2016 SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO. Petunjuk Praktikum Elektronika 1 LAB DASAR TEKNIK ELEKTRO LT. 6

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO

LAB DASAR TEKNIK ELEKTRO LT. 6 Menara PLN, Jl. Lingkar Luar Barat Duri Kosambi, Cengkareng – Jakarta Barat 11750 Telp. 021-5440342, 5440344 Fax. 021-5440343 Website : www.sttpln.ac.id

2015/2016 Petunjuk Praktikum Elektronika

1


DAFTAR ISI MODUL I. Karakteristik Dioda ..................................................................................... I. Tujuan Percobaan ..............................................................................................

1 1

II. Teori ..................................................................................................................

1

1. Cara Kerja Dioda .............................................................................................

1

2. Karakteristik Dioda ..........................................................................................

2

3. Penyearah Oleh Dioda ....................................................................................

3

4. Dioda Zener ....................................................................................................

4

III. Percobaan ..........................................................................................................

5

Data Pengamatan ......................................................................................................

10

MODUL II. Karakteristik dan Parameter Transistor ....................................................... I. Tujuan Percobaan ..............................................................................................

11 11

II. Teori ..................................................................................................................

11

1. Cara Kerja Transistor .......................................................................................

11

2. Karakteristik Dasar Transistor dan Penguatan Arus ..........................................

13

3. Transistor Jenuh ...............................................................................................

15

III. Percobaan ..........................................................................................................

17

Data Pengamatan ......................................................................................................

21

MODUL III. Karakteristik Kerja Transistor .................................................................... I. Tujuan Percobaan ..............................................................................................

22 22

II. Teori ..................................................................................................................

22

1. Karakteristik DC ............................................................................................

22

2. h – Parameter .................................................................................................

23

III. Percobaan ..........................................................................................................

26

Data Pengamatan ......................................................................................................

29

MODUL IV. Rangkaian Penguat Transistor .................................................................. I. Tujuan Percobaan ..............................................................................................

31 31

II. Teori ..................................................................................................................

31

Petunjuk Praktikum Elektronika

2

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 1. Rangkaian Emitor Bersama ..............................................................................

31

2. Rangkaian Basis Bersama ................................................................................

33

3. Rangkaian Kolektor Bersama ...........................................................................

34

4. Pengujian Transistor ........................................................................................

35

III. Percobaan ..........................................................................................................

37

Data Pengamatan ......................................................................................................

42

MODUL V. Single Stage Transistor Amplifier ............................................................... I. Tujuan Percobaan ..............................................................................................

43 43

II. Teori ..................................................................................................................

43

1. Transistor Amplifier (Common Emiter) ...........................................................

44

III. Percobaan ..........................................................................................................

45

Data Pengamatan ......................................................................................................

47

I. KARAKTERISTIK DIODA

I.

Tujuan Percobaan -

Mempelajari karakteristik tegangan – arus (V-I) dari dioda

-

Mempelajari karakteristik keluaran rangkaian dioda zener dan rangkaian penyearah

II.

Teori

2.1 Cara Kerja Dioda Dioda mempunyai dua buah elektroda, yaitu yang disebut dengan dioda (disingkat/diberi notasi A) dan katoda (diberi notasi K). Dioda disebut juga sebagai penyearah karena hanya bisa menghantarkan arus dalam satu arah saja. Bila dioda diberi tegangan arah maju (forward bias) maka arus akan mengaliar (gambar 1a), sedangkan bila tegangan diberikan dengan arah terbalik (reverse bias) maka arus tidak akan mengalir (gambar 1b).


3


Gambar 1 Pada kondisi reverse bias mungkin saja ada arus sangat kecil yang mengalir, yang disebut dengan arus bocor. Jadi : a. Bila tegangan anoda adalah nol terhadap katoda, maka anoda tidak menarik elektron dari katoda. Sebenarnya ada beberapa elektron berkecepatan tinggi yang bisa mencapai anoda (sehingga terjadi aliran arus yang meskipun sangat kecil). Namun karena sangat kecilnya arus yang terjadi, pada umumnya amperemeter tidak dapat mendeteksi adanya arus tersebut b. Bila tegangan anoda negatif terhadap katoda (dioda diberi tegangan reverse), maka akan timbul medan listrik yang arahnya menolak elektron. Dengan demikian tidak terjadi aliran listrik c. Bila tegangan anoda positif terhadap katoda (dioda diberi tegangan arah maju), maka timbul medan listrik yang arahnya menarik elektron, sehingga dioda menghantarkan elektron dari katoda ke anoda, atau dengan kata lain menghantarkan arus dari anoda ke katoda. 2.2 Karakteristik Dioda Karakteristik dioda adalah grafik yang menggambarkan hubungan antara arus dengan tegangan dioda (karakteristik V-I). Dioda dapat dianggap sebagai tahanan satu arah, yaitu bernilai sangat besar bila mendapat tegangan reverse, dan bernilai sangat kecil bila mendapat tegangan arah maju. Perhatikan gambar 2 di bawah ini. Pada tegangan di bawah 0,6 volt arus naik perlahan-lahan (pertambahannya hanya sedikit demi sedikit). Mulai dari tegangan 0,6 volt arus naik dengan cepat. Tegangan di mana arus mulai naik


4

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO dengan cepat tersebut dinamakan tegangan “cutin” atau potensial perintang. Pada dioda germanium, tegangan ini bernilai sekitar 0,2 – 0,3 V.

Gambar 2. Karakeristik V-I dioda silikon (forward bias) Bila RD adalah tahanan dalam dioda, maka pada setiap titik pada kurva tersebut tetap berlaku hukum Ohm : RD 

V I

Dengan demikian RD tidak mempunyai nilai yang tetap, tergantung dari titik kerja dioda (tegangan dan arus dioda pada saat itu). 2.3 Penyearah Oleh Dioda Penyearah adalah peristiwa pengubahan tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah. Lihat gambar 3 di bawah ini.

Gambar 3. Penyearah ½ gelombang sederhana


5

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Selama setengah gelombang positif pertama dari gelombang sinusoida yang diberikan pada dioda membuat tegangan anoda lebih positif terhadap katoda. Hal ini menyebabkan arus mengalir ke bebarn R. Misalkan tegangan sinusoida yang diberikan adalah : v(t) = Vm sin  Vm = tegangan maksimum Veff = tegangan effekstif =

Vm 2

Maka tegangan searah rata-rata penyearah di atas : Vdc rata-rata =

Vm 

Dan arus rata-ratanya adalah : Idc rata-rata =

Vth R

Untuk penyerarah gelombang penuh (gambar 4), tegangan searah dan arus searah rata-rata adalah : Vdc rata—rata = 2 Idc 

Vm 

Vth R

Gambar 4. Penyearah gelombang penuh sederhana


6

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 2.4 Dioda Zener Dioda zener bekerja pada daerah reverse bias. Karakteristik V-I nya adalah seperti gambar 5 di bawah ini :

Gambar 5. Karakteristik kerja dioda zener

III.

