Karakteristik Dioda, Penyearah, Dan Filter

(1)

Laboratorium Instrumentasi

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknik

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

2016

MODUL PRAKTIKUM

(2)

Modul 1

Karakteristik Dioda, Penyearah, Dan Filter

A.

Tujuan

1. Memahami karakteristik dioda biasa dan dioda zener dan penggunan dioda-dioda tersebut.

2. Mempelajari bermacam-macam rangkaian penapis atau filter yang biasa digunakan pada suatu sumber tegangan DC.

B.

Alat Yang Digunakan

1. PC

2. Software Multisim

C.

Dasar Teori

C.1 TEORI

Penggunan dioda yang paling umum adalah sebagai penyearah. Dioda menyearahkan tegangan AC hingga berubah menjadi tegangan DC. Analisa penyearahan gelombang penuh dengan filter C dapat dibaca dan dilihat pada buku karangan Millman and Halkias, Inergrated Elektronics, halaman 113.

Persamaan penyearahan memperlihatkan tegangan DC (volt yang dihasilkan oleh penyearah dengan dioda) ini adalah

Vdc =Vm– 

     fC Idc

4 dan R0 = _     fC 4 1

dimana Vm adalah tegangan puncak (maksimum)C [volt], f adalah frekuensi

dari sinyal AC {Hz}, dan C adalah basar kapasitor yang terpasang dan berfungsi sebagai filter di keluaran penyearah [F,farad].

Tegangan DC ideal adalah yang memiliki nilai R0 = 0. Dari persamaan

(3)

mengandung riak atau ripel (rippel ),yaitu tegangan AC kecil yang menumpang di atas sinyal DC. Dengan C besar, dimaksudkan untuk menekan tegangan ripel serendah mungkin. Selain itu C berfungsi sebagai regulator (penstabil) DC yang keluar.

Dalam percobaan ini kita akan mencari nilai tahnan keluaran rangkaian sumber tegangan DC, R0, dan membandingkan R0 untuk berbagai bentuk filter,

dan melihat pengaruh pembebanan pada besar tegangan ripel.

C.2 KARAKTERISTIK DIODA

Dalam percobaan ini akan kita amati karakteristik I-V dari tiga jenis dioda yaitu dioda Ge, dioda Si, dioda Zener. Kedua dioda pertama adalah dioda

umum yang berbeda berdasarkan bahannya(germanium dan silicon). Dioda ketiga adalah dioda silicon yang dibuat khusus yaitu sebagai penstabil tegangan DC.

Dengan menggunkan rangkain pada kit praktikum yang tersedia, amati dan pahami :tegangan nyala dioda (cut-in) dan tegangan rusak (break down).Dari kurva karakteristik yang diperoleh, dapat kita hitung juga besar resistansi dinamis

Dioda pada suatu titik kerja di kurva. Terakhir adalah mempelajari penggunaan dioda berdasarkan karakteristik tersebut.

C.3 PENYEARAH

Dalam percobaan, diamati 3 jenis penyearah gelombang sinus, yaitu penyearah gelombang setengah (hallf-wave), penyearah gelombang penuh (full-wave) menggunakan transformator ber-center tap dan penyearah

gelombang penuh menggunakan transformator tanpa center tap (dengan rangkaian jembatan).

Menggunakan software Multisim yang tersedia, diamati dan dipahami : (1) Perbedaan penyearahan gelombang setengah dan gelombang penuh. (2) Pengaruh tegangan nyala atau cut-in serta bentuk karakteristik dioda

pada keluaran.

(4)

C.4 FILTER

Dalam percobaan ini hanya akan kita amati beberapa jenis filter, khususnya tipe RC, yaitu fulter C, filter R-C, filter C-R-C.

A.

