emitor (I

E

), yaitu beta (



) = penguatan arus DC untuk common emitter, alpha (



)=

penguatan arus untuk common basis, dengan hubungan matematis sebagai berikut.

B C I I 



dan

E C I I 



,

sehingga

1  











1 Karakteristik sebuah transistor biasanya diperoleh dengan pengukuran arus dan tegangan

pada rangkaian dengan konfigurasi common emitter (kaki emitter terhubung dengan

ground), seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Gambar 9 Rangkaian Common Emitter

Dari Terdapat dua buah kurva karakteristik yang dapat diukur dari rangkaian diatas, yaitu:

• Karakteristik I

C

- V

BE

(19)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

7 Kurva Karakteristik I

C

- V

BE

Arus kolektor merupakan fungsi eksponensial dari tegangan V

BE

, sesuai dengan persamaan:

kT

VBE ES

C I e

I  /

CE

V

BE

V

CB

Bias

B-C

Bias

B-E

Aktif

=



.I

B

=V

BE

+V

CB

~0.7V

0 Reverse Forward

Saturasi

Max

~ 0V

~0.7V

-0.7V<VCE<0

Forward Forward

Cut-Off

~ 0

=V

BE

+V

CB

0

0 -

-

Dalam kurva I

C

-V

CE

mode kerja transistor ini ditunjukkan pada area-area dalam gambar

berikut ini.

(20)

Alat dan Komponen yang Digunakan

• Multimeter Analog

• Multimeter Digital Genggam

• Multimeter Digital Benchtop

• Sumber tegangan DC

• Generator Sinyal

• Osiloskop

• Kit Multimeter

• Kit Penguat Transistor

• Kit Osiloskop & Generator Sinyal

• Sumber arus konstan

• Kabel-kabel

• Resistor Variabel

• PEAK Atlas DCA Pro

Tugas Pendahuluan

1. Carilah lembar data (data sheet) yang menunjukkan spesifikasi instrumen

berikut: Power Supply Rigol DP832, Sinyal Generator DG1022U, Osiloskop

Rigol DS1052E. Pelajari dan tandai parameter-parameter yang perlu

diperhatikan pada spesifkasi alat-alat tersebut.

2. Lakukan perhitungan tegangan dan arus yang diharapkan terukur pada langkah

perobaan ini.

3. Pada pengukuran tegangan bolak-balik, apa yang disebut dengan tegangan

efektif? Tegangan apakah yang diukur dengan menggunakan osiloskop?

Tegangan apakah yang diukur dengan menggunakan multimeter?

4. Apakah yang dimaksud dengan kalibrasi? Jelaskan!

5. Lakukan simulasi untuk seluruh rangkaian yang akan dilakukan pada percobaan

modul ini sesuai dengan Petunjuk Pengerjaan Tugas Pendahuluan Simulasi

Rangkaian Praktikum.

(21)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

9 Memulai Percobaan

1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja yang

diberikan oleh asisten ketika praktikum dimulai. Catat juga nomor meja dan Kit

Praktikum yang digunakan dalam Buku Catatan Laboratorium.

2. Kumpulkan tugas pendahuluan pada asisten yang bertugas.

Mengumpulkan/ Mencari Spesifikasi Teknik Multimeter

Perhatikan spesifikasi alat ukur yang diperoleh dari lembar data. Bila ada besaran yang juga ditampilkan pada instrumen, catatlah pada Buku Catatan Laboratorium (BCL) spesifikasi, batas ukur, batas aman, dll seperti tabel berikut.

No. Spesifikasi Keterangan

1 Sensitivitas 20 k /V DC, 9 k /V DC250V UP, 9 k /V AC

Nilai sensitivitas multimeter bergantung pada skala pembacaan tegangan

2 Batas tegangan Cat 3 1000 V Batas tegangan aman pada terminal input alat ukur

3 dst

Mengukur Arus Searah

1. Gunakan Kit Multimeter. Buatlah rangkaian seri dengan Vs=6 V dan R

1

= R2 = 120 .

Gambar 12 Rangkaian Percobaan Pengukuran Arus

R2

A 6V

R1

(22)

2. Dengan harga-harga V

S

dan R tersebut, hitunglah I (

tidak menggunakan

Amperemeter!

