DOKUMEN LABORATORIUM ELEKTRONIKA

(1)

LABORATORIUM ELEKTRONIKA

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

PROGRAM STUDI TEKNIK KOMPUTER

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA

(2)

KATA PENGANTAR

Praktikum Dasar Elektronika adalah mata kuliah praktikum yang wajib diambil oleh setiap mahasiswa Jurusan Teknik Elektro dan juga merupakan pra syarat awal bagi mahasiswa untuk mengambil Mata Kuliah Kerja Praktek. Petunjuk praktikum ini mengikuti kurikulum 2016-2020 pada Jurusan Teknik Elektro.

Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya pada semua pihak yang telah terlibat dalam penyusunan penuntun praktikum ini. Akhir kata, semoga semua usaha yang telah dilakukan dapat berkontribusi pada dihasilkannya lulusan Program Studi Teknik Elektro sebagai Sarjana Teknik/engineer dengan kualitas yang baik.

Zulhelmi, ST., M.Sc NIP. 197907022003121001 Alhamdulillahi Rabbil’aalamiin, puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, Buku Penuntun Praktikum Elektronika untuk Tahun Ajaran 2018/2019 ini telah dapat diselesaikan sebelum masa praktikum dimulai. Dengan demikian, pelatihan asisten sudah dapat menggunakan buku petunjuk dalam bentuk yang sama dengan buku yang akan digunakan praktikan.

Banda Aceh, 15 April 2018 Koordinator Praktikum

(3)

Penuntun Praktikum Dasar Elektronika ii

DAFTAR KONTRIBUTOR

Penulis mengapresiasi semua pihak yang telah membantu dan berkontribusi pada punyusunan penuntun praktikum ini. Berikut ini daftar nama yang berkontribusi pada penyusunan penuntun praktikum ini,

Ir. Agus Adria, M.Sc Mohd. Syaryadhi, S.T., M.Sc

Yunidar, S.Si., M.T.

Zulfikar, S.T., M.Sc Alfisyahrin, S.T., M.Sc

Ismahadi

(4)

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i

DAFTAR KONTRIBUTOR ii

DAFTAR ISI iii

ATURAN UMUM LABORATORIUM iv

ATURAN UMUM KESELAMATAN v

MODUL 1: KARAKTERISTIK DIODA 1-1

LAMPIRAN MODUL 1 1-7

MODUL 2: KARAKTERISTIK BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR (BJT) 2-1

MODUL 3: RANGKAIAN PENYEARAH 3-1

MODUL 4: RANGKAIAN PRA TEGANGAN TRANSISTOR 4-1

MODUL 5: RANGKAIAN PENGUAT TRANSISTOR BJT 5-1

MODUL 6: OPERASIONAL AMPLIFIER (OP_AMP) 6-1

MODUL 7: KOMPARATOR 7-1

(5)

Penuntun Praktikum Dasar Elektronika iv

ATURAN UMUM LABORATORIUM

1. Praktikan harus sudah hadir di Laboratorium Elektronika paling lambat 10 menit sebelum praktikum dimulai, berpakaian sopan dan rapi, dilarang memakai sandal. Tas, Jaket, dan barang- barang lain yang tidak berhubungan langsung dengan percobaan praktikum harus disimpan di dalam loker yang telah disediakan. Bila membawa ponsel praktikan harus mematikan ponselnya atau mengaktifkan nada getar. Tidak diperkenankan menerima panggilan melaui ponsel di dalam ruang Laboratorium.

2. Praktikan harus sudah mempelajari penuntun praktikum dan teori yang berhubungan dengan percobaan sebelum praktikum dilaksanakan. Sebelum pelaksanaan praktikum akan dilaksanakan Tes/tugas pendahuluan (pre-test) oleh asisten.

3. Praktikan baru boleh merangkai modul percobaan sesuai dengan penuntun praktikum apabila telah mendapata izin/instruksi dari asisten. Catu daya rangkaian baru boleh dihidupkan setelah modul yang dirangkai telah diperiksa oleh asisten.

4. Praktikan wajib melaksanakan seluruh prosedur percobaan sesuai dengan penuntun praktikum.

Hal-hal yang kurang jelas sehubungan dengan prosedur percobaan ataupun cara pemakaian isntrumen/alat ukur harus ditanyakan kepada asisten. Bila karena satu dan lain hal salah satu atau seluruh prosedur percobaan tidak dapat dilaksanakan, asisten akan mengambil kebijakan untuk melakukan prosedur yang berbeda dari penuntun praktikum ataupun menjadwalkan kembali jadwal praktikum.

5. Data percobaan ditulis pada lembaran yang terpisah, ditandatangani oleh asisten dan distempel.

6. Praktikan baru boleh meninggalkan Laboratorium setelah mendapat izin dari asisten.

7. Praktikan wajin menjaga seluruh alat/bahan praktikum. Kehilangan atau kerusakan alat/bahan praktikum selama percobaan menjadi tanggung jawab praktikan.

8. Praktikan wajib menjaga ketertiban dan kebersihan selama praktikum.

(6)

ATURAN UMUM 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.

A. 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.

1. Hindari daerah atau benda yang berpotensi menimbulkan bahaya listrik (sengatan listrik/

strum) secara tidak disengaja, misalnya kabel jala-jala yang terkelupas Dan lain-lain.

2. Tidak melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya listrik pada diri sendiri atau orang lain.

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

4. 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:

a. Jangan panik,

b. Matikan semua peralatan elektronik dan sumber listrik di meja masing-masing dan di meja praktikan yang tersengat arus listrik,

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

d. Beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di sekitar anda tentang terjadinya kecelakaan akibat bahaya listrik.

B. Bahaya Api atau Panas Berlebih

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

2. Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan api, percikan api atau panas yang berlebihan.

3. Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya api atau panas berlebih pada diri sendiri atau orang lain.

4. 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:

a. Jangan panik,

b. Beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di sekitar anda tentang terjadinya bahaya api atau panas berlebih,

c. Matikan semua peralatan elektronik dan sumber listrik di meja masing-masing, d. Menjauh dari ruang praktikum.

C. Bahaya Lain

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

(7)

Penuntun Praktikum Dasar Elektronika vi 1. Jangan membawa benda tajam (pisau, gunting dan sejenisnya) ke ruang praktikum bila tidak

diperlukan untuk pelaksanaan percobaan.