Prosedur Percobaan

D.1 Karakteristik Dioda

1. Buatlah rangkaian sebagai berikut.

Gambar 1. Pengukuran Karakteristik Dioda 2. Ukur tegangan VD dan ID

3. Hubungkan output dari rangkaian ke osiloskop

4. Amati dan catat hasil tegangan cut-in, tegangan break down dan bentuk karakteristik dioda.

5. Ulangi untuk beberapa jenis dioda lainnya.

D.2 Penyearah Dan Filter

(5)

Gambar 2.Penyearah Setengah Gelombang

2. Amati bentuk gelombang, frekuensi gelombang dan pengaruh pemasangan C (2 nilai) terhadap tegangan ripel.

3. Untuk suatu nilai C konstan, ubah-ubahlah besarnya beban dan amati pengaruhnya pada tegangan ripel.

4. Buat rangkaian penyearah gelombang penuh (gambar-3).

Gambar 3. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh 5. Amati bentuk dan frekuensi gelombangnya.

6. Pasanglah sebuah nilai C dan amati bentuk ripelnya dan amati juga pengaruh pembebanan pada bentuk ripelnya.

7. Pengukuran R0 :

Lepaskan beban. Ukur dengan multimeter tegangan keluarannya. Hubungkan kembali beban dan aturlah hingga diperoleh tegangan Output = ½ tegangan hasil pengukuran di atas.Resistansi keluaran rangkaian R0 = besar tahanan geser RL

8. Gantilah filternya dengan filter C-R-C dengan memasang penghubung yang sesuai beban;beban tahanan geser dihubungkan ke G dan ground dan ulangi langkah percobaan (7) – (9).

(6)

B.

Latihan Dan Tugas

1. Tegangan cut-in dioda (volt):

Ge :………….;Si :………..; Zener :………

2. Tegangan break-down dioda (volt) :

Ge :………….;Si :………..;Zener :………

3. Apakah perbedaan utama karakteristik masing-masing dioda?

………...

………...…

4. Pada percobaan penyearah, apakah perbedaan percobaan gelombang penuh dengan dua dioda dan penyearah jembatan ?

………... ………... ………... 5. Resistansi keluaran R0. Untuk C1 = 1000µF. R0 :……..Ω , C2 =

2200µF ,R0:………… dan C-R-C, R0:…………...

Apakah hubungan antara besar RL, besar tegangan ripel dan regulasi tegangan?

(7)

Blanko Percobaan

A. Karaktertik Dioda

Tabel 1. Karakteristik Dioda Forward Bias

VCC VD ID

Tabel 2. Karakteristik Dioda Reverse Bias

VCC VD ID

B. Penyearah ½ Gelombang Dan Filter

Tabel 3. Penyearah ½ Gelombang Dengan Beban 10 kΩ

Bentuk Gelombang Vout Frekuensi Output Tanpa C

C1 = 2200 μF

(8)

Tabel 4. Penyearah ½ Gelombang Dengan Beban 100 kΩ

C1 = 2200 μF

C2 = 1000 μF

C.Penyearah Gelombang Penuh Dan Filter

Tabel 5. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Beban 10 kΩ

C1 = 2200 μF

C2 = 1000 μF

Tabel 6. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Beban 100 kΩ

C1 = 2200 μF

(9)

Modul 2

Karakteristik Transistor Bipolar

A.

Tujuan

Memahami karakteristik Ic-VCE transistor dan pengertian mengenai garis

beban serta titik kerja

B.

Alat Yang Digunakan

1. PC

C. Dasar Teori

Transistor harus dioperasikan di daerah linier agar diperoleh sinyal keluaran yang tidak cacat (distorsi). Untuk dapat mengoperasikan secara tepat, pengertian seperti karakteristik, titik kerja, disipasi daya transistor dan rangkaian bias (ada yang menyebut pra-tegangan, tegangan-kerja awal) amat penting.

Gambar 4 Karakteristik Ic-VCE Transistor Bipolar

C.1 Disipasi Kolektor

(10)

bekerja dengan aman di daerah sebelah kiri (dan bawah) dari kurva disipasi daya kolektor (garis putus-putus). Besar daya yang didisipasikan di kolektor transistor, merupakan hasil kali tegangan kolektor-emitor dengan aarus kolektor, P = VCE x Ic. Daya disipasi maksimum transistor tidak boleh

dilampaui. Hal ini ditentukan oleh pabrik pembuat transistor tersebut yang dapat dilihat di lembaran data atau data sheet dari data buku transistor.