Prosedur Percobaan

3.1 Karakteristik Dioda 3.1.1 Catu Tegangan Arah Maju

Gambar 1. Catu tegangan arah maju Petunjuk Praktikum Elektronika

7

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Peralatan yang digunakan : -

Sumber tegangan 5 V

: 1 buah

-

Multimeter digital

: 1 buah

-

Multimeter analog

: 1 buah

-

Prototype board

: 1 buah

-

Tahanan 100 Ohm/10 W

: 1 buah

-

Kotak potensio

: 1 buah

Prosedur Percobaan : a. Buat rangkaian percobaan seperti pada gambar 1 b. Periksa kembali rangkaian sebelum saklar sumber tegangan dimasukan (periksa polaritas alat ukur) c. Pada posisi potensio yang memberikan tegangan V = 0 volt, masukkan saklar sumber tegangan d. Naikkan tegangan perlahan-lahan (dengan jalan memutar potensio) untuk mencari V cutin (tegangan ambang) dioda e. Setelah V cutin didapatkan dan dicatat, ulangi pengamatan secara bertahap dari V = 0 sampai potensio P mencapai maksimum f. Amati amperemeter dan voltmeter 3.1.2 Catu tegangan terbalik Prosedur percobaan : a. Rangkaian percobaan yang digunakan adalah tetap seperti gambar 1, namun posisi dioda dibalik (katoda dari dioda dihubungkan dengan potensial yang lebih positif) b. Pada posisi potensio P yang memberikan tegangan V = 0 volt, hidupkan sumber tegangan c. Naikkan tegangan perlahan-lahan secara bertahap sampai tegangan maksimumnya d. Amati amperemter dan voltmeter e. Berdasarkan data percobaan 3.1.1 dan 3.1.2 di atas, buatlah kurva V-I dari dioda yang diamati tersebut 3.2

Dioda Zener


8

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 3.2.1 Karakteristik V-I Alat yang digunakan : -

Sumber tegangan berubah 0-30 volt

: 1 buah

-

Multimeter digital

: 3 buah

-

Prototype board

: 1 buah

-

Dioda zener

Gambar 2. Percobaan dioda zener Prosedur percobaan : a. Buatlah rangkaian seperti gambar 2 di atas b. Setelah rangkaian terangkai dengan benar, hidupkan sumber tegangan (dengan posisi potensio minimum) c. Naikkan tegangan perlahan-lahan secarabertahap, sampai arus dioda zener mencapai + 150 mA d. Amati A, V1 dan V2 Buatlah kurva karakteristik V-I dioda zener 3.2.2 Pembebanan Dioda Zener


9


Gambar 3. Pembebanan dioda zener Prosedur percobaan : a. Buatlah rangkaian seperti gambar 3, gunakan sumber tegangan tetap 5 volt b. Pada posisi tahanan potensio maksimum masukkan sumber tegangan c. Naikkan arus beban perlahan-lahan secara bertahap sampai mencapai 50 mA d. Amati dan catat A dan V

3.3

Rangkaian Penyearah

3.3.1 Penyearah setengah gelombang


10


Gambar 4. Rangkaian percobaan penyearah ½ gelombang Peralatan yang digunakan : -

Trafo stepdwon 10 A

: 1 buah

-

Osciloscope

: 1 buah

-

Multimeter digital

: 2 buah

-

Multimeter analog

: 1 bua h

-

Komponen elektronika

Prosedur percobaan : a. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4 Perhatikan posisi pemasangan penyidik (prove osciloscopenya) b. Hidupkan oscilloscope terlebih dahulu dan dapatkan tempatkan sumbu mendatar kanal 1 dan 2 dengan baik c. Masukkan saklar S, amati dan gambar bentuk gelombang tegangan masuk dan keluaran penyearah (jangan lupa catat posisi stelan volt dan time/div nya) Catat V1, V2 dan A d. Matikan sumber tegangan (saklar S dilepas), dan pasanglah kapasitor tapis (perhatikan polaritasnya) e. Ulangi langkah c f. Matikan sumber, perkecil tahanan beban (diparalel) g. Ulangi langkah c 3.3.2 Penyearah gelombang penuh


11

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Gambar 5. Rangkaian percobaan penyearah gelombang pentuh Prosedur percobaan : a. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 5 di atas b. Kerjakan percobaan sesuai dengan langkah-langkah pada percobaan 3.3.1 a s/d c

IV.

Tugas dan Laporan Praktikum Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dan masukkan dalam laporan praktikum. a. Berapa tegangan ambang (V cutin) dari dioda yang diamati? b. Mengapa arus tidak mengalir pada waktu dioda mendapat tegangan terbalik? c. Pada percobaan 3.3. hitung tegangan rms (V1) berdasarkan gambar gelombang tegangan yang diperoleh dari layer osclloscope, dan bandingkan hasilnya dengan besar tegangan berdasarkan pengukuran voltmeter. d. Pada percobaan 3.3 hitung tegangan rata-rata (V2) berdasarkan gambar gelombang tegangan yang diperoleh dari layar oscilloscope, dan bandingkan hasilnya dengan besar tegangan berdasarkan pengukuran voltmeter e. Berdasarkan hasil pengamatan saudara, apakah fungsi dari kapasitor yang dipasangkan pada rangkaian penyearah tersebut?


12

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO DATA PENGAMATAN

A. Karakteristik Dioda * Tegangan catu Arah Maju Vs (volt)

I (mA)

Vdioda (volt)

* Tegangan Catu Arah Mundur Vs (volt)

I (mA)

Vdioda (volt)

B. Dioda Zener * Karakteristik V-I V1 (volt)

V2 (volt)

* Pembebanan Dioda Zener I (mA)


V1 (volt)

A1 (mA)

A2 (mA)

13

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO II. KARAKTERISTIK DAN PARAMETER TRANSISITOR

I.

Tujuan Percobaan : -

Mempelajari karakteristik dasar transistor, yaitu karakteristik tegangan-arus 1c = f(Vce), IB tetap dan karakteristik penguatan arus 1c = f(IB), VCE tetap.