) dan cantumkan hasil perhitungan tersebut pada tabel.

3. Lakukan kembali pengukuran arus searah I (dengan tiga harga R yang berbeda)

menggunakan multimeter digital.

R

1

= R

2

= 1,5 k



R

1

= R

2

= 1,5 M



4. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran arus I dalam Buku Catatan

Laboratorium.

Nilai

R1 dan

R2

( )

Hitungan

DMM 2

I

(mA

)

I

(p)

(mA)

120 1.5k

1,5M

5. Perhatikan hasil perhitungan dan pengukuran tersebut. Apakah hasil pengukuran

sama dengan hasil perhitungan? Diskusikan dan masukkan dalam laporan.

Mengukur Tegangan Searah

(23)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

11

1. Buatlah rangkaian tersebut dengan V

S

= 6 V dan R

1

= R

2

= 120



.

2. Dengan harga-harga V

S

dan R tersebut,

hitung

lah tegangan V

ab

(tidak

menggunakan Voltmeter!), cantumkan hasil perhitungan tersebut pada tabel.

3. Lakukan kembali pengukuran tegangan searah V

ab

tersebut (dengan tiga harga R

yang berbeda) menggunakan multimeter digital.

R

1

= R

2

= 1,5 k



R

1

= R

2

= 1,5 M



4. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran tegangan V

ab

tersebut dalam

Buku Catatan Laboratorium.

5. Perhatikan hasil perhitungan dan pengukuran tersebut. Apakah hasil pengukuran

sama dengan hasil perhitungan? Diskusikan dan masukkan dalam laporan.

Mengukur Tegangan AC

1. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 14. Pada rangkaian ini G (Generator

Sinyal) digunakan sebagai sumber tegangan bolak-balik.

2. Atur frekuensi generator sinyal pada 50 Hz dan amplituda generator 6 V

rms

(menggunakan multimeter). Gunakan resistor R

1

= R

2

= 1,5 k.

Gambar 14 Rangkaian Percobaan Pengukuran Tegangan AC

3. Lakukan kembali pengukuran tegangan V

ab

dengan mengatur frekuensi

generator pada 500 Hz, 5 kHz, 50 kHz, 500 kHz, dan 5 MHz.

4. Lakukan kembali pengukuran tegangan V

ab

dengan mengatur bentuk gelombang

segi tiga dan segi empat.

Mengumpulkan/ Mencari Spesifikasi Teknik 2

1. Catatlah dalam Buku Catatan Laboratorium, spesifikasi-teknik yang tampak

pada osiloskop yang akan dipergunakan!

Mengecek Kalibrasi

(24)

3. Ukur tegangan serta periodanya untuk dua harga “Volt/Div” dan “Time/Div”,

catat ke dalam Tabel 1-7.

4. Lakukan percobaan ini untuk kanal 1 dan kanal 2.

Gambar 15 Port Osiloskop

5. Bandingkan hasil pengukuran dengan harga kalibrator sebenarnya. Diskusikan

dan masukkan dalam laporan.

Mengukur TeganganSearah

6. Atur tegangan output dari power supply DC sebesar 2 V diukur dengan

multimeter digital.

7. Kemudian ukur besar tegangan ini dengan osiloskop. Yakinkan posisi

source

coupling pada DC.

8.

Tuliskan hasil pengukuran pada tabel.

Tegangan terukur (V)

Multimeter Osiloskop Ch1 Osiloskop Ch2

Mengukur Tegangan Bolak-balik

9. Atur generator sinyal pada frekuensi 1 kHz gelombang sinus, dengan tegangan

sebesar 2 V

rms

diukur dengan multimeter digital.

10. Kemudian ukur tegangan ini dengan osiloskop. Yakinkan posisi Source

Coupling pada AC.

11. Lakukan lagi untuk frekuensi 100 Hz dan 10 kHz.

12. Tuliskan hasil pengukuran pada tabel.

Kanal

Harga Kalibrator Skala Pembacaan Hasil Pengukuran Tegangan (V) Frekuensi (Hz) Vert. (V/div) Hors. (s/div)

Tegangan (V) Perioda (s) Frekuensi (Hz)

1 2

(25)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

13 Mengukur Beda Fasa

13. Gunakan kit Osiloskop dan Generator Sinyal. Atur generator sinyal pada

frekuensi 1 kHz gelombang sinus, dengan tegangan sebesar 2 V

pp

.

