BAB III LANGKAH PERCOBAAN

28

BAB III LANGKAH PERCOBAAN

3.1. KARAKTERISTIK DIODA 3.1.1. Tujuan Mahasiswa mengetahui dan memahami karakteristik dioda yang meliputi daerah kerja dioda, dioda dengan masukan gelombang kotak, dan waktu pemulihan balik (reverse recovery time).

3.1.2. Alat dan Bahan Dioda 1N4007 Dioda 1N4148 Resistor 100 / 20W Resistor 14M Power Supply Function Generator Osiloskop Kabel secukupnya Probe

29

3.1.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan  Dioda Dengan Masukan DC

Gambar 3.1. Untai untuk Percobaan Karakteristik Dioda dengan Masukan DC. 1. Rangkai komponen pada protoboard seperti Gambar 3.1. 2. Untuk memperoleh nilai tegangan buka dioda, variasikan tegangan sumber ( V S ) antara 0 – 5 V dengan kenaikan setiap 0,1 V. Ukur dengan multimeter nilai tegangan beban ( V L ). Catat nilai V S dan V L dalam tabel. Nilai tegangan dioda saat arus beban mulai muncul adalah nilai tegangan buka dioda tersebut. 3. Balik polaritas tegangan sumber sehingga pin anoda pada dioda 1N4007 mendapat supply negatif. Ganti resistor beban ( R L ) yang bernilai 100 dengan resistor yang bernilai 14M . 4. Variasikan tegangan sumber antara 0 – 30 V dengan kenaikan setiap 1 V. Ukur dengan multimeter nilai V L . Catat nilai V S dan V L dalam tabel. 5. Ganti dioda 1N4007 dengan 1N4148, ulangi langkah 1 sampai dengan 4.

30

 Menghitung Reverse Recovery Time Dioda

Gambar 3.2. Untai untuk Percobaan Dioda dengan Masukan Gelombang Kotak. 1. Rangkai komponen pada protoboard seperti Gambar 3.2. 2. Amati bentuk gelombang pada resistor beban. Kecilkan skala time/div pada osiloskop agar gelombang semakin terlihat jelas seperti Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Grafik Waktu Pemulihan Balik. 3. Gambar grafik bentuk gelombang keluaran pada kertas milimeter block untuk dua nilai frekuensi masukan yang berbeda. 4. Hitung nilai ta, tb, dan trr.

31

5. Ganti dioda 1N4007 dengan 1N4148, ulangi langkah nomor 2 sampai dengan langkah nomor 4.

3.2. KARAKTERISTIK TRANSISTOR 3.2.1. Tujuan Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik masukan dan keluaran transistor serta mengukur arus basis ( I B ), arus kolektor ( I C ), arus emiter ( I E ), dan menghitung penguatan arus ( hfe ).

3.2.2. Alat dan Bahan Transistor NPN 2N3055 Resistor 100 / 20W Resistor 1k / 1W Power Supply Function Generator Kabel secukupnya

32

3.2.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.4. Untai untuk Percobaan Karakteristik Transistor.

 Karakteristik IC – IB Transistor 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4. 2. Atur tegangan V CC agar bernilai 10 V. 3. Variasikan tegangan VBB secara perlahan-lahan setiap 0,2 V. Ukur dengan multimeter nilai arus kolektor ( I C ) untuk setiap arus basis ( I B ). Catat dalam tabel nilai I C untuk setiap I B yang bersesuaian. 4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai tegangan V CC 15 V dan 20 V. 5. Gambar grafik arus kolektor terhadap arus basis pada kertas milimeter block untuk setiap nilai VCC yang digunakan.

33

 Karakteristik VBE – IB 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4. 2. Atur tegangan V CC agar tegangan kolektor-emiter ( V CE ) memiliki nilai tertentu, misalnya 7 V. 3. Variasikan tegangan VBB secara perlahan-lahan setiap 0,1 V. Ukur dengan multimeter nilai tegangan basis-emiter ( VBE ). Catat nilai tegangan VBB dan VBE yang bersesuaian dalam tabel. Cari nilai I B dengan menggunakan

Persamaan 3.1 berikut. IB

V BB

V BE RB

(3.1)

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai tegangan V CE yang lain, misalnya 8 V dan 9 V. 5. Gambar grafik VBE terhadap I B pada kertas milimeter block untuk setiap nilai V CE .