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

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

4. Hindari melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan luka pada diri sendiri atau orang lain, misalnya bermain-main saat praktikum.

D. Penggunaan Peralatan Praktikum

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

1. Sebelum menggunakan alat-alat praktikum, pahami petunjuk/ prosedur pengguna-an tiap alat itu.

2. Perhatikan dan patuhi peringatan (warning) yang biasanya tertera pada badan alat.

3. 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.

4. 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.

5. Pastikan seluruh peralatan praktikum yang digunakan aman dari benda/ logam tajam, api/

panas berlebih atau lainnya yang dapat mengakibatkan kerusakan pada alat tersebut.

6. Tidak melakukan aktifitas yang dapat menyebabkan kotor, coretan, goresan atau sejenisnya pada badan alat-alat praktikum yang digunakan.

7. Kerusakan instrumentasi praktikum menjadi tanggung jawab bersama kelompok praktikum yang bersangkutan. Alat yang rusak harus diganti oleh kelompok tersebut.

E. Sanksi

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

F. Lain-Lain

Praktikan dilarang membawa makanan dan minuman ke dalam ruang praktikum.

(8)

MODUL 1

KARAKTERISTIK DIODA

I. TUJUAN

Setelah mengikuti praktikum ini, praktikan dapat:

a. menjelaskan dan memahami secara praktis karakteristik dioda semi-konduktor dan dioda Zener;

b. menjelaskan dan Memahami prinsip kerja dioda semi-konduktor dan dioda Zener pada suatu rangkaian elektronika.

II. STUDI PUSTAKA A. Dioda Semikonduktor

Dioda adalah komponen aktif semikonduktor yang terdiri dari persambungan (junction) P-N.Sifat dioda yaitu dapat menghantarkan arus pada tegangan maju dan menghambat arus pada tegangan balik.

Dioda berasal dari pendekatan kata dua elektroda yaitu anoda dan katoda. Dioda semikonduktor hanya melewatkan arus searah saja (forward), sehingga banyak digunakan sebagai komponen penyearah arus.

Secara sederhana sebuah dioda bisa kita asumsikan sebuah katup, dimana katup tersebut akan terbuka manakala air yang mengalir dari belakang katup menuju kedepan, sedangkan katup akan menutup oleh dorongan aliran air dari depan katup. Gambar 1.1 menunjukkan bentuk dioda ditinjau dari tiga aspek, persambung dioda, simbol skematik, dan struktur fisiknya.

Berapa fungsi dan penerapan dioda adalah:

1. Sebagai penyearah, untuk dioda bridge

2. Sebagai penstabil tegangan (voltage regulator), untuk dioda zener

(c)

(a) (b)

Gambar 1.1. (a) Persambungan p-n silikon, (b) Simbol skematik, (c) Bentuk fisik Dioda

(9)

Karakteristik Dioda 1-2 3. Pengaman / sekering

4. Sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuang level sinyal yang ada di atas atau di bawah level tegangan tertentu.

5. Sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen DC kepada suatu sinyal AC 6. Sebagai pengganda tegangan.

7. Sebagai indikator, untuk Light Emitting Diode (LED)

8. Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier 9. Sebagai sensor cahaya, untuk dioda photo

B. Dioda Standar

Dioda jenis ini ada dua macam yaitu silikon dan germanium. Dioda silikon mempunyai tegangan maju 0,6 - 0,7 V sedangkan dioda germanium 0,3 V. Dioda jenis ini mempunyai beberapa batasan tertentu tergantung spesifikasi. Batasan batasan itu seperti batasan tegangan reverse, frekuensi, arus, dan suhu. Tegangan maju dari dioda akan turun 0,025 V setiap kenaikan 1 derajat dari suhu normal.

Gambar 1.2 memperlihatkan simbol dioda standar.

C. Light Emiting Diode (LED)

Dioda jenis ini mempunyai lapisan fosfor yang bisa memancarkan cahaya saat diberi polaritas pada kedua kutubnya. LED mempunyai batasan arus maksimal yang mengalir melaluinya. Diatas nilai tersebut dipastikan umur led tidak lama. Jenis led ditentukan oleh cahaya yang dipancarkan. Seperti led merah, hijau, biru, kuning, oranye, infra merah dan laser diode. Selain sebagai indikator beberapa LED mempunyai fungsi khusus seperti LED inframerah yang dipakai untuk transmisi pada sistem remote control dan opto sensor juga laser diode yang dipakai untuk optical pick-up pada sistem CD.

Dioda jenis ini dibias maju (forward), bentuk fisik LED dapat dilihat pada Gambar 1.1 (c).

D. Dioda Zener

Fungsi dari dioda zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu dioda zener juga dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka pada penggunaan dioda zener sebagai penstabil tegangan untuk arus besar diperlukan sebuah buffer arus. Dioda zener dibias mundur (reverse), bentuk fisik LED dapat dilihat pada Gambar 1.1 (c).

E. Dioda Photo

Dioda photo merupakan jenis komponen peka cahaya. Dioda ini akan menghantar jika ada cahaya yang mauk dengan intensitas tertentu. Aplikasi dioda photo banyak pada sistem sensor cahaya (optical).

Contoh : pada optocoupler dan optical pick-up pada sistem CD. Dioda photo dibias maju (forward).

bentuk fisik Dioda Photo dapat dilihat pada Gambar 1.1 (c).

F. Dioda Varactor

Kelebihan dari dioda ini adalah mampu menghasilkan nilai kapasitansi tertentu sesuai dengan besar tegangan yang diberikan kepadanya. Dengan dioda ini maka sistem penalaan digital pada sistem

Gambar 1.3. Simbol fisik dan skematik dioda standar

(10)

transmisi frekuensi tinggi mengalami kemajuan pesat, seperti pada radio dan televisi. Contoh sistem penalaan dengan dioda ini adalah dengan sistem PLL (Phase lock loop), yaitu mengoreksi oscilator dengan membaca penyimpangan frekuensinya untuk kemudian diolah menjadi tegangan koreksi untuk oscilator. Dioda varactor dalam pengoperasian dibias reverse.

G. Bias Maju Dioda

Adalah cara pemberian tegangan luar ke terminal diode. Jika anoda dihubungkan dengan kutub positif batere, dan katoda dihubungkan dengan kutub negative batere, maka keadaan diode ini disebut bias maju (forward bias). Aliran arus dari anoda menuju katoda, dan aksinya sama dengan rangkaian tertutup. Pada kondisi bias ini akan terjadi aliran arus dengan ketentuan beda tegangan yang diberikan ke diode dan akan selalu positif.