14. Hubungkan generator sinyal ini dengan input rangkaian penggeser fasa pada kit

praktikum (rangkaian RC).

Gambar 16 Rangkaian Penggeser Fasa

15. Ukur beda fasa antar sinyal input dan output rangkaian penggeser fasa dengan

menggunakan cara membaca dual trace dan Lissajous. Pada pengukuran beda

fasa dengan dual trace, yakinkan Source Trigger bukan vertical.

16. Amatilah untuk sekurangnya 2 (dua) kedudukan potensio R!

17. Tuliskan hasil pengukuran pada tabel. Lakukan analisa dan sampaikan hasilnya

dalam laporan.

Posisi

Tombol

± % maks

Dual

Trace

Lissajous

Sketsa Tampilan

Karakteristik BJT

1. Nyalakan komputer dan sambungkan USB Power Atlas DCA Pro ke komputer

2. Sambungkan kabel Atlas DCA Pro dengan kaki-kaki transistor BJT yang

digunakan secara bebas (warna tidak berpengaruh).

3. Buka aplikasi DCA pro yang tersedia di komputer

4. Pastikan DCA Pro connected pada pojok kiri bawah layar

5. Tekan tombol test pada DCA Pro maupun pada jendela Peak DCA Pro.

6. Perhatikan spesifikasi dan konfigurasi kaki-kaki BJT yang terbaca oleh alat Atlas

DCA Pro.

Gambar 17 Peak Atlas DCA Pro

Gambar 18 Icon DCA Pro

Gambar 19 Jendela Aplikasi DCA Pro

Karakteristik Input Transistor I

C

-V

BE

1. Buka tab Graph BJT I

c

/V

BE

,

atur pengaturan tracing V

CE

0-10V dengan point 11,

V

BE

0-1 V dengan point 11 kemudian klik Start. Tunggu proses tracing.

(27)

Pengenalan Instrumentasi Lab dan Karakteristik BJT

15

3. Simpan data tabulasi hasil sampling dengan klik kanan pada grafik dan pilih Save

Data. File yang terbentuk adalah *.txt. Buka file .txt yang terbentuk dan copy seluruh

data yang ada di dalam file tersebut dan paste-kan di spreadsheet. Lakukan analisis

lebih mendalam pada data ini.

Karakteristik Output Transistor I

C

-V

CE

1. Buka tab Graph BJT I

c

/V

CE

,

atur pengaturan tracing Vcc 0-12V dengan point 26, I

B

0-10µA dengan point 11 kemudian klik Start. Tunggu proses tracing.

2. Amati grafik yang terbentuk, catat di BCL dan lakukan analisis.

3. Simpan data tabulasi hasil sampling dengan klik kanan pada grafik dan pilih Save

Data. File yang terbentuk adalah *.txt. Buka file .txt yang terbentuk dan copy seluruh

data yang ada di dalam file tersebut dan paste-kan di spreadsheet. Lakukan analisis

lebih mendalam pada data ini.

Early Effect

Dengan menggunakan hasil pengamatan grafik sebelumnya

1. Pilihlah nilai arus basis (I

B

) dari grafik curve tracer yang kemiringan kurva-nya

cukup besar

2. Pada kurva I

C

-V

CE

itu, pilihlah dua titik koordinat yang mudah dibaca, dan masih

dalam garis lurus. Baca dan catat nilai I

C

dan V

CE

pada kedua titik tersebut.

Gambar 20 Early Effect

3. Hitunglah nilai tegangan Early dengan persamaan berikut :

𝑉

_𝐴

=

Dan catat di BCL anda.

4. Pilih nilai arus basis (I

B

) yang lain, dan lakukan langkah 1 s/d 3 diatas untuk

mengkonfirmasi nilai tegangan Early yang sudah didapatkan.

Pengaruh Bias pada Penguat Transistor

1. Ubah setting Sinyal Generator sehingga mengeluarkan: (pastikan dengan

menyambungkannya ke osiloskop)

a.

Gelombang Sinusoid ~1KHz.

b.

Amplituda sinyal 20 mVpp (tarik tombol amplituda agar didapat nilai yang

kecil)

c.