C.2 Garis Beban DC

Perilaku penguat transistor dapat dianalisa secara grafis. Dengan bantuan karakteristik Ic-Vce di atas dan sebuah garis beban yang kita tarik di kurva tersebut, dapat kita tentukan besar sinyal masukan Vi yang dapat diberikan ke transistor.

Persamaan Garis Beban. Garis beban dapat digambar melalui persamaan garis beban. Persamaan garis diperoleh dari hukum persamaan tegangan Kirchoff,

𝑉𝑐𝑐 = 𝐼𝑐 𝑥 𝑅𝑐 + 𝑉𝐶𝐸

Dari persamaan, tempat kedudukan dapat ditentukan dengan menghitung sepasang koordinat (Ic,VCE) yang dengan mudah diperoleh dengan memasukan

nilai istimewa, yaitu Ic = 0 dan Vce = 0. Diperoleh koordinat (VCE,Ic) pertama

= (Vcc,0) dan koordinat kedua (0,Vcc/Rc). Kedua titik merupakan titik potong garis beban dengan sumbu datar VCE dan sumbu tegak Ic. Garis beban kini

dapat digambarkan ke atas kurva karakteristik Ic- VCE. Garis beban kemudian

dapat kita pakai untuk menentukan besar sinyal masukan Vi ke transistor. Besar simpangan maksimum Vi bergantung pada faktor kemiringan garis beban, = -1/RL. Kemiringan garis beban, diatur dengan mengubah tegangan sumber Vcc dan nilai resistor kolektor Rc.

C.3 Titik Kerja

Garis beban akan memotong sekelompok kurva arus base konstan IB.

Dengan IB tertentu (yang diatur rangkaian bias), garis beban akan memotong

kurva IB tersebut di titik Q. titik ini disebut titik kerja transistor. Titik kerja

(11)

menggeser titik kerja awal (Q) dari posisi semula. Artinya, lihat gambar, sama dengan mengubah nilai IB yang mengalir di transistor.

Perilaku Penguat. Dengan hadirnya sinyal Vi, titik kerja akan digeser dari possisi awal, naik turun sepanjang garis beban sesuai dengan perubahan sinyal. Sinyal masukan ini mungkin saja membawa titik kerja di garis beban Ic-VCE,

ke batas atas (A) atau batas bawah (B). Pada batas atas (kiri), arus mengalir

penuh. Pada kondisi ini, Vce ≈ 0, Ic = Vcc/Rc (dicari dari persamaan garis

kurva di atas); transistor disebut jenuh karena bekerja di daerah jenuh (saturasi). Sinyal masukan mungkin pula menggeser titik kerja transistor hingga ke batas bawah (kanan). Disini sama sekali tidak mengalir arus kolektor, Ic = 0. Tegangan VCE = Vcc transistor disebut berada dalam keadaan

padam atau cut-off.

Dalam percobaan ini kita akan mengamati pengaruh letak titik kerja yang ditentukan dengan mengubah rangkaian bias, sehingga mendapatkan IB

tertentu. Untuk dicatat, pengaruh IB harus dilakukan berhati-hati agar disipasi

maksimum kolektor tidak terlampaui.

D.

Prosedur Percobaan

D1. Uji Coba Transistor

(12)

D.2 Karakteristik Transistor

1. Hubungkan A-meter pada IB

2. Dengan mengatur RB, tentukan besar arus IB terkecil yang dapat diamati.

Catat nilai ini, kemudian ubahlah tegangan Vcc mulai dari 0 V hingga 10 V dengan kenaikan 1 V. Catat besar arus kolektor untuk setiap kenaikan , dan juga agar arus IB selalu tetap (konstan)

3. Ulangi prosedur ini untuk 6 buah nilai IB yang berlainan, yang lebih besar

nilai-nilai IB bebas dapat dipilih sendiri. Hati-hati dengan daya disipasi

maksimum transistor

Gambar kurva karakteristik Ic-VCE yang dihasilkan alat perekam X-Y

seharusnya mirip dengan gambar.1 di atas.