 Karakteristik VCE – IC dengan IB sebagai Parameter 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4. 2. Atur tegangan VBB agar I B memiliki nilai tertentu, misalnya 0,3 mA 3. Variasikan tegangan V CC antara 0 sampai dengan 30 V dengan kenaikan setiap 1 V. Ukur dengan multimeter dan catat nilai V CE dan I C .

34

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai I B yang lain, misalnya 0,4 mA dan 0,5 mA. 5. Gambar grafik V CE terhadap I C pada kertas milimeter block untuk setiap nilai IB.

 Daya Transistor pada Daerah Aktif 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4. 2. Atur tegangan V CC pada nilai tertentu, misalnya 20 V. 3. Atur tegangan VBB agar transistor bekerja pada daerah aktif, misalnya 0,7 V. 4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh transistor untuk mengetahui apakah transistor tersebut mengalami kenaikan suhu atau tidak. 5. Saat transistor terasa hangat, catat nilai V CE dan I C yang bersesuaian. 6. Analisislah mengapa transistor tersebut mengalami kenaikan suhu. Hitunglah juga besarnya daya pada transistor saat transistor tersebut mengalami kenaikan suhu.  Daya Transistor pada Daerah Saturasi 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4. 2. Atur tegangan V CC pada nilai tertentu, misalnya 20 V. 3. Atur tegangan VBB pada nilai tertentu, misalnya 5 V.

35

4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh transistor untuk mengetahui apakah transistor tersebut mengalami kenaikan suhu atau tidak. Transistor yang bekerja pada daerah saturasi, seharusnya tidak terasa hangat saat disentuh. 5. Catat nilai V CE dan I C yang bersesuaian. 6. Analisislah mengapa transistor tersebut tidak terasa hangat. Hitunglah besarnya daya pada transistor tersebut dan besarnya hambatan kolektor-emiter saat transistor tersebut ’on’ ( RCE (ON ) ).

3.3. KARAKTERISTIK SCR 3.3.1. Tujuan Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik V – I SCR serta mengukur arus latching, arus holding, dan tegangan breakover.

3.3.2. Alat dan Bahan SCR TYN604 Resistor 2200 / 0,5W Resistor 100 / 0,5W Power Supply Function Generator Multimeter Kabel secukupnya

36

3.3.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.5. Untai untuk Percobaan Karakteristik SCR.  Mengukur Tegangan Breakover 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.5. 2. Atur nilai tegangan VGG agar arus sebesar 10 mA mengalir melalui gerbang SCR TYN604. Saklar S 1 jangan dihubungkan dahulu. 3. Variasikan nilai tegangan V AA kemudian hubungkan saklar S 2 . 4. Picu SCR dengan cara menghubungkan saklar S 1 . Ukur nilai V AK dan I A . Catat dalam tabel. 5. Naikkan nilai V AA hingga arus I A mengalir sendiri tanpa menyalakan tegangan gerbang V GG untuk memicu SCR. Nilai V AA yang mana SCR dapat aktif tanpa mendapat tegangan gerbang disebut Breakover Voltage ( V BO ). 6. Gambar grafik V AK terhadap I A pada kertas milimeter block. 7. Ulangi langkah 1 sampai dengan 6 untuk nilai arus gerbang yang lain.

37

 Mengukur Arus Latching dan Arus Holding 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.5. 2. Atur nilai tegangan VGG agar arus sebesar 10 mA mengalir melalui gerbang SCR TYN604. Saklar S 1 jangan dihubungkan dahulu. 3. Hubungkan saklar S 2 . Atur nilai tegangan V AA

15V .

4. Picu SCR sesaat dengan cara menghubungkan kemudian memutus saklar S 1 . 5. Amati arus I A yang muncul pada multimeter. Jika setelah saklar S 1 diputus jarum amperemeter yang mengukur I A jatuh ke nol, maka I A

IL.

6. Naikkan nilai tegangan V AA sebanyak 1 V. 7. Ulangi langkah nomor 4, 5, dan 6 hingga jarum amperemeter yang mengukur I A tidak jatuh ke nol. Dengan demikian I A

IL .