-

Mempelajari kejuenuhan suatu transisitor

II. Teori : Efek dioda dapat menjadi sangat berguna bagi sejumlah penerapan, tetapi kita dapat berbuat lebih banyak bila kita mempunyai sepasang hubungan PN yang saling bertolak belakang. Komponen dengan konstruksi sedemikian ini disebut dengan transistor dwikutub (bipolar transistor), atau biasa disebut dengan transistor saja. Kata transistor sendiri berasal dari kata TRANSfer resisTOR. Ada dua kemungkinan kombinasi untuk sebuah transistor, yaitu bisa terdiri dari dua buah lempeng bahan jenis N pada sisi luar dan sebuah lempeng jenis P di sisi dalam (gambar 1

a) yang disebut dengan transistor NPN. Atau

kebalikannya, dau buah lempeng bahan jenis P di sisi luar dan satu lempeng jenis N di sisi dalam (gambar

b), disebut dengan transistor NPN. Karena

konstruksinya yang bertolak belakang, maka secara garis besar kedua jenis transistor di atas mempunyai sifat-sifat utama yang juga bertolak belakang. 2.1. Cara Kerja Transistor : 1.1. Transistor- transistor tersebut mempunyai tiga buah pena keluaran yang disebut dengan emitor, basis dan kolektor. Untuk selanjutnya kita pusatkan pembahasan pada transistor NPN.

Gambar 1. Konstruksi dasar transistor NPN dan PNP Petunjuk Praktikum Elektronika

14

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Untuk membuat transistor NPN bekerja, maka kolektor diberi potensial paling positif, emitor paling negatip, dan basis terletak di antaranya. Jadi, pemanjaran/pemberian tegangan yang benar untuk transistor NPN mempunyai hubungan polaritas sepeti pada gambar 2 di bawah ini.

Gambar 2. Pemanjaran Transistor NPN

Kalau gambar 2 kita pisahkan lagi menjadi 2 buah komponen dioda PN, akan kita peroleh rangkaian seperti gambar 3 yang menunjukkan arah pemanjaran bagi kolektor, basis dan emitor.

Gambar 3. Rangkaian pengganti pemanjaran transistor NPN

Pada gambar 3 diatas jelas bahwa pertemuan emitor-emitor mendapat panjaran arah maju (forward bias) yang memungkinkan terjadinya aliran arus, sedangkan pertemuan basis-kolektor mendapat panjaran terbalik (reverse bias) yang menghambat arus. Hal ini berarti bahwa arus bisa mengalir dari basis ke emitor (dan tidak sebaliknya), serta arus tidak dapat mengalir dari basis ke kolektor. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut : Petunjuk Praktikum Elektronika

15

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO -

Pertemuan mitor-basis yang dipanjar maju. Elektron bebas pada bagian emitor akan dipaksa oleh terminal tegangan negatip menuju ke basis. Karena material basis sangat tipis, maka ia tidak mempunyai cukup hole untuk menampung semua elektron yang masuk. Beberapa hole memang akan ternetralisir oleh elektronelektron tersebut. Jadi hanya beberapa elektron yang ditarik keluar ke terminal positip sumber tegangan A, sedangkan sebagian besar diantaranya terus pertemuan basis-kolektor keping PN ke dua.

-

Tegangan A mengatur banyaknya elektron yang mengalir dari emitor ke basis, yang berarti mengatur pula aliran ke terminal positip B. Jadi tanpa adanya potensial positip pada basis (yang lebih positip terhadap emitor) maka transistor tidak menghantarkan arus. Seolah-olah panjaran terhadap basis merupakan kran bagi aliran arus kolektor. Semakin besar arus basis, maka arus kolektor akan semakin besar secara berlipat.

2.2. Karakteristik Dasar Transistor dan Penguatan arus : Perhatikan rangkaian di bawah ini (transistor dinyatakan dengan simbol).

Gambar 4. Rangkaian Transistor Petunjuk Praktikum Elektronika

16


Sesuai rangkaian di atas, persamaan rangkaian listriknya dapat dituliskan sebagai berikut : VCC = 1C . RC + VCE Atau : 1C = (VCC – VCE) / RC Dari persamaan di atas dapat dilihat bahwa 1C tergantung dari tegangan CCE sementara itu VCE sendiri tergantung dari arus basis 1B. Jadi untuk arus basis tertentu bisa didapatkan kurva-kurva hubungan antara arus 1C terhadap perubahan VCE (gambar 5).

Gambar 5. Kurva karakteristik V-I Transisto

Dimana 1B1< 1B2< 1B3 Secara praktis, penguatan arus suatu transistor bisa dituliskan sesuai persamaan : H1C = β 1C/1B 1C = arus basis Hubungan ini berlaku selama transistor dalam kondisi aktif (belum jenuh). Apabilan transistor dalam keadaan jenuh, penambahan 1B tidak akan sebanding lagi dengan penambahan 1C, atau bahkan pada suatu kondisi tertentu, penambahan 1B selanjutnya tidak akan menambah besarnya 1C. Untuk penguat (amplifier), transistor bekerja pada kondisi aktif (penguatan).


17

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 2.3. Transistor Jenuh : Transistor mempunyai 3 (tiga) kondisi kerja, yaitu aktif (penguat), jenuh dan menyumbat. Ketiga jenis kondisi tersebut ditentukan oleh ada tidaknya atau besar kecilnya arus basis yang diberikan. Pada kondisi jenuh, tegangan perlawanan VCE bernilai sangat kecil (berkisar antara 0 – 02 volt). Karena itu transistor bisa digunakan sebagai saklar elektronik. Kondisi jenuh bisa ditandai dengan perubahan kenaikan arus 1C yang tidak sebanding lagi dengan penambahan 1B. Arus basis tepat jenuh adalah arus 1B minimum yang diperlukan untuk membuat transistor menjadi jenuh. Penambahan 1B selanjutnya tidak terpengaruh apapun pada transistor. Bahkan akan dapat membahayakan karena dapat menimbulkan panas berlebih pada pertemuan basis-emitor. Namun disamping itu, untuk perhitungan praktis, pada kondisi tepat jenuh tersebut persamaan penguatan arus masih dapat digunakan (1C = β 1B). Perhatikan gambar di bawah ini :

Gambar 6. Transistor sebagai saklar

Bila saklar S ditutup, arus 1B akan mengalir sehingga transistor menghantar dan lampu akan menyala. Bila S dibuka, maka 1B = 0, sehingga transistor menyumbat dan lampu menjadi padam. Jadi jangan arus kemudi yang kecil, kita dapat mengatur arus yang lebih besar.


18

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Teori Tambahan Berdasarkan kurva Hubungan VCE, IC dan IB ada beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah saturasi, lalu daerah cut-off, kemudian daerah aktif dan seterusnya daerah breakdown.

Table. Mode Operasi Transistor Bipolar Junction

Junction

Emitter-

Collector-

Base

Base

Aktif

Forward bias

Reverse bias

Cut-off

Reverse bias

Reverse bias

Open switch

Saturation

Forward bias

Forward bias

Close switch

Breakdown Reverse bias

Forward bias

Low gain amplifier

Mode

Function

Normal

Amplifier

(Sering

digunakan)

Ket 

Daerah Aktif >> Transistor beroperasi sebagai penguat dan Ic = β.Ib Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, yaitu ketika arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).