D.3 Garis Beban

Pilih nilai tegangan sumber VCC = 10 V. Dengan mengatur VBB,

ubahlah IB mulai dari 0 mA hingga nilai tertinggi yang dapat kita peroleh dari

percobaan di atas.

D.4 Mengamati Bentuk Gelombang Keluaran

Tegangan sumber tetap VCC = 10 V. Aturlah IB untuk mendapatkan titik

kerja Q. Hubungkan sinyal generator ke masukan penguat dan amati bentuk gelombang keluarannya.

(13)

E.

Latihan Dan Tugas

1. Tentukan besar arus IB dan IC rangkaian transistor gambar di bawah di

sebelah kiri. Diketahui β = 100 dan Ico = 20 nA

3k 3k

10V

O O

2k 200k

5V

10V

5V

a b

Gambar 6 Rangkaian Transistor Sederhana

2. Lakukan hal serupa untuk gambar rangkaian transistor di kanannya!

3. Apakah fungsi garis beban, dan informasi apakah yang diperlukan untuk menggambarkannya?

4. Gambarkan garis disipasi kolektor maksimum untuk transistor jenis 2N2219 (Pmax = ... mW)

5. Bagaimana bentuk gelombang dari keluaran untukmasing-masing titik kerja? Mengapa terjadi demikian? Terangkan!

(14)

Blanko Percobaan

Tabel 7 Percobaan Karakteristik Transistor IB1 = mA IB1 = mA

Vcc Vce Ic Vcc Vce Ic

0 volt volt A _{0 volt} _volt _A

IB1 = mA IB1 = mA

0 volt volt A 0 volt volt A

volt volt A _{10 volt} volt A

IB1 = mA IB1 = mA

(15)

Modul 3

Transistor Sebagai Switch

A.

Tujuan

Merancang transistor untuk bertindak sebagai switch dan memverifikasi operasinya

B.

Alat Yang Digunakan

1. PC

C.

Dasar Teori

Ketika tegangan I/P Vi negatif atau nol, transistor cut-off dan tidak ada arus mengalir RC sehingga V0 = VCC. Saat tegangan I/P Vi melonjak ke tegangan

positif, transistor akan di-drive menuju saturasi. Dengan demikian Vo = VCC– ICRC = VCEsat

Prosedur Perancangan

Saat Q ON,

𝑅𝐶 =𝑉𝐶𝐶_𝐼− 𝑉𝐶𝐸𝑠𝑎𝑡 𝐶𝑚𝑎𝑥

= 10 − 0.2₁₀ = 1 𝑘𝛺

𝐼𝐵 ≥ 𝐼𝐶𝑚𝑎𝑥⁄_ℎ_𝑓𝑒

≥ 10𝑚𝐴 50⁄ 𝐼𝐵 ≥ 0.2𝑚𝐴

Untuk mempertahankan resistor tetap pada kondisi ON, IB harus lebih besar dari

(16)

𝑉𝑖𝑛= 𝐼𝐵𝑅𝐵+ 𝑉𝐵𝐸𝑠𝑎𝑡

(VBE sat untuk Si 0.7; Ge 0.2)

2𝑉 = 0.2𝑚𝐴 ∙ 𝑅𝐵+ 0.7𝑉

RB=6.5k (pilih nilai praktis, seperti 6.8k) Diagram Rangkaian:

Gambar 7. Transistor Sebagai Switch

Tindakan Pencegahan:

Saat mengukur gelombang output pada collector dan base, jaga CRO dalam DC mode Ketika mengukur VBEsat, VCEsat, jaga volts/div switch pada posisi

0.2 atau 0.5

(17)

Gambar 8. Output Transistor Sebagai Switch

D.