H. Bias Mundur Dioda

Sebaliknya bila anoda diberi tegangan negative dan katoda diberi tegangan positif, arus yang mengalir jauh lebih kecil dari pada kondisi bias maju. Bias ini dinamakan bias mundur (reverse bias) pada arus maju diperlakukan baterai tegangan yang diberikan dengan tidak terlalu besar maupun tidak ada peningkatan yang cukup signifikan.Sebagai karakteristik dioda, pada saat reverse, nilai tahanan diode tersebut relative sangat besar dan diode ini tidak dapat menghantarkan arus listrik. Nilai-nilai yang didapat, baik arus maupun tegangan tidak boleh dilampaui karena akan mengkibatkan rusaknya dioda.

III. KOMPONEN DAN INSTRUMEN

Adapun alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum ini adalah:

IV. PROSEDUR PERCOBAAN A. Dioda Bias Maju

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, rangkailah rangkaian percobaan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.5.

Gambar 1.4. Simbol skematik dioda varaktor

No. Nama Komponen/Alat Jenis/Merek/Nilai Jumlah (Unit)

1. Dioda standar 1N4001 2

2. Dioda Zener (6,8V) 1N4736A 2

3. Resistor 330 Ω 2

4. Resistor 220 Ω 2

5. Potensiometer 10 kΩ 2

6. Multimeter Sanwa 2

7. Master Builder S300B 1

8. Bridge board + Catu Daya split ±15 V (optional, bila No 7. Tidak tersedia) 1

9. Kabel-kabel penghubung - Secukupnya

(11)

Karakteristik Dioda 1-4 1. Untuk komponen D1, pasanglah dioda 1N4001

2. Periksa rangkaian secara seksama, bila telah sempurna hidupkan catu daya (konfirmasi ke asisten)

3. Atur potensiometer sehingga pembacaan Voltmeter menunjukkan angka 0,1V, dan ukur/catat pembacaan Arus dioda (I_D) pada Tabel 1.1.

4. Naikkan tegangan dioda sesuai Tabel 1.1 (terlampir) dengan mengatur/memutar potensiometer sampai batas maksimum.

5. Ganti nilai R1 dengan 220 Ω, ulangi langkah (1) sampai dengan (5).

6. Catat hasil pengamatan pada Tabel 1.1.

B. Dioda Bias Mundur

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, rangkailah rangkaian percobaan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.6 (Perhatikan catu yang digunakan adalah -15 V)

2. Untuk komponen D₁, pasanglah dioda 1N4001

Gambar 1.5. Rangkaian percobaan dioda bias maju

Gambar 1.6. Rangkaian percobaan dioda bias mundur + A -

+V

- D1

330 W P1

1 kW/

2W +15 V

N1 R1 N2 N3

+ A -

V

- +

D1

330 W P1

1 kW/

2W +15 V

N1 R1 N2 N3

(12)

3. Atur potensiometer sehingga pembacaan Voltmeter menunjukkan angka 0,5V, dan ukur/catat pembacaan Arus dioda (I_D) pada Tabel 1.2.

4. Naikkan tegangan dioda sesuai Tabel 1.2 (terlampir) dengan mengatur/memutar potensiometer sampai batas maksimum.

C. Dioda Zener

1. Dalam keadaan catu daya mati, rangkailah rangkaian percobaan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 1.7.

2. Untuk komponen D1, pasanglah dioda zener 6,8V atau yang tersedia

3. Periksa rangkaian secara seksama, bila telah sempurna hidupkan catu daya (konfirmasi ke asisten)

4. Atur potensiometer sehingga pembacaan Voltmeter menunjukkan angka 0,5V, dan ukur/baca arus dioda (I_Z)

5. Naikkan tegangan dioda zener sesuai Tabel 1.3 (terlampir) dengan mengatur/memutar potensiometer sampai batas maksimum.

6. Ganti nilai R1 dengan 220 Ω, ulangi langkah (1) sampai dengan (5).

7. Catat hasil pengamatan pada Tabel 1.3.

V. ANALISIS DAN DISKUSI

Dengan menggunakan hasil pengamatan dan pengukuran lakukan analisis dan diskusikan hal-hal berikut:

a. Karakteristik dioda yang dibias maju dan dibias mundur.

b. Karakteristik dioda zener.

c. Bila resistor dan potensiometer yang digunakan mempunyai disipasi daya ¼ W.

d. Kapan dioda Zener bekerja dengan baik?

Gambar 1.7. Rangkaian percobaan Dioda Zener + A -

-V

+ 330 W

P1

1 kW/

2W +15 V

N1 R1 N2 N3

(13)

Karakteristik Dioda 1-6

VI. TUGAS

1. Sebutkan dan Jelaskan unsur-unsur pembentuk Dioda!

2. Jelaskan karakteristik, fungsi dan prinsip kerja dari Dioda!

3. Apa fungsi potensiometer pada rangkaian percobaan?

4. Apa fungsi R1 pada rangkaian percobaan, bila nilai R1 diganti dengan 100 Ω apa yang akan terjadi untuk tiap-tiap rangkaian percobaan?

5. Sebutkan kelebihan dan kelemahan dari dioda silikon dan zener!

(14)

LAMPIRAN MODUL 1

Banda Aceh, .../.../ 2017 Asisten Praktikum,

( )

Tabel 1.1. Data pengukuran rangkaian dioda bias maju (forward bias)

No Teg. - V_D (Volt) Nilai

R Arus I_D (mA) Nilai

R Arus - I_D (mA)

1 0,10

220 W 330

W

2 0,15

3 0,20

4 0,25

5 0,30

6 0,35

7 0,40

8 0,45

9 0,50

10 0,55

11 0,60

12 0,65

13 0,70

14 0,75

15 0,80

16 0,85

17 0,90

Tabel 1.2. Data pengukuran rangkaian dioda bias mundur (reversed bias)

No Teg. - V_D (Volt) Nilai

R Arus I_D (mA) Nilai

R Arus - I_D (mA)

1 0.5

220 W 330

W

2 1.0

3 1.5

4 2.0

5 2.5

6 3.0

7 3.5

8 4.0

9 4.5

10 5.0

11 5.5

12 6.0

13 6.5

14 7.0

15 7.5

16 8.0

17 8.5

18 9.0

19 9.5

20 10.0

21 10.5

22 11.0

23 11.5

24 12.0

25 12.5

26 13.0

27 13.5

28 14.0

29 14.5

30 15.0

(15)