Gunakan T konektor pada terminal output.

-VA VCP1 VCE2 vCE iC IC2 IC1 0

(28)

2. Susunlah rangkaian seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 21 Rangkaian Bias Penguat Transistor

3. Hubungkan Osiloskop ke rangkaian :

-

Ch-1 (X) ke Generator Sinyal dengan kabel koaksial konektor BNC-BNC,

-

Probe positif (+) Ch-2 (Y) ke titik C,

-

Ground osiloskop ke titik E.

4. Gunakan setting osiloskop :

-

Skala Ch-1 pada nilai 10mV/div dengan kopling AC,

-

Skala Ch-2 pada nilai 1V/div dengan kopling AC,

-

Osiloskop pada mode waktu dengan skala horizontal 500µS/div.

-

Titik nol Ch-1 dan titik nol Ch-2 pada garis tengah layar.

Mengakhiri Percobaan

1. Selesai praktikum rapikan semua kabel dan matikan osiloskop, generator sinyal

serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan dalam

keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).

2. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

3. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani

lembar

penggunaan meja a

tau membereskan meja ketika praktikum berakhir akan

mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.

4. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada

Buku

Catatan Laboratorium (log book) Anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani

oleh asisten tidak akan dinilai.

(30)

(31)

Penguat BJT Satu Tingkat

19 Tujuan

• Memahami karakteristik transistor BJT

• Memahami teknik bias dengan rangkaian diskrit dan sumber arus konstan

• Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai penguat

• Mengetahui karakteristik penguat berkonfigurasi Common Emitter, Common Base,

dan Common Collector

• Mengetahui dan mempelajari resistansi input, resistansi output, dan faktor penguatan

dari masing-masing konfigurasi penguat

Persiapan

Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.

Penguat BJT

Transistor merupakan komponen dasar untuk sistem penguat. Untuk bekerja sebagai

penguat, transistor harus berada dalam kondisi aktif. Kondisi aktif dihasilkan dengan

memberikan bias pada transistor. Bias dapat dilakukan dengan memberikan arus yang

konstan pada basis atau pada kolektor.

Untuk kemudahan, dalam praktikum ini akan digunakan sumber arus konstan untuk

“memaksa” arus kolektor agar transistor berada pada kondisi aktif. Jika pada kondisi aktif

transistor diberikan sinyal (input) yang kecil, maka akan dihasilkan sinyal keluaran (output)

yang lebih besar. 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-Emitter (CE),

Common-Base (CB), dan Common-Collector (CC). Konfigurasi umum transistor bipolar

penguat ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

PERCOBAAN 2

(32)

Gambar 22 Rangkaian Penguat Transistor

Untuk membuat penguat CE, CB, dan CC, maka terminal X, Y, dan Z dihubungkan ke

sumber sinyal atau ground tergantung pada konfigurasi yang digunakan.

Konfigurasi Common Emitter

Konfigurasi ini memiliki resistansi input yang sedang, transkonduktansi yang tinggi,

resistansi output yang tinggi dan memiliki penguatan arus (A

I

) serta penguatan tegangan

(A

V

) yang tinggi. Secara umum, konfigurasi common emitter digambarkan oleh gambar

rangkaian di bawah ini.

Gambar 23 Rangkaian Penguat Common Emitter

Untuk menentukan penguatan teoritis-nya, terlebih dahulu akan kita hitung resistansi input

dan outputnya. Resistansi Input (Ri) adalah nilai resistansi yang dilihat dari masukan sumber

tegangan v

i

. Perhatikan bahwa Rs adalah resistansi dalam dari sumber tegangan. Sedangkan

(33)

Penguat BJT Satu Tingkat

21 Jika rangkaian diatas kita modelkan dengan model-π, maka rangkaian dapat menjadi seperti

gambar berikut ini.