Prosedur Percobaan

1. Sambungkan rangkaian seperti pada Gambar 7. 2. Berikan gelombang kotak 5Vpp frekuensi 1kHz 3. Amati gelombang pada Collector dan Base, buat plot 4. Ubah nilai tegangan sumber dan amati perubahanya

E.

Latihan Dan Tugas

1. Bedakan antara dioda dan transistor sebagai switch

2. Sebutkan nilai tipikal VBEsat, VCEsat untuk Si maupun Ge transistor

3. Definisikan ON time, OFF time dari transistor

(18)

Blanko Percobaan

Gambar grafik Base pada Transistor

(19)

Modul 4

MOSFET Sebagai Switch

A.

Tujuan

1. Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai switch

2. Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja MOS Field-Effect Transistor CMOS ketika beroperasi sebagai saklar

B.

Alat Yang Digunakan

1. PC

C. Dasar Teori

Sebuah switch ideal harus mempunyai karakteristik pada keadaan “off” ia

tidak dapat dilalui arus sama sekali dan pada keadaan “on” ia tidak mempunyai tegangan drop.

MOSFET Sebagai Switch

MOSFET juga dapat berfungsi sebagai switch. Dibandingkan dengan BJT, sifat switch dari MOSFET juga lebih unggul karena membutuhkan arus yang sangat kecil untuk operasinya.

(20)

Gambar 9 Rangkaian Common Emitter

D.

Prosedur Percobaan

1. Buat rangkaian seperti pada gambar 10. dengan VDD = 5 VDC.

Gambar 10. Gambar Rangkaian MOSFET 2. Gunakan generator sinyal sebagai Vin.

3. Atur bentuk gelombang fungsi generator segitiga dengan amplitude 0 - 5 V (atur offset fungsi generator) dan kemudian hubungkan ke osiloskop channel 1.

4. Hubungkan Vout1 ke channel 2 osiloskop, gunakan mode xy untuk melihat kurva Vin - Vout1.

5. Amati dan gambar kurva tersebut pada buku log praktikum. 6. Tentukan tegangan Threshold (Vth).

(21)

E.

Latihan Dan Tugas

1. Bedakan transistor BJT dan MOSFET sebagai saklar

2. Jelaskan fenomena “latching” pada suatu switch transistor

(22)

Blanko Percobaan

Gambar grafik Source pada MOSFET

(23)

Modul 5

Penguat Common Emitter

A.

Tujuan

1. Untuk mensimulasi common emitter amplifier menggunakan Multisim dan mempelajari respon transien dan frekuensi

2. Untuk menentukan hubungan fasa antara tegangan input dan output dengan melakukan analisis transien

3. Untuk menentukan gain maksimum, gain 3 dB, frekuensi cut-off bawah dan atas, dan bandwidth CE amplifier dengan melakukan analisis AC

4. Menentukan efek dari frekuensi sinyal input pada capacitor coupled common emitter amplifier

B.

Alat Yang Digunakan

1. PC

2. Software Mulitisim

C. Dasar Teori

Rangkaian umum CE amplifier ditunjukkan pada Gambar 11. Rangkaian terdiri dari komponen yang berbeda.

(24)

Fungsi dari komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut:

1. Biasing circuit: resistansi R1, R2 dan RE membentuk pembagi tegangan rangkaian bias untuk CE amplifier. Mengeset titik operasi yang sesuai bagi CE amplifier.

2. Input kapasitor C1: kapasitor ini meng-couple sinyal ke transistor. Memblok komponen DC yang terdapat pada sinyal dan meloloskan hanya sinyal ac untuk dikuatkan. Akibatnya, kondisi bias dipertahankan konstan.