Karakteristik Dioda 1-8 Banda Aceh, .../.../ 2017 Asisten Praktikum,

( )

Tabel 1.3. Data pengukuran rangkaian dioda zener dengan normal operasi bias mundur (reversed bias)

No Tegangan - V_D

(Volt) Nilai

R Arus I_Z

(mA) Nilai

R Arus - I_Z

(mA)

1 0.5

220 W 330 W

2 1.0

3 1.5

4 2.0

5 2.5

6 3.0

7 3.5

8 4.0

9 4.5

10 5.0

11 5.5

12 6.0

13 6.5

14 7.0

15 7.5

16 8.0

17 8.5

18 9.0

19 9.5

20 10.0

21 10.5

22 11.0

(16)

MODUL 2

KARAKTERISTIK BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR (BJT)

I. TUJUAN

a. menjelaskan dan memahami secara praktis karakteristik Bipolar Junction Transistor (BJT);

b. menjelaskan dan Memahami prinsip kerja karakteristik Bipolar Junction Transistor (BJT) pada suatu rangkaian elektronika.

II. STUDI PUSTAKA

Bipolar junction transistor (BJT) merupakan divais tiga terminal yang dibentuk dengan tiga lapisan bahan semikonduktor, dua lapisan tipe-n dan satu lapisan tipe-p; atau juga bisa dibentuk dengan dua lapisan tipe-p dan satu lapisan tipe-n. Kontruksi fisik BJT diilustrasikan pada Gambar 2.1. BJT terdiri dari tiga terminal yakni emitter, basis dan kolektor. Lapisan emitter di-doping dengan konsentrasi paling tinggi dan penggunaan area yang relatif sedang, sementara lapisan basis didoping rendah dengan penggunaan area yang paling kecil, sedangkan lapisan kolektor diberikan impuritas dengan tingkat sedang dan penggunaan area yang paling besar. Simbol skematik transistor (BJT) ditunjukkan pada Gambar 2.2 di bawah.

Gambar 2. 1. Struktur sederhana npn transistor

Gambar 2. 2. Simbol skematik BJT; (a). Transistor npn; (b). Transistor pnp

(17)

Karakteristik Bipolar Junction Transistor (BJT) 2-2

IV. PROSEDUR PERCOBAAN A. Hubungan Common Emitter (CE)

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, rangkailah rangkaian percobaan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.3,

2. Atur P₂ ke posisi nol (putar berlawanan jarum jam) dan atur P₁ sehingga pembacaan Ampermeter (A) arus basis menunjukkan angka 1 µA (I_B), Bacalah pengukuran tegangan basis emiter (V_BE), (V_CE) dan arus kolektor (I_C).

3. Dengan menjaga arus I_B tetap 1 µA, putarlah P₂ searah jarum jam secara bertahap, catat pembacaan alat ukur pada (V_BE), (V_CE) dan (I_C).

4. Ulangi langkah 2 dan 3 dengan mengatur kenaikan I_B sebesar 10 µA.

5. Ulangi langkah 2 s.d. 4 sampai dengan nilai I_B maksimum (nilai I_B maksimum didapat dengan mengatur P₁ ke posisi maksimum).

6. Catat hasil pembacaan/pengamatan pada Tabel 2.1

1. Transistor BJT 2N3904 2

2. Resistor 22 kΩ/ ½W 2

3. Potensiometer 500Ω/ ½W 2

4 Potensiometer 10 kΩ/ ½W 2

5. Multimeter Sanwa/Madda Min 3

7. Bridge board + Catu Daya split ±15 V

(optional, bila (6) tidak tersedia) 1

8. Kabel-kabel penghubung Secukupnya

Gambar 2.3. Rangkaian percobaan karakteristik transistor-CE

+ A -

- A +

V

+

- +_V

-

+15 V RB

Q1

P1

10 kW/

2W +15 V

P2

500 W

N1 N2 N3

B E C N4

22 kW N5

(18)

B. Hubungan Common Basis (CB)

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, rangkailah rangkaian percobaan sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2.4,

2. Atur P₂ ke posisi nol (putar berlawanan jarum jam) dan atur P₁ sehingga pembacaan Ampermeter (A) arus emiter menunjukkan angka 1 mA (I_E), Bacalah pengukuran tegangan emiter basis(V_EB), (V_CE) dan arus kolektor (I_C).

3. Putar secara perlahan P₂sampai dengan posisi maksimum, lihat dan cata perubahan parameter I_E, I_C, V_EB, dan V_CE.

4. Ulangi langkah 2 s.d. 3 sampai dengan nilai I_E maksimum.

5. Catat hasil pembacaan/pengamatan pada Tabel 2.2 V. ANALISIS DAN DISKUSI

a. Karakteristik transistor dengan konfigurasi common emitter (CE) b. Hubungan arus basis dan arus kolektor

c. Hubungan tegangan VBE dan tegangan sumber d. Hubungan tegangan VCE dan tegangan sumber.

e. Karakteristik transistor dengan konfigurasi common basis (CB) f. Hubungan arus emiter dan arus kolektor

g. Hubungan V_CE dan I_E

Gambar 2.4. Rangkaian percobaan karakteristik transistor-CB

(19)

VI. TUGAS

1. Jelaskan karakteristik transistor dengan konfigurasi common emitter, sertakan jawaban dengan grafik hubungan arus basis, arus kolektor dan tegangan kolektor emitter.