8. Setelah memperoleh nilai arus latching, secara perlahan-lahan turunkan nilai tegangan V AA . 9. Amati jarum amperemeter yang mengukur arus I A . Nilai arus tepat sebelum jarum amperemeter secara tiba-tiba jatuh ke nol adalah arus holding. 10. Ulangi langkah 1 sampai dengan 8 untuk nilai arus gerbang sebesar 15mA dan

20mA .

38

3.4. KARAKTERISTIK TRIAC 3.4.1. Tujuan Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik V – I TRIAC serta mengukur arus latching, arus holding, dan tegangan breakover.

3.4.2. Alat dan Bahan TRIAC BT136 Resistor 100 / 0,5W Resistor 2200 / 0,5W Multimeter Power Supply Function Generator Kabel secukupnya

3.4.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.6. Untai untuk Percobaan Karakteristik TRIAC.

39

A. Mode 1  Mengukur Tegangan Breakover 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.6. 2. Atur nilai tegangan VGG agar arus sebesar 15mA mengalir melalui gerbang TRIAC BT136. Saklar S 1 jangan dihubungkan dahulu. 3. Variasikan nilai tegangan VM kemudian nyalakan saklar S 2 . 4. Picu TRIAC dengan cara menghubungkan saklar S 1 . Ukur nilai VMT 2MT1 dan I M . Catat dalam tabel.

5. Naikkan nilai VM hingga arus I M mengalir sendiri tanpa menyalakan tegangan gerbang VGG untuk memicu TRIAC. Nilai VM yang mana TRIAC dapat aktif tanpa mendapat tegangan gerbang disebut Breakover Voltage ( V BO ). 6. Gambar grafik VMT 2MT1 terhadap I M pada kertas milimeter block.  Mengukur Arus Latching (IL) dan Arus Holding (IH) 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.6. 2. Atur nilai tegangan VGG agar arus sebesar 10mA mengalir melalui gerbang TRIAC BT136. Saklar S 1 jangan dihubungkan dahulu. 3. Hubungkan saklar S 2 . Atur nilai tegangan VM

15V .

4. Picu TRIAC sesaat dengan cara menghubungkan kemudian memutus saklar S1 .

40

5. Amati arus I M yang muncul pada multimeter. Jika setelah VGG dimatikan jarum amperemeter yang mengukur I M jatuh ke nol, maka I M

IL .

6. Ulangi terus langkah nomor 3 sampai 5 hingga jarum amperemeter yang mengukur I M tidak jatuh ke nol. Dengan demikian I M

IL .

7. Setelah memperoleh nilai arus latching, secara perlahan-lahan turunkan nilai tegangan VM . 8. Amati jarum amperemeter yang mengukur arus I M . Nilai arus tepat sebelum jarum amperemeter secara tiba-tiba jatuh ke nol adalah arus holding.

B. Mode 2 1. Rangkai untai pada protoboard seperti pada Gambar 3.6. Balik polaritas tegangan gerbang VGG dan amperemeter I G . 2. Lakukan langkah nomor 2 sampai dengan nomor 8 pada Mode 1.

C. Mode 3 1. Rangkai untai pada protoboard seperti pada Gambar 3.6. Balik polaritas tegangan VM , voltmeter VMT 2MT1 , dan amperemeter I M . 2. Lakukan langkah nomor 2 sampai dengan nomor 8 pada Mode 1.

D. Mode 4 1. Rangkai untai pada protoboard seperti pada Gambar 3.6. Balik polaritas tegangan gerbang VGG , amperemeter I G , tegangan VM , voltmeter VMT 2MT1 , dan amperemeter I M .

41

2. Lakukan langkah nomor 2 sampai dengan nomor 8 pada Mode 1.

3.5. KARAKTERISTIK MOSFET 3.5.1. Tujuan Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik VDS - ID dan VGS - ID MOSFET serta mengukur arus penguras ( I D ), tegangan gerbangsumber ( VGS ), dan tegangan penguras – sumber ( V DS ).

3.5.2. Alat dan Bahan MOSFET IRF740 Resistor 100 / 20W Resistor 1M Multimeter Power Supply Function Generator Kabel secukupnya

42

3.5.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.7. Untai untuk Percobaan Karakteristik MOSFET. A. Karakteristik VDS - ID dengan VGS sebagai Parameter 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7. 2. Atur nilai tegangan V GG sebesar 3 V. 3. Variasikan nilai tegangan V DD dengan kenaikan 10 mV. Ukur dengan multimeter nilai tegangan penguras – sumber ( V DS ) dan arus penguras ( I D ). Catat nilai V DS dan I D pada tabel. 4. Ulangi langkah 1 sampai dengan langkah 3 untuk nilai tegangan V GG 3,1 V, 3,2 V, 3,3 V, dan 3,4 V.