Gambar 24 Rangkaian Model Pi untuk Commen Emitter

Dengan model ini, Ri (resistansi input) adalah:

R

i

= R

B

// r

// r

o

untuk komponen diskrit yang R

C

<< r

o

, persamaan tersebut menjadi

R

O

≈ R

C

Dan untuk faktor penguatan tegangan, Av merupakan perbandingan antara tegangan

keluaran dengan tegangan masukan:

S o v R r r RL RC A    



( // // )

Jika terdapat resistor R

e

yang terhubung ke emiter, maka berlaku:

Ri = R

B

//r

π

(1 + g

m

R

e

)

R

O

≈ R

C e e v R r RL RC A    //

Konfigurasi Common Base

Konfigurasi ini memiliki resistansi input yang kecil dan menghasilkan arus kolektor yang

hampir sama dengan arus input dengan impedansi yang besar. Konfigurasi ini biasanya

digunakan sebagai buffer. Konfigurasi common base ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

(34)

Gambar 25 Rangkaian Penguat Common Base

Resistansi input untuk konfigurasi ini adalah:

R

_i



r

_e

Resistansi outputnya adalah:

R

_o



RC

Faktor penguatan keseluruhan adalah:

Gm(RC//RL)

R R R Av s i i  

dengan,

R

_s

adalah resistansi sumber sinyal input dan

Gm

adalah transkonduktansi.

Konfigurasi Common Collector

Konfigurasi ini memiliki resistansi output yang kecil sehingga baik untuk digunakan pada

beban dengan resistansi yang kecil. Oleh karena itu, konfigurasi ini biasanya digunakan

pada tingkat akhir pada penguat bertingkat. Konfigurasi common collector ditunjukkkan

oleh gambar berikut ini.

(35)

Penguat BJT Satu Tingkat

23 Pada konfigurasi ini berlaku:

Resistansi input:

R

_i



r

_



(





1 )

R

_L

Resistansi output:

1 ) // (  



RB R r Ro e s

Faktor penguatan:

o L L R R R Av  

Alat dan Komponen yang Digunakan

• Sumber tegangan DC

• Generator Sinyal

• Kit Penguat Transistor

• Sumber arus konstan

• Multimeter (3 buah)

• Sumber arus konstan

• Kabel-kabel

• Resistor Variabel

• Osiloskop

• PEAK Atlas DCA Pro

Tugas Pendahuluan

1. Lakukan simulasi untuk seluruh rangkaian yang akan dilakukan pada percobaan modul

ini sesuai dengan Petunjuk Pengerjaan Tugas Pendahuluan Simulasi Rangkaian

Praktikum.

2. Hitung parameter-parameter transistor serta parameter rangkaian penguat di bawah ini

dengan menggunakan nilai arus (I

B

, I

C

, dan I

E

) dan resistansi bias (R

B

) yang didapatkan

dari percobaan sebelumnya.

Q = 2N2222; R

B1

= 150 kΩ; R

L

= 10 kΩ; R

C

= 10 kΩ;

R

E

= 1 kΩ; C

1

= C

2

= C

3

= 10 µF; V

CC

= 10 V

Besaran Ukur Nilai

IC

IB

(36)

Parameter

Formula

Nilai

Model Ekivalen Transistor

gm

T C m V I g  B C I I 



r

m g r_ 



r

e E T e I V r 

Penguat CE

A

v S o v R r r RL RC A    



( // // )

R

in



_C

//

r

_o



Penguat CE dengan RE

1 

g

_m

r

_e



r

_



R

out





o C o

R

r

R



//

R

_i



r

_



(





1 )

R

_L

(37)

Penguat BJT Satu Tingkat

25 R

out 1 ) // (  



RB R r R s e o

Langkah Percobaan

Common Emitter

A. Faktor Penguatan

1. Buatlah suatu sinyal sinusoidal kecil dari generator sinyal dengan tegangan V

pp

=

10-20 mV dan frekuensi 10 kHz.

2. Hubungkan rangkaian di atas dengan sinyal sinusoidal seperti yang ditunjukkan

oleh gambar di bawah ini.

Gambar 27 Rangkaian Common Emitter

3. Amati dan gambar sinyal di titik X dan Y menggunakan osiloskop.

4. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati v

o

/v

i

, gambar grafik tersebut di

buku log praktikum.

5. Naikkan amplituda generator sinyal dan amati v

o

sampai bentuk sinyalnya mulai

terdistorsi. Catatlah tegangan v

i

pada saat hal tersebut terjadi.