2. Apa fungsi resistor 22 kΩ pada rangkaian percobaan?

3. Apa kegunaan P₁ dan P₂ pada rangkaian percobaan.

(20)

( )

No Arus - I_B

(mA) Teg. V_BE

(Volt) Teg. V_CE

(Volt) Arus - I_C (mA) 1

1 mA 2

3 4 5 6 7 8 9 10 11

5 mA 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21

10 mA 22

23 24 25 26 27 28 29 30

No Arus - I_B

(mA) Teg. V_BE

(Volt) Teg. V_CE

15 mA 32

33 34 35 36 37 38 39 40 41

20 mA 42

43 44 45 46 47 48 49 50 51

25 mA 52

53 54 55 56 57 58 59 60

Tabel 2.1. Data pengamatan modul karakteristik Bipolar Junction Transistor (BJT)-Common Emitter (CE)

(21)

( )

No Arus - I_E

(mA) Teg. V_EB

(Volt) Teg. V_CE

1 mA 2

3 4 5 6 7 8 9 10 11

5 mA 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21

10 mA 22

23 24 25 26 27 28 29 30

No Arus - I_E

(mA) Teg. V_EB

(Volt) Teg. V_CE

15 mA 32

33 34 35 36 37 38 39 40 41

20 mA 42

43 44 45 46 47 48 49 50 51

25 mA 52

53 54 55 56 57 58 59 60

Tabel 2.2. Data pengamatan modul karakteristik Bipolar Junction Transistor (BJT)-Common Basis (CB)

(22)

MODUL 3

RANGKAIAN PENYEARAH

I. TUJUAN

a. menjelaskan dan memahami secara praktis prinsip kerja rangkaian penyearah;

b. menjelaskan dan memahami penggunaan macam-macam rangkaian penyearah.

Kebutuhan sumber tegangan dc untuk menjalankan atau menghidupkan peralatan elektronik merupakan suatu kebutuhan mutlak karena sejumlah besar aplikasi rangkaian elektronik masih menggunakan sumber tegangan dc. Di sisi lain, sumber tegangan yang tersedia dan disuplai secara massal melalui pembangkit listrik PLN adalah sumber tegangan ac. Oleh karena kebutuhan tadi maka diperlukan suatu rangkaian yang dapat menkonversikan atau tepatnya menyearahkan sumber tegangan ac menjadi tegangan dc, rangkaian yang digunakan untuk keperluan ini dikenal dengan rangkaian penyearah.

A. Penyearah Setengah Gelombang

Pada Gambar 3.1 dapat dilihat dioda tersambung ke suatu sumber ac dan sebuah resistor beban R membentuk penyearah setengah gelombang. Sumber tegangan masukan ac, V_I(Gambar 3.1.c) yang berbentuk sinusoidal dengan pulsa positif dan negatif disearahkan dimana pulsa negatif dihilangkan melalui rangkaian penyearah, sehingga keluarannya hanya tersisa pulsa positifnya saja.

B. Penyearah Gelombang Penuh

Untuk menghasilkan gelombang penuh dari semua pulsa masukan, maka rangkaian yang digunakan adalah rangkaian penyearah gelombang penuh seperti ditunjukkan pada Gambar 3.2. Bagian tegangan masukan (pulsa negatif) seakan-akan dibalik sehingga keluaran menghasilkan dua pulsa positif dari satu perioda gelombang masukan.

(a) (b) (c)

Gambar 3.1. Rangkaian penyearah setengah gelombang

Gambar 3.2. Rangkaian penyearah gelombang penuh

(23)

Rangkaian Penyearah 3-2

C. Penyearah Gelombang Jembatan (Gelombang Penuh)

Jembatan penyearah dioda terhubung menggunakan empat dioda seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.3. Ketika input siklus adalah positif, dioda D1 dan D2 merupakan forward bias dan melakukan konduski arus dengan arah ditunjukkan. Sebuah tegangan dikembangkan di Rl yang terlihat seperti setengah positif masukan siklus. Selama waktu ini, dioda D3 dan D4 merupakan reverse-bias.

sebaliknya, pada siklus pulsa negatif dioda D3 dan D4 aktif dan dioda D1 dan D3 off sehingga keluaran tegangan pada resistor seperti glombang penuh sebgaimana ditunjukkan pada Gambar 3.3.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN A. Penyearah Setengah Gelombang

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, rangkai rangkaian percobaan seperti pada Gambar 3.4.

2. Periksa rangkaian secara seksama, jika sudah benar (tanyakan asisten) nyalakan catu daya dan amati bentuk gelombang pada TP-1 melalui CH-1 dan TP-2 melalui CH-2 pada layar osiloskop, ubah-ubah Volt/div dan Time/div untuk melihat variasi bentuk tegangan.

3. Atur Time/div= 10 ms dan Volt/div = 2 Volt/div, kemudian catat dan gambarkan bentuk gelombang pada CH-1 dan CH-2.

4. Ukur tegangan pada TP-1 dan TP-2 dengan menggunakan Voltmeter

5. Ukur frekuensi pada TP-1 dan TP-2 dengan menggunakan frekuensi counter/osiloskop atau Voltmeter.

Gambar 3.3. Rangkaian penyearah gelombang jembatan penuh

1. Dioda 1N4002/1N4001 5

2. Resistor 10 Ω; 22 Ω/ 2W @ 3

3. Kapasitor 1000µF/35V

2200µF/35V @ 2

4 Osiloskop 1

6. Master Builder 1

7. Transformator CT- Tegangan

Sekunder (V_S) 5V rms 1

(24)

6. Matikan catu daya, kemudian pasanglah kapasitor C₁(1000mF/2200mF) paralel dengan resistor (Penyearah setengah gelombang dengan filter) seperti ditunjukkan pada Gambar 3.5.

7. Ulangi langkah 2 s.d. 5, catat hasil pengamatan anda sesuai format pada lampiran.

B. Penyearah Gelombang Penuh

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, rangkai rangkaian percobaan seperti pada Gambar 3.6.

2. Periksa rangkaian secara seksama, jika sudah benar (tanyakan asisten) nyalakan catu daya dan amati bentuk gelombang pada TP-1 melalui CH-1, TP-2 melalui CH-2 dan TP-3 melalui CH-3 pada layar osiloskop, ubah-ubah Volt/div dan Time/div untuk melihat variasi bentuk tegangan.

3. Atur Time/div= 10 ms dan Volt/div = 2 Volt/div, kemudian catat dan gambarkan bentuk gelombang pada CH-2.

4. Ukur tegangan TP-1 dan TP-2 dengan menggunakan Voltmeter

Gambar 3.5. Penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor Gambar 3.4. Rangkaian percobaan penyearah setengah gelombang

~

^{22W/ 2W}

1Ν4001

R1

O

+

TP2 - O +

-

N1 N2

TP1

O: Osiloskop

5V rms 220V rms

~

^22W

1Ν4001

R1

O

+

TP2 -

N1 N2

TP1

O : _Osiloskop

O + -

1000mF/

5V rms 35V

220V rms C1

(25)

Rangkaian Penyearah 3-4 6. Matikan catu daya, kemudian pasanglah Kapasitor C1 (1000mF/2200mF) paralel dengan

resistor (Penyearah gelombang penuh dengan filter) seperti ditunjukkan pada Gambar 3.7.