Saturation >> Transistor "fully-ON", Ic = I(saturation) Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon). Ini diakibatkan oleh efek p-n junction kolektor-basis yang membutuhkan tegangan yang cukup agar mampu mengalirkan elektron sama seperti dioda.



Cut-off >> Transistor menjadi "fully-OFF", Ic = 0 Daerah dimana Vce masih cukup kecil sehingga Arus IC = 0 atau IB = 0. Transistor dalam kondisi off



Daerah Breakdown Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan VCE lebih dari 40 V, arus IC menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini,


19

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO karena akan dapat merusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan VCE max yang diperbolehkan sebelum breakdown bervariasi. Konfigurasi Bipolar Junction Transistor Karena Bipolar Transistor merupakan komponen atau piranti yang mempunyai tiga terminal, maka dimungkinkan memiliki 3 konfigurasi rangkaian dengan satu terminal menjadi input dan output yang sama. Setiap konfigurasi mempunya respon yang berbeda untuk setiap sinyal input dalam rangkaian 1. Common Base Configuration

-

Mempunyai “Voltage Gain” tanpa “Current

Gain”. 2. Common Emitter Configuration - Mempunyai “Current dan Voltage Gain”. 3. Common Collector Configuration - Mempunyai “Current Gain Tanpa Voltage Gain”.

III. Pelaksanaan Percobaan : 3.1. Karakteristik tegangan – arus 1C = f(VCE), 1B tetap :

Gambar 7. Rangkaian untuk mencari karakteristik V-I


20

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Alat/komponen yang diperlukan : -

Sumber tegangan tetap 5 volt

:

1 buah

-

Sumber tegangan berubah 0 – 30 volt

:

1 buah

-

Transistor BC 107 dan D 313

:

1 buah

-

Tahanan dan Potensio

-

Multimeter digital

:

2 buah

-

Multimeter analog

:

1 buah

-

Prototype board

-

Kabel-kabel penghubung

Prosedur percobaan : a. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 7 dengan transistor BC 107. Pelajari dengan benar cara menentukan elektroda / ujung kolektor, emitter dan basisnya. b. Setelah rangkaian terpasang dengan benar, masukkan sumber tegangan ke basis pada posisi potensio maksimum (R basis maksimum) dan tegangan VCC = 0. c. Atur potensio R basis sehingga arus basis berharga 100 mikro Ampere, kemudian secara bertahap naikkan tegangan VCE dengan cara menaikkan tegangan VCC dari 0 – 15 volt. Perhatikan selama VCE dinaikkan, besar arus basis harus dijaga tetap. d. Catat A1, A2, dan V. e. Naikkan arus basis menjadi 200, 500, 1000 mikro Ampere, dan 1.2 mA secara bertahap. Nilai ini tergantung juga dari jenis transistor yang digunakan Apabila terjadi penyimpangan dari nilai arus basis ini, konsultasi dengan instrukur saudara. f. Pada setiap kedudukan arus basis tersebut, ulangi langkah percobaan c dan d. g. Matikan semua sumber tegangan dan gantilah transistornya dengan D 313 (atur kembali rangkaiannya). h. Ulangi langkah-langkah percobaan b s/d f di atas. i. Buatlah kurva tegangan – arus dari kedua transistor tersebut.


21

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 3.2. Karakteristik Penguatan Arus : a. Rankaian yang digunakan adalah rangkaian pada gambar 7, transsitor BC 107. b. Pada arus basis = 0 Ampere, atur tegangan VCC = 15 volt. c. Perlahan-lahan secara bertahap naikkan arus basis dari 0 sampai 1 mA. d. Amati dan catat A1, A2 dan V pada setiap kedudukan arus basis. e. Kecilkan arus basis dan matikan sumber-sumber tegangan. f. Gantilah transistor BC 107 dengan D 313 dan sesuaikan kembali rangkaiannya. g. Lakukan kembali langkah-langkah b s/d c di atas. h. Buatlah kurva 1C = f(1B) dari kedua jenis transisitor tersebut. 3.3. Arus Bocor dan Transistor Jenuh :

Gambar 8. Percobaan arus bocor dan transistor jenuh

a. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 8 (R2 di bypass / dihubung singkat / belum dipergunakan).


22

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO b. Pada arus basis = 0 Ampere, naikkan tegangan VCE perlahan-lahan secara bertahap sampai 15 volt. c. Pada setiap kedudukan VCE, amati dan catat A2 dan V. d. Turunkan kembali VCC sampai = 0 volt dan matikan sumber tegangannya. e. Pada arus basis = 0 Ampere, atur tegangan VCC sampai = 15 volt f. Naikkan arus basis berlahan-lahan untuk mencari titik jenuh transistor (pada saat 1C mulai tidak berubah harganya walau 1B terus diperbesar). g. Catat arus 1B jenuh minimum, tegangan VB dan 1C tepat jenuhnya. h. Matikan sumber tegangan dan lepaslah bypass R2. i. Pada arus basis = 0 Ampere, atur tegangan VCC sampai = 15 volt j. Naikkan arus basis perlahan-lahan untuk mencari titik jenuh transistor (pada saat 1C mulai tidak berubah harganya walau 1B terus diperbesar). k. Catat arus 1B jenuh minimum, tegangan VB dan 1C tepat jenuhnya. l. Buatlah analisa dan kesimpulan atas hasil pengamatan di atas. IV. Laporan dan Tugas : 1. Kumpulkan hasil/data pengamatan saudara kepada instruktur setelah praktikum selesai dilaksanakan. 2. buatlah laporan dan jawablah pertanyaan/tugas sebagai berikut : a. Bersadarkan data pada percobaan 2.2. hitung penguatan arus minimum dan maksimum dari kedua transistor tersebut. b. BC 107 adalah transistor pengemudi, sedang D 313 adalah transistor daya. Dari hasil perhitungan buitr a di atas apa yang dapat disimpulkan ? c. Apa pengaruh pemasangan R2 pada percobaan 2.3.?


23


B. Karakteristik Penguat Arus Transistor

A. Karakteristik Tegangan Arus Transistor

* Untuk 1B = 100 β A grafik Vcc (volt)

Vce (volt)

* Vcc = 15 volt grafik 1c – 1b Vce (volt)

1c - Vce

1c

1b (mA)

C. Arus bocor dan Transistor Jenuh Vs

Vcc

Vce

1b

1c

* Pada saat bypass (R2 non aktif)


24

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO III. KARAKTERISTIK KERJA TRANSISTOR

I.

Tujuan Percobaan : 1. Mempelajari karakteristik input maupun karakteristik output dari Bipolar Junction Transisitor (BJT) 2. Mengetahui parameter BJT dari grafik karakteristik yang diperoleh.