3. Emitter bypass kapasitor CE: sebuah emitter bypass kapasitor CE dihubungkan secara paralel dengan resistansi emitter, RE untuk memberikan jalur reaktansi rendah bagi sinyal ac yang dikuatkan. Jika kapastor tersebut tidak disisipkan, sinyal ac dikuatkan yang melalui RE akan mengakibatkan drop tegangan padanya. Hal ini dapat mereduksi tegangan output, mereduksi gain amplifier. Output coupling kapasitor C2: coupling kapasitor C2 meng-couple output dari amplifier ke beban atau tahap berikutnya dari amplifier. Kapasitor memblok DC dan melewatkan hanya bagian ac dari sinyal teramplifikasi.

Ketika paruh positif sinyal diaplikasikan, tegangan antara base dan emitter (Vbe) meningkat karena tegangan tersebut sudah positif terhadap ground. Maka forward bias meningkat, , yaitu arus base meningkat. Oleh karena aksi transistor, arus kolektro IC meningkat B kali. Saat arus ini mengalir melalui RC, drop ICRC juga turut meningkat. Konsekuensinya, tegangan antara kolektor dan emitter (VCE) menurun. Dalam jalan ini, tegangan teramplifikasi tampak sepanjang RC. Dengan demikian, sinyal input positif tampak sebagai sinyal output negatif, yaitu terdapat pergeseran fasa 180o_{antara input dan output.}

Pada percobaan ini akan digunakan notasi “decibels” atau dB. Itu

(25)

dengan mengambil eksponen 10, sebagai contoh rasio tegangan sesuai gain 15 dB adalah 10(15/20) = 5.623.

D.

Prosedur Percobaan

Karakteristik respon frekuensi:

1. Hubungkan rangkaian seperti ditunjukkan pada Gambar 2. Set Vin = 20mV pada 1 kHz

3. Dengan menjaga tegangan input konstan pada nilai ini, variasikan frekuensi dari 50Hz sampai 1MHz dalam step yang mungkin dan ukur Vout pada masing-masing frekuensi

4. Tentukan gain tegangan AV=Vo/Vin, AV(dB)=10log(Vo/Vin) 5. Plot AV vs frekuensi dalam semi-log

Perkiraan grafik :

(26)

E.

Latihan Dan Tugas

1. Mengapa CE amplifier memberikan fasa terbalik?

2. Pada rangkaian ekivalen DC dari amplifier, bagaimana kapasitor berlaku? 3. Apa efek bypass kapasitor terhadap respon frekuensi?

4. Definisikan frekuensi cut-off bawah dan atas untuk suatu amplifier 5. Kemukakan alasan atas jatuhnya gain pada frekuensi rendah dan tinggi 6. Definisikan Bel dan Decibel

(27)

Blanko Percobaan

Respon Frekuensi Observasi:

Tabel 8. Karakeristik Respon Frekuensi No Tegangan Input

Vin (mV)

Frekuensi Input

Tegangan Output Vo (V)

Gain, Av

Gain dalam dB, AvdB 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

(28)

Grafik Respon transien

Inferensi:

Dari analisis transien, hubungan fasa antara tegangan input dan output sinyal adalah ... derajat

Dari kurva respon frekuensi, hasil berikut ini dapat dihitung

No Parameter Nilai

1 Gain Absolut Maksimum 2 Gain Maksimum dalam dB 3 Gain 3dB

(29)

Modul 6

Penguat Common Source

A.

Tujuan

1. Untuk mensimulasi common source amplifier menggunakan Multisim dan mempelajari respon transien dan frekuensi

2. Untuk menentukan hubungan fasa antara tegangan input dan output dengan melakukan analisis transien

3. Untuk menentukan gain maksimum, gain 3 dB, frekuensi cut-off bawah dan atas, dan bandwidth CS amplifier dengan melakukan analisis AC 4. Menentukan efek dari frekuensi sinyal input pada common source

amplifier

B.