7. Ulangi langkah 2 s.d. 5, catat hasil pengamatan anda sesuai format pada lampiran.

C. Penyearah Jembatan

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, rangkai rangkaian percobaan seperti pada Gambar 3.8 2. Periksa rangkaian secara seksama, jika sudah benar (tanyakan asisten) nyalakan catu daya

dan amati bentuk gelombang pada TP-1 melalui CH-1 dan TP-2 melalui CH-2 pada layar osiloskop, ubah-ubah Volt/div dan Time/div untuk melihat variasi bentuk tegangan.

3. Atur Time/div= 10 ms dan Volt/div = 2 Volt/div, kemudian catat dan gambarkan bentuk gelombang pada CH-2.

4. Ukur tegangan TP-1 dan TP-2 dengan menggunakan Voltmeter

Gambar 3.7.Rangkaian percobaan penyearah Gel. Penuh dengan filter Gambar 3.6. Rangkaian percobaan penyearah gelombang Penuh

~

22W

1Ν4001

R1

O

+

TP2 -

N1 N2

TP1

O : Osiloskop

O + -

5V rms 220V rms

5V rms CT

1Ν4001 D1

D2

~

22W

1Ν4001

R1 O

+

TP2 -

N1 N3

TP1

O : _Osiloskop

O + -

5V rms 220V rms

5V rms CT

1Ν4001 D1

D2 N2

C1

1000mF/

35V

(26)

6. Matikan catu daya, kemudian pasanglah Kapasitor C1 paralel dengan resistor (Penyearah Jembatan dengan filter) seperti ditunjukkan pada Gambar 3.9.

7. Ulangi langkah 2 s.d. 5, catat hasil pengamatan anda pada lembar lampiran yang disediakan.

a. Penyearah setengah gelombang tanpa filter dan dengan filter b. Penyearah gelombang penuh tanpa filter dan dengan filter c. Penyearah jembatan tanpa filter dan dengan filter

VI. TUGAS

1. Jelaskan prinsip kerja dari penyearah 1 dioda, 2 Dioda dan 4 Dioda!

2. Apa fungsi kapasitor pada penyearah?

3. Jelaskan istilah filter pada penyearah!

4. Manakah dari ketiga penyearah di atas yang terbaik, jelaskan?

5. Apa kesimpulan saudara pada percobaan ini?

~

22W/ 2W R1

O

+

TP2 -

N1

N3

O : Osiloskop

5V rms 220V rms

N2

O

+

TP1 - D1

D4

D2

D3

Gambar 3.8.Rangkaian percobaan penyearah jembatan

~

22W/ 2W R1

O

+

TP2 -

N1

N3

O : _Osiloskop

5V rms 220V rms

N2

O

+

TP1 - D1

D4

D2

D3

C1

1000mF/

35V

Gambar 3.9. Rangkaian percobaan penyearah jembatan dengan filter kapasitor

(27)

LAMPIRAN MODUL 3 A. Data Pengamatan Penyearah Setengah Gelombang (1/2l)

V (Volt) CH-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) CH-2

0 ^{t (ms)}

(28)

Data pengukuran dengan Voltmeter pada TP-1 dan TP-2 Penyearah 1/2l

No Terminal Tegangan

(rms) Frekuensi

(Hz)

1. TP-1

2. TP-2

(29)

B. Data Pengamatan Penyearah Setengah Gelombang Dengan Filter Kapasitor

V (Volt) CH-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) CH-2

0 ^{t (ms)}

(30)

Data pengukuran dengan Voltmeter pada TP-1 dan TP-2 Penyearah 1/2l dengan Filter

(Hz)

1. TP-1

2. TP-2

(31)

C. Data Pengamatan Penyearah Gelombang Penuh (l)

V (Volt) CH-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) CH-2

0 ^{t (ms)}

(32)

Data pengukuran dengan Voltmeter pada TP-1 dan TP-2 Penyearah l

(Hz)

1. TP-1

2. TP-2

(33)

D. Data Pengamatan Penyearah Gelombang Penuh (l) Dengan Filter Kapasitor

V (Volt) CH-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) CH-2

0 ^{t (ms)}

(34)

Data pengukuran dengan Voltmeter pada TP-1 dan TP-2 Penyearah l dengan Filter

(Hz)

1. TP-1

2. TP-2

(35)

E. Data Pengamatan Penyearah Jembatan Gelombang Penuh (l)

V (Volt) CH-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) CH-2

0 ^{t (ms)}

(36)

Data pengukuran dengan Voltmeter pada TP-1 dan TP-2 Penyearah Jembatan

(Hz)

1. TP-1

2. TP-2

(37)

F. Data Pengamatan Penyearah Jembatan Dengan Filter Kapasitor

V (Volt) CH-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) CH-2

0 ^{t (ms)}

(38)

Data pengukuran dengan Voltmeter pada TP-1 dan TP-2 Penyearah Jembatan dengan Filter

(Hz)

1. TP-1

2. TP-2

( )

(39)

Rangkaian Pra Tegangan Transistor 4-1

MODUL 4

RANGKAIAN PRA TEGANGAN TRANSISTOR

I. TUJUAN

a. memahami jenis-jenis rangkaian pra tegangan transistor;

b. menentukan titik operasi transistor (titik Q)

c. mengetahui pengaruh hubungan titik operasi (Q ) terhadap sinyal keluaran.

Titik operasi dari penguat transistor ditentukan dengan mengatur tegangan pada transistor dengan rangkaian pra tegangan. Macam-macam rangkaian pra tegangan seperti ditunjukkan pada gambar pecobaan.

A. Garis Beban DC

Performansi dari penguat transistor dapat diprediksi dari garus beban dc. Garis beban dc menggambarkan daerah operasi transistor (daerah aktif). Dari gambar percobaan, jika VCC, RC dan RE diketahui maka garis beban dc dapat digambarkan melalui dua titik perpotongan axis arus IC dan axis tegangan (VCE) seperti pada Gambar 4.1.

