PETUNJUK PRAKTIKUM PRAKTIKUM - labdasar.ee.itb.ac.idlabdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2205 - Elektronika 1/[3 Februari 2014... · Memahami penggunaan dioda dalam rangkaian penyearah Mempelajari

PETUNJUK PRAKTIKUM

PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA

Mervin T Hutabarat

Sekolah Teknik Elektro Dan Informatika

Institut Teknologi Bandung

2014

Laboratorium Dasar Teknik Elektro

Petunjuk EL2205

Praktikum Elektronika

Edisi 2013-2014

Disusun oleh

Mervin T. Hutabarat


Sekolah Teknik Elektro Dan Informatika

Institut Teknologi Bandung

2014

Kata Pengantar

i

Kata Pengantar

Puji syukur ke hadirat Tuhan YME, sejak tanggal 1 Oktober 2012 yang lalu Program Studi

Teknik Elektro telah mendapat akreditasi ABET. Perbaikan-perbaikan praktikum yang

sebelumnya merupakan salah satu titik lemah prodi ini ternyata mendapat apresiasi yang

baik dari para asesor ABET. Perbaikan yang telah dilakukan harus menjadi satu sistem

perbaikan yang berkelanjutan. Oleh karena itu, Petunjuk Praktikum Elektronika ini pun

disusun dalam pola pikir tersebut.

Perubahan yang dilakukan dalam penyusunan materi Petunjuk Praktikum ini dari Petunjuk

Praktikum tahun lalu merupakan perubahan atau perbaikan minor saja terutama pada

redaksi kalimat yang tidak langsung dimengerti mahasiswa dengan baik. Perubahan lain

yang tidak menyangkut materi dilakukan untuk membangun kebiasaan kerja yang

memperhatikan faktor keselamatan kerja. Dalam petunjuk praktikum ini, prosedur kerja

untuk mematikan seluruh hubungan listrik yang tidak diperlukan setelah selesai praktikum

diberi penekanan. Dengan mengikuti prosedur tersebut diharapkan terbentuk kebiasaan

praktikan untuk melakukannya juga pada praktikum lanjutan.

Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang besar-besarnya pada

semua pihak yang telah terlibat dalam penyusunan petunjuk praktikum ini.

Akhir kata, semoga semua usaha yang telah dilakukan berkontribusi pada dihasilkannya

lulusan Program Studi Teknik Elektro sebagai engineer dengan standar internasional.

Bandung, Januari 2014

Kepala Laboratorium Dasar Teknik Elektro,

Ir. Mervin T. Hutabarat, M.Sc., Ph.D.

Daftar Kontributor

ii

Daftar Kontributor

Penulis menghargai semua pihak yang telah membantu dan berkontribusi pada

punyusunan petunjuk praktikum ini. Berikut ini daftar nama yang berkontribusi pada

penyusunan petunjuk praktikum ini

Mervin T. Hutabarat

Amy Hamidah Salman

Esha Ganesha

Rizki Ardianto Priramadhi

Narpendyah Wisjnu Ariwadhani

Harry Septanto

Eric Agustian

Muhammad Luthfi

Muh. Zakiyullah R.

Sandra Irawan

Nina Lestari

Daftar Isi

iii

Daftar Isi

Kata Pengantar ...................................................................................................................... i Daftar Kontributor ................................................................................................................ ii Daftar Isi .............................................................................................................................. iii Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro ........................................................... vi

Kelengkapan ..................................................................................................................... vi Persiapan/ Sebelum Praktikum ........................................................................................ vi Selama Praktikum ............................................................................................................. vi Setelah Praktikum ............................................................................................................. vi

Pergantian Jadwal ........................................................................................................... vii Sanksi .............................................................................................................................. viii

Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium.......................... x Keselamatan ...................................................................................................................... x

Sanksi ............................................................................................................................... xii Percobaan 1 Dioda : Karakteristik dan Aplikasi ................................................................. 1

Tujuan ................................................................................................................................ 1

Persiapan ........................................................................................................................... 1 Alat dan Komponen yang Digunakan ................................................................................ 4 Langkah Percobaan ........................................................................................................... 4

Tabel Data Pengamatan .................................................................................................... 9

Percobaan 2 Karakteristik BJT .......................................................................................... 15 Tujuan .............................................................................................................................. 15 Persiapan ......................................................................................................................... 15

Transistor BJT ................................................................................................................. 15 Kurva Karakteristik IC - VBE ............................................................................................ 16

Kurva Karakteristik IC – VCE ........................................................................................... 17 Alat dan Komponen yang Digunakan .............................................................................. 18 Langkah Percobaan ......................................................................................................... 18