II. Pendahuluan II.1.1. Karakteristik DC. Pada dasarnya ada 2 karakteristik yang penting untuk transistor yaitu karakteristik output (1C vc VCE) dan karakteristik input (1C vc VCE). a. Karakteristik Output Karakteristik output adalah hubungan antara tegangan dan arus Colector pada konfigurasi Commom Emitter dengan arus basis sebagai parameter. Secara umum grafik karakteristik output terlihat seperti gambar di bawah ini.

Keterangan : |IB1| < |IB2| < |IB3| < |IB4|

b. Karakteristik input Karakteristik input adalah hubungan antara tegangan dan arus basis pada konfigurasi CE untuk tegangan kolektor yang tertentu. Kurva 1B – VBE tersebut mempunyai bentuk yang sama dengan karakteristik forward dari dioda. Secara umum bentuk grafik karakteristik input terlihat dalam bentuk seperti gambar di bawah ini.


25


Keterangan : |VCE1| < |VCE2| < |VCE3| II.1.2. h – Parameter Transistor dalam konfigurasi CE yang dipandang sebagai two network dapat digambar seperti gambar di bawah ini.

Terlihat bahwa terminal basis dan emitor sebagai terminal input dan terminal Colector dan emitor sebagai terminal output. Persamaan input dan output dari h-prameter adalah seperti di bawah ini.. Vbe  hie1  hce Vce

Ic  h feIb  hre Vcc Dimana, he 

Vbe Vcc  0 Ib



Vbe Vcc konstan Ib

Jadi dari grafik karakteristik input dan output dapat ditentukan masingmasing parameter diatas.


26

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Untuk mendapatkan data karakteristik serta paramter dari suatu transistor secara lengkap kita dapat melihat secara lengkap pada data sheet dari transistor tersebut. Namun nilai parameter yang pasti/sesungguhnya dari transistor yang bertype sama sekalipun besar kemungkinannya berbeda dan tidak sesuai dengan spesifikasinya. Dengan bantuan curve tracer kita dapat dengan mudah melihat bentuk karakteristik serta perbedaan tersebut. Pada percobaan ini kita mepelajari karakteristik dc dari satu transistor sehingga kita dapat melihat karakteristik transistor tersebut. TEORI TAMBAHAN Transistor Sebagai Saklar Penggunaan transistor sebagai saklar artinya mengoperasikan transistor pada salah satu kondisi yaitu saturasi atau cut off. Jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi maka transistor berlaku seperti saklar tertutup antara kolektor dan emiter. Jika transistor cut off transistor berlaku seperti saklar terbuka. Gambar di bawah menunjukkan salah satu contoh pengunaan sebuah transistor sebagai saklar beserta garis beban dc. Pengaturan on-off transistor dengan mengatur level tegangan pada basis transistor tersebut. Jika arus basis lebih besar atau sama dengan arus basis saat saturasi, titik kerja transistor berada pada ujung atas garis beban dc, dalam kondisi ini transistor berlaku sebagai saklar tertutup. Sebaliknya jika arus basis nol, titik kerja transistor berada pada titik ( P ) dalam kondisi ini transistor berlaku sebagai saklar terbuka.

Gambar Titik Kerja Transistor


27


Karakteristik Kolektor Transistor

Gambar Kurva Karakteristik Kolektor Transistor Kurva karakteristik kolektor merelasikan IC dan VCE dengan IB sebagai parameter. Parameter-parameter transistor tidaklah konstan, meskipun tipe sama namun parameter dapat berbeda. Kurva kolektor terbagi menjadi tiga daerah yaitu jenuh, aktif dan cut- off. Daerah jenuh (saturasi) adalah daerah dengan VCE kurang dari tegangan lutut (knee) VK. Daerah jenuh terjadi bila sambungan emiter dan sambungan basis berprasikap maju. Pada daerah jenuh arus kolektor tidak bergantung pada nilai IB. Tegangan jenuh kolektor – emiter, VCE(sat) untuk transistor silikon adalah 0,2 volt sedangkan untuk transistor germanium adalah 0,1 volt. Daerah aktif adalah antara tegangan lutut VK dan tegangan dadal (break down) VBR serta di atas IBICO. Daerah aktif terjadi bila sambungan emiter diberi prasikap maju dan sambungan kolektor diberi prasikap balik. Pada daerah aktif arus kolektor sebanding dengan arus balik. Penguatan sinyal masukan menjadi sinyal keluaran terjadi pada saat aktif. Daerah cut-off (putus) terletak dibawah IB = ICO. Sambungan emiter dan sambungan kolektor berprasikap balik. Pada daerah ini IE = 0 ; IC = ICO = IB.


28


III. Alat-alat Percobaan : 1. Panel percobaan 2. Multirester 3. Transistor, resistor, batterey, potensiometer. 4. lampu switch 5. catu daya dc 0 – 40 volt

IV. Pelaksanaan Percobaan : A. Karakteristik Transistor 1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar di bawah ini.

2. Atur potensiometer pada posisi minimum 3. Hubungkan rangkaian pada sumber daya dc (sebelumnya tegangan di atur pada 0 volt). 4. Atur potensiometer P sehingga 1B = 40 βA. 5. Selama percobaan, 1B harus dijaga tetap konstan dengan mengatur potensiomater P. 6. Catat harga 1C untuk VCE = 0 volt di table 1. 7. Catat harga 1C untuk harga VCE berikutnya sesuai table 1 dengan cara menaikkan tegangan sumber daya. 8. Ulangi percobaan diatas untuk 1C = 80 βA. 9. Kembalikan tegangan sumber daya ke nol B. Penguatan Arus dc. (β dc) 4. Rangkaian tetap seperti gambar diatas 5. Atur potensiometer pada posisi minimum Petunjuk Praktikum Elektronika

29

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 6. Hubungkan rangkaian pada sumber daya 12 Vdc 7. Atur potensiometer sehingga 1C = 2 mA dan catat arus basis 1B yang mengalir di table 2. 8. Ulangi pengukuran untuk harga 1C sesuai table 2. 9. Kembalikan tegangan sumber daya ke nol.

C. Pengukuran VBE 1. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini :

2. Hubungkan rangkaian dengan sumber daya = 0 Vdc 3. Naikkan tegangan E, perlahan-lahan sampai suatu saat arus 1B akan mengalir. Catat harga VBE pada keadaan ini di tabel 3. 4. Naikkan ES sehingga di dapat harga-harga 1B yang sesuai dengan tabel 3, dan catat VBE untuk masing-masingg harga 1B. 5. Ulangi percobaan di atas untuk transistor 2N1302 6. Kembalikan tegangan sumber daya ke nol.