6. Ulangi langkah 4 dan 5 dengan menambahkan resistor pada kaki emitor dengan

kapasitor by pass seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

(38)

Gambar 28 Rangkaian Common Emitter dengan R

E

7. Ulangi langkah 4 dan 5 dengan mengganti nilai RL menjadi 10k.

8. Ulangi langkah 4 dan 5 dengan memasang sumber arus seperti yang ditunjukkan

oleh gambar berikut ini.

Gambar 29 Rangkaian Common Emitter dengan sumber arus

9. Ulangi langkah 4 dan 5 dengan memasang kapasitor bypass seperti yang

ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

(39)

Penguat BJT Satu Tingkat

27 Gambar 30 Rangkaian Common Emitter dengan sumber arus dan kapasitor bypass

B. Resistansi Input

10. Lepaskan hubungan Frekuensi Generator dan Osiloskop dari rangkaian.

11. Atur kembali fungsi generator untuk menghasilkan sinyal sinusoidal sebesar V

pp

= 10 – 20 mV dengan frekuensi 10 kHz seperti yang ditunjukkan oleh gambar di

bawah ini.

Rs adalah Resistansi Internal Frekuensi Generator

, kita tidak perlu

menambahkan resistor apapun untuk membentuk skema ini.

12. Dengan tidak merubah nilai-nilai komponen dari rangkaian penguat dan tidak

merubah amplituda output Generator sinyal, susunlah rangkaian seperti pada

gambar di bawah ini.

(40)

13. Ubah nilai Rvar dan catat nilainya yang membuat tegangan v

i

menjadi ½ dari

tegangan osiloskop sebelum terpasang pada rangkaian penguat.

Maka Ri = Rvar

+ Rs

(Rs=50Ω untuk generator fungsi berkonektor koaksial).

14. Ulangi percobaan ini untuk seluruh rangkaian pada percobaan A.

C. Resistansi Output

15. Atur kembali fungsi generator seperti pada langkah 12. Sambungkan dengan

rangkaian pada gambar di bawah ini dan catat hasil bacaan V

o

di osiloskop.

Gambar 32 Rangkaian Pengukuran Resistansi Output Common Emitter

16. Sambungkan rangkaian di atas dengan Rvar kemudian atur nilai Rvar yang

memberikan V

o

di osiloskop yang bernilai ½ dari nilai tegangan sebelum dipasang

Rvar.

Maka Ro = Rvar.

17. Ulangi percobaan ini untuk seluruh rangkaian pada percobaan A.

Common Base

A. Faktor Penguatan

18. Lakukan langkah 1 sampai langkah 2.

(41)

Penguat BJT Satu Tingkat

29 Gambar 33 Rangkaian Common Base

20. Amati dan gambar gelombang di titik kolektor dan emiter menggunakan

osiloskop.

21. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati v

o

/v

i

, gambar grafik tersebut di

buku log praktikum.

22. Naikkan amplituda generator sinyal dan amati v

o

sampai bentuk sinyalnya mulai

terdistorsi. Catatlah tegangan v

i

pada saat hal tersebut terjadi.

23. Ulangi langkah 20-22 dengan mengganti nilai RL menjadi 10k.

24. Ulangi langkah 20-22 dengan mengganti resistor 1k menjadi sumber arus dengan

arus 0.5 mA. Amati untuk nilai RL 10 k dan 5 k.

(42)

B. Resistansi Input

25. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Input untuk Common

Emitter pada rangkaian di percobaan A.

Gambar 35 Rangkaian Pengukuran Resistansi Input Common Base

C. Resistansi Output

26. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Output untuk Common

Emitter pada rangkaian di bawah ini.

(43)

Penguat BJT Satu Tingkat

31 Common Collector

A. Faktor Penguatan

1. Hubungkan rangkaian seperti pada gambar berikut.

Gambar 37 Rangkaian Common Collector

2. Amati dan gambar gelombang di titik base dan emiter menggunakan osiloskop.

.

5. Ulangi dengan mengganti resistor 1 k dengan sumber arus seperti gambar berikut.

B. Resistansi Input

6. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Input untuk Common

Emitter pada rangkaian berikut ini.

(44)

Gambar 38 Rangkaian Pengukuran Resistansi Input Common Collector

C. Resistansi Output

7. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Output untuk

Common Emitter pada rangkaian di percobaan A.