Karakteristik Input Transistor IC-VBE .............................................................................. 18 Karakteristik Output Transistor IC-VCE ........................................................................... 19

Early Effect ...................................................................................................................... 20

Pengaruh Bias pada Penguat Transistor ........................................................................ 20 Mengakhiri Percobaan .................................................................................................... 22

Percobaan 3 Penguat BJT .................................................................................................. 25 Tujuan .............................................................................................................................. 25 Persiapan ......................................................................................................................... 25

Penguat BJT .................................................................................................................... 25 Konfigurasi Common Emitter .......................................................................................... 26 Konfigurasi Common Base .............................................................................................. 27 Konfigurasi Common Collector ...................................................................................... 28 Alat dan Komponen yang Digunakan .............................................................................. 29

Langkah Percobaan ......................................................................................................... 29

Memulai Percobaan ........................................................................................................ 29

Tegangan Bias dan Parameter Penguat .......................................................................... 29 Common Emitter .............................................................................................................. 31 Common Base .................................................................................................................. 34 Common Collector ........................................................................................................... 36 Analisis dan Kesimpulan ................................................................................................. 37

Daftar Isi

iv

Mengakhiri Percobaan .................................................................................................... 38 Percobaan 4 Karakteristik Dan Penguat FET ................................................................... 40

Tujuan .............................................................................................................................. 40 Persiapan ......................................................................................................................... 40 Transistor FET ................................................................................................................ 40

Penguat FET .................................................................................................................... 41 Alat dan Komponen yang Digunakan .............................................................................. 42 Langkah Percobaan ......................................................................................................... 42 Memulai Percobaan ........................................................................................................ 42 Kurva Karakteristik Transistor MOSFET ....................................................................... 42

Desain Q-point ................................................................................................................ 44

Penguat Common Source ................................................................................................ 45 Penguat Common Gate .................................................................................................... 47

Penguat Common Drain .................................................................................................. 48 Mengakhiri Percobaan .................................................................................................... 48

Percobaan 5 Transistor sebagai Switch ............................................................................. 50 Tujuan .............................................................................................................................. 50 Persiapan ......................................................................................................................... 50

Switch Ideal ..................................................................................................................... 50

Transistor BJT sebagai Switch ........................................................................................ 50 MOSFET sebagai Switch ................................................................................................. 51 Rangkaian CMOS ............................................................................................................ 51

Alat dan Komponen yang Digunakan .............................................................................. 52

Langkah Percobaan ......................................................................................................... 52 Memulai Percobaan ........................................................................................................ 52 Transistor BJT Sebagai Switch ....................................................................................... 52

MOSFET sebagai Switch ................................................................................................. 53 Mengakhiri Percobaan .................................................................................................... 56

Percobaan 6 Proyek Akhir ................................................................................................. 58 Tujuan .............................................................................................................................. 58 Persiapan ......................................................................................................................... 58

Kriteria Rancangan ......................................................................................................... 58 Instrumentasi dan Komponen .......................................................................................... 58

Waktu Pengerjaan ........................................................................................................... 58 Lampiran A Analisis Rangkaian dengan SPICE ................................................................. 60

Pendahuluan .................................................................................................................... 60 Struktur Bahasa(sintaks) SPICE ..................................................................................... 60

Deskripsi Sintaks Library di SPICE ................................................................................ 61 Contoh Deskripsi Rangkaian SPICE ............................................................................... 62 Hasil Analisis SPICE ....................................................................................................... 63 Analisis Waktu SPICE3 ................................................................................................... 63

Lampiran B Pengenalan EAGLE ........................................................................................ 63

Membuat Skematik ........................................................................................................... 63 Membuat Layout PCB ..................................................................................................... 66

Membuat PCB ................................................................................................................. 68

Daftar Isi

v

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro

vi

Aturan Umum


Kelengkapan

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

mengenakan sepatu. Untuk memasuki ruang laboratorium praktikan wajib membawa

kelengkapan berikut:

Modul praktikum

Buku Catatan Laboratorium (BCL)

Alat tulis dan kalkulator

Kartu Nama (Name tag)

Kartu Praktikum.