30

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO D. Pengukuran VCE jenuh 1. Buatlah rangkaian seperti dibawah ini :

2. Atur voltmeter ke fungsi arus pada posisi 150 mA dc (1C) dan atur miliamperemeter (1B) ke posisi 100 mA dc. 3. Hubungkan rangkaian dengan sumber daya 6 V dc, 1 A. 4. Operasikan beberapa kali (0n-off) sambil memperhatikan lampu DSI.

5. Lakukan pengukuran 1B, 1C, VBE dan VCE pada saat transistor dalam keadaan nyala maupun mati dan catat pada tabel 4. 6. Kembalikan tegangan sumber daya ke nol. 7. Ulangi percobaan untuk transistor 2N1302.


31


A. Karakteristik Kerja Transistor Untuk IB = ............. Vs

Vs = .................... Vcc (mA)

1B (βA)

1C (βA)

Vce (volt)

B. Karakteristik Penguatan Arus DC Transistor Vs

Vce (mA)

1B (βA)

1B (βA)

VBE (volt)

1C (mA)

C. Pengukuran VBE Vs

D. Pengukuran VCE Jenuh Untuk Vs = .............. Posisi

1B (mA)

1C (mA)


VBE (volt)

VCE (volt)

Keterangan

32

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO V. TUGAS DAN PERTANYAAN 1) a. Gambarkan karakteristik keluraran transistor berdasarkan data pada tabel 1 dalam 1 gambar pada kertas milmeter blok. b. Dari pengukuran penguatan arus dc, tentukan harga beta untuk setiap pengukuran dalam satu tabel. 2) a. Gambar karakteristik masukan transistor berdasarkan data pada tabel 3 dalam 1 gambar pada kertas milimeter blok. b. Terangkan hubungan kerja antara arus dan tegangan berdasarkan data pada tabel 4, sekaligus cara kerja transistor tersebut yang merupakan saklar. 3) Berikan analisa dan kesimpulan mengenai adanya 1CO pada transistor yang diperoleh dari tabel 5. 4) Berikan kesimpulan dari percobaan ini.


33

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO IV. RANGKAIAN PENGUAT TRANSISTOR

I.

Tujuan Percobaan : -

Mempelajari rangkaian dasar penguat transistor, yaitu rangkaian kolektor bersama (common colector), emitor bersama (common emitter) dan basis bersama (common base).

-

Mempelajari karakteristik penguatan tegangan dan penguatan arus dari rangkaian-rangkaian dasar penguat.

II. Teori : Ada tiga rangkaian dasar penguat transistor, yaitu penguat emitor bersama (common emitter), basis bersama (common base) dan kolektor bersama (common collector). Pada masing-masing rangkaian penguat tersebut salah satu dari ketiga kaki transistor merupakan acuan terhadap tanah (ground) dari rangkaian dan merupakan elemen yang digunakan secara bersama-sama oleh masukan dan keluaran. Secara umum, karakteristik dasar dari ketiga jenis penguat tersebut adalah sebagai berikut : Elemen bersama

Emitor

Basis

Kolektor

Impedansi masukan

Rendah

Sangat rendah

Cukup tinggi

Impedansi keluaran

Tinggi

Sangat tinggi

Rendah

Penguatan arus

Tinggi

Di bawah satu satuan

Tinggi

Penguatan

Tinggi

Sedang

Rendah

Tinggi

Rendah

Sefasa

Sefasa

Tegang Penguatan daya

Tinggi

Hubungan fasa Berbeda fasa 180 keluaran terhadap masukan

0

2.1. Rangkaian Emitor Bersama : Rangkaian penguat ini paling luas penggunaannya. Sesuai dengan namanya, emitor digunakan bersama-sama sebagai lajur sinyal masukan maupun keluaran. Sinyal masukan diumpankan ke dalam rangkaian melalui


34

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO basis dan emitor, sementara itu sinyal keluaran disalurkan melalui kolektor dan emitor. Suatu rangkaian emitor bersama yang sederhana dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini.

Gambar 1. Rangkaian dasar emitor bersama

Pada rangkaian di atas besar arus basis 1b ditentukan oleh Rb, Vcc, tegangan jatuh VBE dan RE. Karena arus basis 1b mengalir melalui Rb dan arus emitor 1c mengalir melalui Rc, maka arus 1b dapat dihitung dengan persamaan : Vcc = 1b . Rb + Vbc + 1c . Rc Kemudian dengan menganggap 1b relative lebih kecil dibandingkan 1c, maka persamaan di atas diturunkan sebagai berikut : Vcc

= 1b . Rb + Vbc + β 1b . Rc = 1b (Rb + β Rc) + Vbc

1b

= (Vcc - Vbc) / (Rb + β Rc)

Sedangkan arus kolektornya dihitung sesuai dengan : 1c = β 1b Besar Vbc pada transistor silikon berkisar sekitar 0.6 – 0.7 volt, sedangkan pada transistor Germanium 0.2 volt.


35

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Didalam rangkaian emitor bersama, sambungan basis-kolektor dipanjar dalam arah mundur/terbalik. Sehingga secara teoritis, tidak ada arus yang akan mengalir melalui sambungan tersebut. 2.2. Rangkaian Basis Bersama : Pada rangkaian penguat basis bersama, elemen bersama untuk masukan dan keluaran adalah basis. Sinyal masukan diumpankan pada emitor dan basis, sedangkan sinyal keluaran disalurkan pada kolektor dan basis (gambar 2). Pada konfigurasi ini, penguatan sinyal ditentukan oleh perbandingan antara arus kolektor 1c dan arus emitor 1c. Gain = 1c / 1c

Gambar 2. Rangkaian dasar basis bersama

Berdasarkan rangkaian di atas, arus emitor tidak pernah lebih kecil dari arus kolektor. Sehingga penguatan untuk basis bersama adalah : Gain < 1 Hal ini berarti sinyal keluarannya mempunyai amplitude yang tidak pernah melebihi amplituda masukannya. Meskipun penguatan arusnya kecil, namun penguatan tegangannya besar, sehingga

secara

keseluruhan,


penguatan

dayanya

cukup

tinggi. 36

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Penggunaan umum dari rangkaian ini adalah untuk pencocokan impedansi (impedansi

matching)

karena

impedansi

masukannya

randah

dan

impedansi keluarannya tinggi. 2.3. Rangkaian Kolektor Bersama : Konfigurasi dasar transistor yang ketiga adalah kolektor bersama. Sinyal masukan diumpankan pada emitor dan kolektor (gambar 3). Perhatikan bahwa terminal positip dari sumber tegangan diketanahkan, sehingga semua tegangan kerja di dalam rangkaian adalah negatip dengan emitor pada potensial paling negatip.