Mengakhiri Percobaan

1. Selesai praktikum rapikan semua kabel dan matikan osiloskop, generator

sinyal serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan

dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).

2. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

3. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani

lembar

penggunaan meja a

tau membereskan meja ketika praktikum berakhir akan

mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.

4. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada

Buku

Catatan Laboratorium (log book) Anda. Catatan percobaan yang tidak

ditandatangani oleh asisten tidak akan dinilai.

(45)

Penguat BJT Satu Tingkat

33 Tabel Data Pengamatan

Pengaruh Bias pada Kerja Transistor

V

in

V

= …….. V

Analisis dan Kesimpulan

Dari hasil pengamatan yang anda peroleh untuk ketiga konfigurasi penguat BJT, bandingkanlah karakteristik ketiganya, lakukan analisis, dan tariklah kesimpulan pada laporan anda.

(46)

(47)

Tahap Output Penguat

35 TUJUAN

• Mengamati dan mengenali klasifikasi penguat berdasarkan bagian fungsi sinusoidal saat transistor konduksi

• Mengukur dan menganalisa distorsi pada tahap output penguat pada kelas A, B, dan AB. • Mengukur dan menganalisa daya dan efisiensi penguat kelas A, B, dan AB.

• Mengamati, mengukur, dan menganalisa rangkaian termal sederhana untuk transistor daya (opsional).

PENGETAHUAN PENDUKUNG

Tahap Output Penguat Kelas A

Tahap output penguat kelas A untuk konfigurasi Emitor Bersama (Common Emitter) tampak

pada Gambar 1 di bawah ini.

Gambar 39 Rangkaian Tahap Output Penguat Kelas A

Transistor Q1 selalu konduksi pada seluruh selang sinyal input sinusoid. Sumber arus IBias

menarik arus dari transistor Q1 dan beban RL. Saat tegangan input sekitar nol, arus yang

ditarik sumber IBias akan diberikan oleh transistor Q1 sehingga beban mendapat arus dan

tegangan mendekati nol. Dalam keadaan tanpa input transistor pada tahap penguat kelas A

menghantarkan arus sebesar arus biasnya.

Saat tegangan input terendah maka arus yang ditarik sumber akan datang dari beban RL

sehingga beban akan mendapat tegangan terendah negatif –Ibias RL. Saat tegangan input

tertinggi maka transistor Q1 akan memberikan arus lebih dari yang ditarik sumber arus

sehingga beban akan memberoleh arus dan tegangan tertinggi positif. Untuk memperoleh

ayunan tegangan tertinggi pada beban maka digunakan arus bias dan beban yang memenuhi

hubungan sebagai berikut.

PERCOBAAN 3

(48)

Arus yang diberikan oleh transistor Q1 akan berkisar dari 0 hingga 2xIBias.

Distorsi pada penguat kelas A yang paling menonjol adalah distorsi saturasi. Distorsi ini

terjadi ketika isinyal input sangat besar sehingga tegangan kolektor-emitor transistor

mencapai nilai tegangan saturasi dan tegangan output sudah mendekati tegangan catu

dayanya.

Rangkaian bias berupa sumber arus untuk tahap output penguat kelas A dapat direalisasikan

dengan berbagai jenis sumber arus, misalnya dengan cermin arus. Pada percobaan ini

digunakan rangkaian sumber arus dengan seperti digambarkan pada

Gambar 55

.

Gambar 40 Rangkaian Sumber Arus Bias untuk Penguat Tahap Output Kelas A

Arus bias untuk rangkaian tersebut dapat diperkirakan dengan memanfaatkan persamaan

berikut.

Pada penguat daya kelas A sumber arus bias akan selalu mendisipasikan daya mendekati

VCC IBIAS. Daya yang terdisipasi pada transistor tahap output akan berkisar dari VCC

IBIAS saat amplituda tegangan input nol hingga VCC IBIAS/2 saat amplituda input

maksimum (mendekati VCC).

Penguat Kelas B Push-Pull

Penguat kelas B pushpull menggunakan pasangan transistor NPN dan PNP (juga nMOS dan

pMOS) yang seimbang dengan konfigurasi emitor bersama. Rangkaian dasar untuk tahap

ouput penguat kelas B pushpull tampak pada Gambar 3.

(49)