Persiapan/ Sebelum Praktikum

Sebelum mengikuti percobaan sesuai jadwalnya, sebelum memasuki laboratorium

praktikan harus mempersiapkan diri dengan melakukan hal-hal berikut:

Membaca dan memahami isi modul praktikum,

Mengerjakan hal-hal yang dapat dikerjakan sebelum praktikum dilaksanakan,

misalnya mengerjakan perhitungan-perhitungan, menyalin source code, mengisi

Kartu Praktikum dlsb.,

Mengisi daftar hadir di Tata Usaha Laboratorium,

Mengambil kunci loker dan melengkapi administrasi peminjaman kunci loker

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

Selama Praktikum

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

Memperhatikan dan mengerjakan setiap percobaan dengan waktu sebaik-baiknya,

diawali dengan kehadiran praktikan secara tepat waktu,

Mengumpulkan Kartu Praktikum pada asisten,

Mendokumentasikan dalam Buku Catatan Laboratorium. (lihat Petunjuk

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

Setelah Praktikum Setelah menyelesaikan percobaan, praktikan harus


vii

Memastikan BCL telah ditandatangani oleh asisten,

Mengembalikan kunci loker dan melengkapi administrasi pengembalian kunci

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

Mengerjakan laporan dalam bentuk SoftCopy (lihat Panduan Penyusunan

Laporan),

Mengirimkan file laporan melalui surat elektronik (E-mail) dalam lampiran ke :

[email protected] (lihat Panduan Pengiriman Laporan). Waktu pengiriman

paling lambat jam 12.00 WIB, dua hari kerja berikutnya setelah praktikum,

kecuali ada kesepakatan lain antara Dosen Pengajar dan/ atau Asisten.

Pergantian Jadwal

Kasus Biasa

Pertukaran jadwal hanya dapat dilakukan per kelompok dangan modul yang sama.

Langkah untuk menukar jadwal adalah sebagai berikut:

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

Panduan

Setiap praktikan yang bertukar jadwal harus mengirimkan e-mail ke

[email protected] . Waktu pengiriman paling lambat jam 16.30, sehari

sebelum praktikum yang dipertukarkan

Pertukaran diperbolehkan setelah ada email konfirmasi dari Lab. Dasar

Kasus Sakit atau Urusan Mendesak Pribadi Lainnya

Jadwal pengganti dapat diberikan kepada praktikan yang sakit atau memiliki urusan

mendesak pribadi.

Praktikan yang hendak mengubah jadwal untuk urusan pribadi mendesak harus

memberitahu staf tata usaha laboratorium sebelum jadwal praktikumnya melalui

email.

1. Segera setelah praktikan memungkinkan mengikuti kegiatan akademik,

praktikan dapat mengikuti praktikum pengganti setelah mendapatkan

konfirmasi dari staf tata usaha laboratorium dengan melampirkan surat

keterangan dokter bagi yang sakit atau surat terkait untuk yang memiliki

urusan pribadi.

Kasus ”kepentingan massal”

”Kepentingan massal” terjadi jika ada lebih dari sepertiga rombongan praktikan yang tidak

dapat melaksanakan praktikum pada satu hari yang sama karena alasan yang terkait

mailto:[email protected]

http://labdasar.ee.itb.ac.id/

mailto:[email protected]


viii

kegiatan akademis, misalnya Ujian Tengah Semester pada jadwal kelompoknya. Jadwal

praktikum pengganti satu hari itu akan ditentukan kemudian oleh laboratorium.

Sanksi

Pengabaian aturan-aturan di atas dapat dikenakan sanksi pengguguran nilai praktikum

terkait.


ix

Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium

x

Panduan Umum Keselamatan dan

Penggunaan Peralatan Laboratorium

Keselamatan

Pada prinsipnya, untuk mewujudkan praktikum yang aman diperlukan partisipasi seluruh

praktikan dan asisten pada praktikum yang bersangkutan. Dengan demikian, kepatuhan

setiap praktikan terhadap uraian panduan pada bagian ini akan sangat membantu

mewujudkan praktikum yang aman.

Bahaya Listrik

Perhatikan dan pelajari tempat-tempat sumber listrik (stop-kontak dan circuit breaker) dan

cara menyala-matikannya. Jika melihat ada kerusakan yang berpotensi menimbulkan

bahaya, laporkan pada asisten.

Hindari daerah atau benda yang berpotensi menimbulkan bahaya listrik (sengatan

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

Tidak melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya listrik pada diri sendiri

atau orang lain.

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

wudhu.

Selalu waspada terhadap bahaya listrik pada setiap aktivitas praktikum.

Kecelakaan akibat bahaya listrik yang sering terjadi adalah tersengat arus listrik. Berikut

ini adalah hal-hal yang harus diikuti praktikan jika hal itu terjadi:

Jangan panik,

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

di meja praktikan yang tersengat arus listrik,

Bantu praktikan yang tersengat arus listrik untuk melepaskan diri dari sumber

listrik,

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

tentang terjadinya kecelakaan akibat bahaya listrik.

Bahaya Api atau Panas berlebih

Jangan membawa benda-benda mudah terbakar (korek api, gas dll.) ke dalam ruang

praktikum bila tidak disyaratkan dalam modul praktikum.

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

yang berlebihan.