Gambar 3. Rangkaian dasar kolektor bersama

Penguatan tegangan dari rangkaian ini selalu kurang dari 1, namun penguatan arusnya cukup tinggi. Penggunaan rangkaian ini tidaklah sebanyak kedua rangkaian dasar sebelumnya, karena penguatan dayanya rendah. Namun karena impedansi masukan yang tinggi dan impedansi keluarannya yang rendah, maka rangkaian ini sering digunakan untuk pencocokan impedansi.


37

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 2.4. Pengujian Transistor : Sebelum kita menggunakan sebuah transistor pada suatu rangkaian, kita harus yakin bahwa transistor yang akan digunakan tersebut dalam kondisi baik (tidak rusak). Untuk itu diperlukan suatu pengujian ringan dengan menggunakan sebuah AVO meter (Ohmmeter).

Gambar 4. Simbol pengganti transistor

Perhatikan gambar 4 di atas. Sebuah transistor dapat dianggap sebagai fungsi ekivalen dari dua dioda yang dihubungkan seri. Karena ada tiga kaki pada transistor (kolektor, basis dan emitor), maka harus dibuat enam pengukuran

resistansi

untuk

melihat

masing-masing

kemungkinan

kombinasi kaki dan polaritasnya, yaitu :

emitor

+

basis

-

emitor

-

basis

+

emitor

+

kolektor

-

emitor

-

kolektor

+

basis

+

kolektor

-

basis

-

kolektor

+


38

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Secara umum hasil pengukuran dengan 6 (enam) konfigurasi di atas untuk sebuah transistor NPN adalah sebagai berikut : emitor

+

basis

-

:

Rendah

emitor

-

basis

+

:

Tinggi

emitor

+

kolektor

-

:

Tinggi

emitor

-

kolektor

+

:

Tinggi

basis

+

kolektor

-

:

Tinggi

basis

-

kolektor

+

:

Rendah

Sebagai contoh, suatu pengukuran dari sebuah transistor NPN seri 2N3904 adalah sebagai berikut : BAGIAN POSITIF

BAGIAN NEGATIF


E

B

C

E

X

-

-

B

5500

V

5400

C

-

-

X

39

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO III. Prosedur Percobaan : Perlengkapan dan komponen yang diperlukan : -

Transistor BC 107

-

Sumber tegangan tetap

: 1 unit

-

Sumber tegangan berubah

: 1 unit

-

Fuction generator

: 1 unit

-

Komponen R dan C

: sesuai gambar

-

Prototypboard

: 1 unit

-

Kabel-kabel penghubung

3.1. Rangkaian dasar penguat emitor bersama :

Gambar 5. Rangkaian percobaan 3.1

a. Buatlah rangkaian seperti gambar 5. pasanglah dengan benar transistor yang digunakan (kaki-kakinya jangan terbalik). Periksalah terlebih dahulu semua alat ukur yang digunakan, bila fusenya putus gantilah terlebih dahulu sebelum disambungkan ke rangkaian. b. Lakukan

pengamatan

ringan

atas

kaki-kaki

transistor

dengan

menggunakan Ohmmeter, untuk menentukan posisi kolektor, basis dan emitornya. Bandingkan hasil pengamatan saudara dengan gambar standard dari kaki-kaki tersebut.


40

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO c. Aturlah sumber tegangan Vcc sehingga mencapai tegangan 12 volt. Kemudian aturan tahanan basis agar 1b mengalir sebesar 100 mikro Ampere. Jaga agar transistor tetap dalam kondisi aktif. d. Periksalah kondisi kerja transistor dengan memperhatikan / catat nilainilai dari 1c dan VCE. e. Nyalakan oscilloscope dan atur fosuc serta intensitas cahayanya sehingga enak dilihat/diamati. Tempatkan penyidik/probenya pada posisi/titik pengamatan yang benar. f. Atur keluaran dari generator fungsi sebesar 100 mV puncak-puncak dan masukkan / injeksikan ke rangkaian penguat. g. Amati dan gambar bentuk gelembung masukan dan keluaran yang terjadi. h. Ubahlah besar arus basis (ke arah lebih besar dan lebih kecil) sampai didapatkan gambar sinyal keluaran yang cacat (terdistorsi). i. Gambarlah salah satu gambar sinyal keluaran yang cacat tersebut. j. Kembalikan 1b ke nilai semula. Naikkan amplitude sinyal masukan secara bertahap dari mV sampai 1 V peak-peak dan catat besar amplitude keluaran yang dihasilkan penguat. k. Berilah analisa dan kesimpulan atas hasil percobaan saudara. l. Matikan semua sumber tegangan dan generator fungsi. 3.2. Rangkaian dasar penguat basis bersama : a. Buatlah rangkaian seperti gambar 6, pasanglah dengan benar transistor yang digunakan (kaki-kakinya jangan dibalik)


41


Gambar 6. Rangkaian Percobaan 3.2

b. Aturlah sumber tegangan VCC sehingga mencapai tegangan 12 volt. Kemudian aturlah tahanan basis agar Ib mengalir sebesar 100 mikro ampere. Jaga agar transistor tetap dalam kondisi aktif c. Periksalah kondisi kerja transistor dengan memperhatikan/catat nilainilai dari IC dan VCE d. Nyalakan

oscilloscope

dan

pasanglah

penyidiknya

pada

titik

pengamatan yang benar e. Pilihlah sinyal keluaran sinusoidal dari generator fungsi dan aturlah amplitudanya

sebesar

100

mV

puncak-puncak,

kemudian

masukkan/injeksikan ke rangkaian penguat f.

Amati dan gambar bentuk gelombang masukan dan keluaran yang terjadi

g. Naikkan amplitude sinyal masukan secara bertahap dari 100 mV sampai 1 V peak-peak dan catat besar amplitude keluaran yang dihasilkan penguat h. Berilah analisa dan kesimpulan atas hasil percobaan saudara i.

Matikan semua sumber tegangan generator fungsi


42

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 3.3. Rangkaian dasar penguat kolektro bersama

Gambar 7. Rangkaian Percobaan 3.3

a. Buatlah rangkaian seperti gambar 7. Pasanglah dengan benar transistor yang digunakan (kaki-kakinya jangan terbalik) b. Aturlah sumber tegangan VCC sehingga mencapai tegangan 12 volt. Kemudian aturlah tahanan basis agar Ib mengalir sebesar 100 mikro ampere. Jaga agar transistor tetap dalam kondisi aktif c. Periksalah kondisi kerja transistor dengan memperhatikan/catat nilainilai dari IC dan VCE d. Nyalakan

oscilloscope

dan

pasanglah

penyidiknya

pada

titik

pengamatan yang benar e. Pilihlah sinyal keluaran sinusoidal dari generator fungsi dan aturlah amplitudanya

sebesar

100

mV

puncak-puncak,

kemudian

masukkan/injeksikan ke rangkaian penguat f.