43

5. Gambar grafik V DS terhadap I D dalam satu sumbu kartesian pada kertas milimeter block. B. Karakteristik VGS - ID 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7. 2. Atur nilai V DS pada 0,6 V. 3. Variasikan nilai tegangan VGS secara bertahap setiap 50 mV. Ukur dengan multimeter nilai I D . Catat nilai tegangan gerbang-sumber ( VGS ) dan I D pada tabel. 4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk V DS 1 V dan 2 V. 5. Gambar grafik VGS terhadap I D untuk setiap nilai V DS pada kertas milimeter block. C. Daya MOSFET pada Daerah Pinch-Off 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7. 2. Atur tegangan V GG pada nilai tertentu, misalnya 3,2 V. 3. Atur tegangan V DD pada nilai tertentu agar MOSFET bekerja pada daerah Pinch-Off, misalnya 10 V. 4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh MOSFET untuk mengetahui apakah mengalami kenaikan suhu atau tidak. 5. Saat MOSFET terasa hangat, catat nilai V DS dan I D yang bersesuaian.

44

6. Analisislah mengapa MOSFET mengalami kenaikan suhu. Hitunglah besarnya daya pada MOSFET tersebut. D. Daya MOSFET pada Daerah Triode 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7. 2. Atur tegangan V GG pada nilai tertentu, misalnya 20 V. 3. Atur tegangan V DD pada nilai tertentu, misalnya 5 V. 4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh MOSFET untuk mengetahui apakah mengalami kenaikan suhu atau tidak. MOSFET yang bekerja pada daerah triode, seharusnya tidak terasa hangat saat disentuh. 5. Catat nilai V DS dan I D yang bersesuaian. 6. Analisislah mengapa MOSFET tersebut tidak terasa hangat. Hitunglah besarnya daya pada MOSFET tersebut dan besarnya hambatan pengurassumber saat MOSFET bekerja di daerah triode ( R DS (ON ) ).

3.6. KARAKTERISTIK IGBT 3.6.1. Tujuan Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik VCE – IC dan VGE – IC IGBT serta mengukur arus kolektor ( I C ), tegangan gerbang-emiter ( V GE ), dan tegangan kolektor-emiter ( VCE ).

45

3.6.2. Alat dan Bahan IGBT IRG4BC20S Resistor 100 / 20W Resistor 1M Multimeter Power Supply Function Generator Kabel secukupnya

3.6.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.8. Untai untuk Percobaan Karakteristik IGBT. A. Karakteristik VCE – IC 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.8.

46

2. Atur nilai tegangan V GG sebesar 4,5 V. 3. Variasikan nilai tegangan V CC . Ukur dengan multimeter nilai tegangan kolektor-emiter ( V CE ) dan arus kolektor ( I C ). Catat nilai V CE dan I C yang bersesuaian pada tabel. 4. Ulangi langkah 1 sampai dengan langkah 3 untuk nilai V GG 4,6 V, 4,7 V, 4,8 V, 4,9 V, 5 V, 5,1 V, 5,2 V, dan 5,3 V. 5. Gambar grafik V CE terhadap I C

dalam satu sumbu kartesian pada kertas

milimeter block. B. Karakteristik VGE – IC 1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.8. 2. Atur nilai tegangan V CC agar V CE bernilai 0,7 V. 3. Variasikan nilai tegangan gerbang-emiter ( V GE ) secara bertahap setiap 50 mV. Ukur dengan multimeter nilai I C . Catat nilai V GE dan I C yang bersesuaian pada tabel. 4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai V CE 0,8 V dan 0,9 V. 5. Gambar grafik V GE terhadap I C untuk setiap nilai V CE pada kertas milimeter block.

47

3.7. TUGAS RANCANG Rancanglah sebuah step-up chopper yang dapat digunakan untuk menaikkan tegangan DC 20 V menjadi tegangan DC 40 V dengan besar arus maksimal 0,4 A untuk beban resistif.