B. Pra Tegangan Pembagi Tegangan

Rangkaian pra tegangan yang menempatkan titik operasi transistor (Q) pada posisi yang relatif stabil adalah rangkaian pra tegangan pembagi tegangan. Ide dari rangkaian ini adalah penempatan dua resistor secara seri pada sisi basis yang berfungsi sebagai pembagi tegangan. Tegangan yang melintasi resistor R2 digunakan untuk mengendalikan tegangan Basis, sebagaimana terlihat pada Gambar 4.2.a, karena perubahan tegangan basis ditentukan oleh perubahan R2 maka nilai arus basis (I_B) hanya bergantung pada perubahan R2, biasanya nilai R2 dapat dipilih secara konstan sehingga arus basis dapat dijaga tetap konsekuensinya arus kolektor (I_C) juga akan bernilai tetap, hasilnya titik Q akan berada pada titik yang relatif konstan

Gambar 4. 1. Garis beban dc

(40)

C. Pra Tegangan Umpan Balik Kolektor

Idealnya, titik operasi transistor (Q) kokoh pada posisi yang diinginkan tidak terpengaruh oleh perubahan temperatur ataupun βdc dan faktor-faktor lainnya. Namun realitanya, titik Q akan sedikit bergeser dari posisi yang ditentukan oleh pengguna hal ini akibat efek dari temperatur dan βdc.

Rangkaian Pra tegangan umpan balik kolektor (Gambar 4.2.b) adalah salah satu rangkaian yang meminimalisir efek tersebut.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

A. Rangkaian Pra Tegangan Pembagi Tegangan

1. Dalam catu daya OFF, buat rangkaian percobaan seperti Gambar 4.3 berikut ini.

2. Hidupkan sumber daya

3. Ukur tegangan V_CC, jika belum bernilai 15V, putar pengatur teg. sehingga V_CC bernilai 15 V.

4. Hubung singkat terminal emiter dan kolektor dan catat arus kolektor saturasi I_C(sat).

(a) (b)

Gambar 4.2. Rangkaian pra tegangan transistor (a) pra teg. pembagi tegangan; (b) pra teg. umpan balik kolektor

No. Nama Komponen/Alat Jenis/Merek/Nilai Jumlah (Unit)

1. Transistor 2N3904 2

2. Resistor 270 Ω; 100 Ω; 750 Ω @ 2

3. Resistor 10 k Ω; 1kΩ @ 2

5. Potensiometer 10 kΩ & 1 kΩ @ 2

7. Bridge board + Catu Daya +15 DC (optional, bila (6) tidak tersedia) 1

(41)

Rangkaian Pra Tegangan Transistor 4-3 5. Atur R_X sehingga I_C didapat 0,5 I_C(sat) dan V_CE=0,5 VCC, catat harga R_X, I_C, V_CE, I_B, dan V_BB

pada tabel (saat ini titik operasi berada di tengah garis beban dc).

6. Atur R_X untuk posisi titik operasi yang lain, misal I_C= 0,25 I_C(sat).

7. Catat data pengamatan pada tabel yang disediakan serta gambarkan garis beban dc berdasarkan data pada lembar terlampir.

B. Rangkaian Pra Tegangan Umpan Balok Kolektor

Gambar 4.3. Rangkaian percobaan pra tegangan pembagi tegangan

Gambar 4.4. Rangkaian percobaan pra tegangan umpan balik kolektor

A -+ 270 W RC

+15V

A - 1 kW +

R2

100 W RE

V

+

-

V + -

Rx

10 kW 10 kW R1

N1 N2

N3 N4

N5

N6

B E C

Q1=2N3904

A -+ 270 W RC

+15V

A - +

10 kW

10 kW RB

100 W RE

V

+

-

V + - Rx

B E C

N1 N2

N3 N5

N4

N6

Q1=2N3904

(42)

5. Atur R_X sehingga I_C didapat 0,5 I_C(sat) dan V_CE=0,5 VCC, catat harga R_X, I_C, V_CE, I_B, dan V_BB pada tabel (saat ini titik operasi berada di tengah garis beban dc).

6. Atur R_X untuk posisi titik operasi yang lain, misal I_C= 0,25 I_C(sat); I_C= 0,75 I_C(sat); I_C= 0,85 I_C(sat); dan I_C= 0,15 I_C(sat).

C. Rangkaian Pra Tegangan Emiter

4. Ukur tegangan V_EE, jika belum bernilai -15V, putar pengatur teg. sehingga V_EE bernilai -15 V.

5. Atur R_Xpada posisi minimum dengan memutar Rx berlawanan jarum jam

7. Atur R_X sehingga I_C didapat 0,5 I_C(sat) dan V_CE=0,5 VCC, catat harga R_X, I_C, V_CE, I_E, dan V_EB pada tabel (saat ini titik operasi berada di tengah garis beban dc).

8. Atur R untuk posisi titik operasi yang lain, misal I = 0,25 I (sat); I = 0,75 I (sat); I = 0,85

A -+ 750 W RC

+15V

-A

+

RE

V

+

-

V +

B -

E C

N5 N4

N1

N2

N3

Q1=2N3904

1 kW

̶ 15V 47 kW

N6

100 W Rx

(43)

Rangkaian Pra Tegangan Transistor 4-5 I_C(sat); dan I_C= 0,15 I_C(sat).

Dengan menggunakan hasil pengamatan dan pengukuran lakukanlah analisis dan diskusikan hal- hal berikut:

a. Kegunaan rangkaian pra tegangan

b. Keuntungan penempatan titik operasi Q di tengah-tengah garis beban dc VI. TUGAS

1. Hitung parameter-parameter transistor seperti I_C, I_C(sat), I_B, V_CE, V_B, untuk tiap-tiap rangkaian.

(dengan nilai βdc diambil dari rasio I_C/I_B hasil pengukuran) 2. Jelaskan, apa kegunaan menentukan titik operasi (Q) transistor?