Amati dan gambar bentuk gelombang masukan dan keluaran yang terjadi

g. Naikkan amplitude sinyal masukan secara bertahap dari 100 mV sampai 1 V peak-peak dan catat besar amplitude keluaran yang dihasilkan penguat h. Matikan sumber tegangan dan generator fungsinya i.

Berilah analisa dan kesimpulan atas hasil percobaan saudara

Catatan : Petunjuk Praktikum Elektronika

43

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO Keberhasilan dari percobaan-percobaan di atas sangat bergantung kepada kebenaran rangkaian, kondisi komponen elektronika dan alat ukur yang digunakan. Apabila ada kelainan dari hal-hal tersebut di atas, maka hasil pengamatan saudara barangkali akan menyimpang dari teori praktikum yang diberikan. Karena itu, ikuti dengan seksama semua prosedur praktikum yang diberikan dan laksanakan dengan sebaikbaiknya. IV. Tugas dan Laporan Praktikum Buatlah laporan praktikum (1 laporan/group praktikum) dan jawab/kerjakan tugas-tugas berikut ini : a. Hitunglah penguatan tegangan, penguatan arus dan penguatan daya dari masing-masing rangkaian penguat yang saudara kerjakan/amati dalam percobaan ini. b. Rangkaian penguata manakah yang : -

Penguatan arusnya paling besar?

-

Penguatan tegangannya paling besar?

-

Penguatan arusnya paling kecil?

-

Penguatan tegangan yang paling kecil?

c. Dari gambar sinyal masukan dan keluaran yang diperoleh, berilah kesimpulan mengenai hubungan fasa antara sinyal masukan dan keluaran dari masing-masing rangkaian penguat d. Apakah ada kesulitan pada waktu

saudara

melaksanakan setiap

percobaan? Jelaskan dengan singkat!


44


A. Rangkaian Dasar Penguat Emmitor Bersama AF Generator

F (Hz)

VCC (volt)

VCE (volt)

IB (volt)

IC (mA)

IB (volt)

IC (mA)

IB (volt)

IC (mA)

B. Rangkaian Dasar Penguat Basis Bersama AF Generator

F (Hz)

VCC (volt)

VCE (volt)

C. Rangkaian Dasar Penguat Kolektor Bersama AF Generator

F (Hz)


VCC (volt)

VCE (volt)

45

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO V. SINGLE STAGE TRANSISTOR AMPLIFIER

I.

Tujuan Percobaan 1. Mempelajari rangkaian single stage transistor Amplifier 2. Melakukan pengukuran penguatan tegangan

II.

Pendahuluan Dalam percobaan ini dilakukan pengukuran terhadap rangkaian transistor amplifier yang menggunakan common emitter. Di sini akan dibahas metode analisa untuk rangkaian tersebut.

Besaran-besaran penting yang diukur dalam percobaan ini adalah penguatan tegangan, impedansi input dan impedansi output serta frekuensi response, sedang penguatan daya dan penguatan arus dapat dihitung dari hasil pengukuran penguatan tegangan dan impedansi input.

Cara atau pendekatan yang biasa dilakukan dalam melakukan analisa AC rangkaian transistor yang sering dipakai adalah memakai rangkaian pengganti yang sesuai.

Namun untuk cepatnya analisa dan penyederhanaan masalah, seringkali pendekatan praktis yang dipakai. Secara praktis untuk analisa transistor kita dapat memandang Base-Emitor junction yang forward bias sebagai diode yang mempunyai resistansi dinamis forward re sebesar : re 

26mV  IE

re 

l gm

Dimana, gm 

dle terkonduktansi dVbe


46

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO II.1 Transistor Amplifier (Common Emitter) Rangkaian konfugurasi common emitter dengan universal bias tampak seperti gambar di bawah

II.1.A. Analisa DC Analisa DC untuk menentukan titik kerja dapat dilakukan menganggap semua kapasitor open. Hubungan antara arus Emitor, kolektor dan basis sebagai berikut. IE = IC + IB dan IC = IB Kemudian dengan menerapkan hukum pembagian tegangan dan hukum Ohm dapat diperoleh titik kerja rangkaian.


47

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO III.

Alat Percobaan 1. Panel percobaan 2. Multitester 3. Osvilloscope 4. Signal generator

IV.

Pelaksanaan Percobaan Common emitter transistor amplifier 1. Rangkaian percobaan seperti gambar berikut

2. Pasang supply tegangan DC 24 pada VCC 3. Ukur tegangan DC pada terminal-terminal transistor, ketiganya diukur terhadap ground untuk menentukan titik kerja 4. Atus AF generator pada fungsi sinus dengan f=1 kHz dan hubungankan pada rangkaian 5. Atur keluaran dari AF generator sebesar 100 mVP-P 6. Hubungankan kanal 1 dari osilloskop pada masukan rangkaian dan anal 2 pada keluarannya 7. Perhatikan bentuk gelombang, ukur tegangan masukan dan tegangan keluaran. Amati pergeseran fasanya dan catat 8. Hubungankan potensiometer beban. Atur pada kedudukan maksimum 9. Atur potensiometer beban sehingga besarnya eo (peak to peak) menjadi ½ kali dari harga eo tanpa beban


48

SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO 10. Lapaskan potensiometer beban dan ukur tahanan potensiometer tersebut serta catat 11. Kembalikan VCC ke nol dan matikan AF generator V.

Tugas dan Pertanyaan 1. Hitung penguatan tegangan ac dari konfigurasi common emitter 2. Apakah impedansi keluaran yang didapat dari percobaan sesuai dengan teori? Jelaskan 3. Kita mengenal konfigurasi CE, CC dan CB pada rangkaian transistor amplifier, jelaskan apa ciri dan kelebihan dari masing-masing konfigurasi 4. Sebutkan contoh-contoh penggunaan rangkaian dengan menggunakan masing-masing dari ketiga konfigurasi 5. Buatlah kesimpulan percobaan.


49


A. Common Emitter Transistor Amplifier  Potensiometer beban (R) = 10 k  AFG = 400 m Vp – p/1 kHz Kondisi

VB (volt)

VC (volt)

Vg (volt)

B. Data Grafik pada Osciloscope (tanpa beban/potensiometer) Channel

Volt/Div Time/div volt (mS)

Tinggi (div)

Lebar (div)

Vin (volt)

Vout (volt)

Frek (Hz)

Vout (volt)

Frek (Hz)

C. Data Grafik pada Osciloscope (dengan beban/potensiometer) Channel

Volt/Div Time/div volt (mS)


Tinggi (div)

Lebar (div)

Vin (volt)

50

2016 SEKOLAH TINGGI TEKNIK PLN LAB DASAR TEKNIK ELKTRO. Petunjuk Praktikum Elektronika 1 LAB DASAR TEKNIK ELEKTRO LT. 6

Recommend Documents