Alat Yang Digunakan

1. PC

C. Dasar Teori

Pada common source amplifier, terminal source amplifier adalah common bagi kedua terminal input dan output. Dalam rangkaian, input diaplikasikan antara Gate dan Source; sedangkan output diambil dari Drain. Source JFET amplifier memberikan gain tegangan yang baik dengan tambahan keunggulan berupa impedansi input tinggi. Karakteristik lain dari JFET membuatnya lebih dipilih dibandingkan BJT untuk tipe aplikasi tertentu. CS amplifier JFET beranalogi dengan CE amplifier BJT.

(30)

dengan mengambil eksponen 10, sebagai contoh rasio tegangan sesuai gain 15 dB adalah 10(15/20) = 5.623.

Diagram Rangkaian:

Gambar 12 Rangkaian Common Source

D.

Prosedur Percobaan

Karakteristik respon frekuensi:

1. Hubungkan rangkaian seperti ditunjukkan pada Gambar 12 2. Set Vin = 100mV pada 1 kHz

3. Dengan menjaga tegangan input konstan pada nilai ini, variasikan frekuensi dari 100Hz sampai 1MHz dalam step yang mungkin dan ukur Vout pada masing-masing frekuensi

4. Tentukan gain tegangan AV=Vo/Vin, AV(dB)=10log(Vo/Vin) 5. Plot AV vs frekuensi dalam semi-log

(31)

E.

Latihan Dan Tugas

1. Apa kegunaan source transistor dan gate transistor? 2. Apa itu swamping resistor?

3. Apa kegunaan swamping resistor pada common source amplifier? 4. FET adalah devais linier atau non-linier? Kemukakan alasannya 5. Apa itu square law? Berikan contoh sebuah devais square law 6. Apa itu pinch off voltage?

(32)

Blanko Percobaan

Respon Frekuensi Observasi:

Tabel 9. Karakeristik Respon Frekuensi No Tegangan Input

Vin (mV)

Frekuensi Input

Tegangan Output Vo (V)

Gain, Av

Gain dalam dB, AvdB 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10

(33)

Grafik Respon transien

Inferensi:

Dari analisis transien, hubungan fasa antara tegangan input dan output sinyal adalah ... derajat

Dari kurva respon frekuensi, hasil berikut ini dapat dihitung

No Parameter Nilai

1 Gain Absolut Maksimum 2 Gain Maksimum dalam dB 3 Gain 3dB

(34)

Modul 7

Power Amplifier (class A)

A.

Tujuan

1. Mensimulasikan power amplifier class A dalam Multisim dan mempelajari respon transien

2. Menentukan efisiensi Collector dari power amplifier class A

3. Memperoleh karakteristik output dan respon frekuensi power amplifier class A

B.

Alat Yang Digunakan

1. PC

C. Dasar Teori

Power amplifier class A adalah suatu rangkaian dimana arus output mengalir selama seluruh cycle (360°) dari sinyal input. Sehingga titik operasi dipilih sedemikian sehingga transistor beroperasi hanya pada daerah linier dari garis bebannya. Maka amplifier ini dapat menguatkan sinyal input dengan amplitudo kecil. Efisiensi teoretis dari transformer coupled atau inductive coupled power amplifier class A adalah 50%.

(35)

Pada prakteknya nilai tersebut terletak di sekitar 30 – 35%. Formula untuk menghitung efisiensi collector adalah %𝜂 =_𝑃𝑃𝐴𝐶

𝐷𝐶𝑥100, dimana nilai PAC dan PDC

dihitung sebagai berikut,

Menggunakan nilai RMS

𝑃𝐷𝐶 = 𝑉𝐶𝐶× 𝐼𝐷𝐶

𝑃𝐴𝐶 = 𝑉𝑟𝑚𝑠× 𝐼𝑟𝑚𝑠

Menggunakan nilai peak

𝑃𝐴𝐶 = 𝑉𝑟𝑚𝑠× 𝐼𝑟𝑚𝑠 = 𝑉𝑚₂𝐼𝑚

𝑉𝑟𝑚𝑠 = 𝑉𝑚

√2 ; 𝐼𝑟𝑚𝑠 = 𝐼𝑚

√2 𝑃𝐴𝐶 = 𝑉𝑚