3. Jelaskan hal-hal yang mempengaruhi titik operasi transistor?

4. Sebutkan kelebihan dan kelemahan masing-masing rangkaian?

(44)

A. Data Pengamatan Rangkaian Pra Tegangan Pembagi Tegangan

B. Garis Beban DC untuk percobaan Rangkaian Pra Tegangan Pembagi Tegangan

C. Data Pengamatan Rangkaian Pra Tegangan Umpan Balik Kolektor

Tabel 4.1. Data pengamatan rangkaian pra tegangan pembagi tegangan

No Mode Operasi V_CC

(Volt) V_BE

(Volt) V_CE

(Volt) I_C

(mA) I_B

(mA) I_E (mA) 1. Saturasi

2. Cut-off

3. Normal

I_C (mA)

0 ^VCE (Volt)

Tabel 4.2. Data pengamatan rangkaian pra tegangan umpan balik kolektor

(Volt) V_BE

(Volt) V_CE

(Volt) I_C

(mA) I_B

(mA) I_E (mA) 1. Saturasi

2. Cut-off

3. Normal

(45)

Rangkaian Pra Tegangan Transistor 4-7

D. Garis Beban DC untuk percobaan Rangkaian Pra Tegangan Umpan Balik Kolektor

E. Data Pengamatan & Garis Beban DC untuk percobaan Rangkaian Pra Tegangan Emiter

( )

I_C (mA)

0 ^VCE (Volt)

I_C (mA)

0 ^VCE (Volt)

Tabel 4.3. Data pengamatan rangkaian pra tegangan umpan balik kolektor

(Volt) V_EB

(Volt) V_CE

(Volt) I_C

(mA) I_E

(mA) 1. Saturasi

2. Cut-off

3. Normal

(46)

MODUL 5

RANGKAIAN PENGUAT TRANSISTOR BJT

I. TUJUAN

a. mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai penguat;

b. mengetahui dan karakteristik penguat konfigurasi common emitter (CE).

Transistor merupakan komponen dasar untuk sistem penguat. Untuk bekerja sebagai penguat, transistor harus berada dalam kondisi aktif. Kondisi aktif dihasilkan dengan memberikan bias (pra tegangan) pada transistor. Bias (pra tegangan) dapat dilakukan dengan memberikan arus yang konstan pada basis atau pada kolektor. Jika pada kondisi aktif, transistor diberikan sinyal (input) yang kecil, maka akan dihasilkan sinyal keluaran (output) yang lebih besar. Hasil bagi sinyal output dan input inilah yang disebut sebagai faktor penguatan yang sering diberi notasi A.

Ada sejumlah konfigurasi penguat diantaranya adalah penguat dengan konfigurasi common emitter (CE), common collector (CC) dan common base (CB). Dalam percobaan ini hanya akan disajikan satu konfigurasi saja yaitu penguat dengan konfigurasi common emitter (CE).

Rangkaian penguat CE ditunjukkan pada Gambar 5.1. pemberian pra tegangan transistor dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan pengguna, dalam kasus ini rangkaian pra tegangan yang digunakan adalah rangkaian pra tegangan pembagi tegangan. Kapasistor coupling menghubungkan sinyal masukan (input) ke penguat, dan juga menghubungkan keluaran (output) penguat ke beban.

Impedansi (Resistansi) Input (Z_in), Impedansi Output (Z_out), dan Penguatan Penguat (A) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan-persamaan berikut:

Gambar 5.1. Rangkaiaan penguat transistor konfigurasi common emitter (CE)

( ) '

1 2 '

(5.1)

|| || (5.2)

in basis E

in E

Z r

Z R R r

β β

=

(47)

Rangkaian Penguat Transistor BJT 5-2

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Dalam keadaan catu daya dimatikan, buat rangkaian percobaan seperti Gambar 5.2.

3. Ukur tegangan VCC, atur nilainya sesuai dengan rangkaian percobaan

5. Lepaskan kembali hubung singkat antara terminal kolektor dan emiter.

6. Dalam keadaan kapasitor C₁, C₂, dan C₃ terbuka (rangkaian ekivalen dc), ukur setiap tegangan pada setiap titik simpul rangkaian dan ukur juga arus pada setiap titik percabangan. catat hasil pengukuran pada tabel yang disediakan.

7. Pasanglah function generator menggantikan sumber V_S, atur amplitudonya 1 mV puncak dan frekuensi 1 kHz (pilih gelombang sinusoidal).

8. Amati dengan osiloskop dan gambarkan bentuk gelombang pada TP1 dan TP2.

9. Naikkan amplitudo Vs secara bertahap misal dengan kenaikan sebesar 2 mV Puncak.

10. Ulangi poin 8 dan 9. Sampai dengan bentuk gelombang sinusoidal terpotong pada TP2, Catat tegangan V_S.

11. Ulangi langkah 8 dan 9 dengan frekuensi yang berbeda, misal 2, 5, dan 100 kHz serta 1 MHz.

'

(5.3)

Penguatan tanpa beban ( ): (5.4)

Tegangan keluaran tanpa beban: (5.5)

Tegangan beban: (5.6)

in in s

in s

C E

out in

L L out

C L

v Z V

Z R

A A R

r v Av

v R v

R R

= +

= −

=

= +

No. Nama Komponen/Alat Jenis/Merek/Nilai Jumlah (Unit)

1. Transistor 2N3904 2

2. Resistor 10 kΩ; 2,2 kΩ @ 2

3. Resistor 3,6k, 1k, & 1,5 kΩ @ 2

5. Osiloskop 1

7. Bridge board + Catu Daya +15 DC (optional, bila (6) tidak tersedia) 1

8. Function Generator 1

9. Kapasitor 100 µF atau 10 µF 5

(48)

12. Atur kembali Vs pada 1 mV puncak (1 kHz), lepaskan kapasitor C3 dan amati bentuk gelombang pada TP1 dan TP2.

a. Prinsip kerja penguat BJT

b. Batasan dan kekurangan penguat BJT.

VI. TUGAS

1. Jelaskan ciri-ciri penguat emiter ditanahkan (CE)?

2. Kenapa keluaran gelombang sinusoidal pada TP2 terpotong saat tegangan Vs dinaikkan?

3. Jelaskan apa yang terjadi saat kapasitor C₃ dilepas?

Gambar 5.2. Rangkaian percobaan penguat CE transistor

(49)

Rangkaian Penguat Transistor BJT 5-4

Tabel 5.1. Data pengamatan rangkaian penguat transistor BJT V_CC

(Volt) I_C-Sat(mA) V_C

(Volt) I_C

(mA) V_B

(Volt) I_B

(mA) V_E

(Volt) I_E (mA)

Data Pengamatan untuk bentuk gelombang keluaran yang tidak terpotong (V_S=1mV Puncak)

V (Volt) TP-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) TP-2

0 ^{t (ms)}

(50)

( ) Data Pengamatan untuk bentuk gelombang keluaran yang terpotong (V_S=... mV Puncak)

V (Volt) TP-1

0 ^{t (ms)}

V (Volt) TP-2

0 ^{t (ms)}