Panduan Umum dan Keselamatan dan Penggunaan Laboratorium

xi

Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya api atau panas

berlebih pada diri sendiri atau orang lain.

Selalu waspada terhadap bahaya api atau panas berlebih pada setiap aktivitas

praktikum.

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

panas berlebih:

Jangan panik,

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

tentang terjadinya bahaya api atau panas berlebih,

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

Menjauh dari ruang praktikum.

Bahaya Lain

Untuk menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan selama pelaksanaan

percobaan perhatikan juga hal-hal berikut:

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

bila tidak diperlukan untuk pelaksanaan percobaan.

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

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

Hindari melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan luka pada diri sendiri atau

orang lain, misalnya bermain-main saat praktikum

Lain-lain

Praktikan dilarang membawa makanan dan minuman ke dalam ruang praktikum.

Penggunaan Peralatan Praktikum

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

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

Petunjuk penggunaan beberapa alat dapat didownload di

http://labdasar.ee.itb.ac.id.

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

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

tersebut hanya untuk aktivitas yang sesuai fungsi atau peruntukannya.

Menggunakan alat praktikum di luar fungsi atau peruntukannya dapat

menimbulkan kerusakan pada alat tersebut dan bahaya keselamatan praktikan.

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

tersebut sesuai rating dan jangkauan kerjanya. Menggunakan alat praktikum di

Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium

xii

luar rating dan jangkauan kerjanya dapat menimbulkan kerusakan pada alat

tersebut dan bahaya keselamatan praktikan.

Pastikan seluruh peralatan praktikum yang digunakan aman dari benda/ logam

tajam, api/ panas berlebih atau lainnya yang dapat mengakibatkan kerusakan pada

alat tersebut.

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

sejenisnya pada badan alat-alat praktikum yang digunakan.

Kerusakan instrumentasi praktikum menjadi tanggung jawab bersama rombongan

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

Sanksi

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

praktikum yang bersangkutan

Panduan Umum dan Keselamatan dan Penggunaan Laboratorium

xiii

Percobaan 1

Petunjuk Praktikum Elektronika 1

Percobaan 1

Dioda : Karakteristik dan Aplikasi

Tujuan

Memahami karakteristik dioda biasa dan dioda zener

Memahami penggunaan dioda dalam rangkaian penyearah

Mempelajari pengaruh filter sederhana pada suatu sumber DC

Memahami penggunaan dioda untuk rangkaian Clipper dan Clamper

Persiapan

Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.

Karakteristik Dioda

Dalam percobaan ini akan diamati karakteristik i=f (v) tiga jenis dioda yaitu:

Dioda Ge

Dioda Si

Dioda Zener

Dengan menggunakan rangkaian pada kit praktikum yang tersedia, akan diamati dan

dipahami:

Tegangan cut-in

Tegangan breakdown

Kemiringan kurva yang berarti besarnya resistansi dinamis pada titik tersebut

Beberapa kemungkinan penggunaan dioda berdasarkan karakteristiknya

Penyearah

Dalam percobaan ini akan diamati 3 jenis penyearah gelombang sinyal, yaitu:

Penyearah gelombang setengah

Penyearah gelombang penuh (dengan trafo center tapped)

Penyearah gelombang penuh tipe jembatan

Dengan menggunakan rangkaian pada kit praktikum yang tersedia, amati dan pahami:

Perbedaan penyearah gelombang setengah dan gelombang penuh

Pengaruh tegangan cut-in dan bentuk karakteristik dioda pada output

Beban yang ditanggung trafo untuk masing-masing jenis penyearah

Percobaan 1

2

Penggunaan dioda yang paling dasar adalah sebagai penyearah arus bolak-balik jala-jala

menjadi arus searah pada suatu sumber tegangan DC, seperti catu daya. Suatu analisa

pendekatan untuk suatu penyearah dengan filter C dapat dilihat pada buku teks kuliah

bagian 4.5.4. Tegangan pada rangkaian penyearah gelombang penuh diperoleh sebesar

rpO VVV

2

1

dimana Vp adalah magnituda tegangan puncak sinyal AC yang disearahkan dan tegangan

ripple Vr sebesar

fCR

VV

p

r2

dengan f frekuensi sinyal AC jala-jala yang digunakan, C kapasitansi filter dan R beban pada

rangkaian penyearah dan filter.

Untuk catu daya tegangan ideal (DC murni), tegangan ripple harus bernilai nol. Keadaan

ini dapat diperoleh bila (i) nilai resistansi R beban adalah tak hingga dan (ii) nilai kapasitansi

C sangat besar (tak hingga). Nilai resistansi resistansi beban tak hingga berarti rangkaian

tanpa beban (beban terbuka). Dengan demikian untuk keadaan praktis hal yang dapat

digunakan adalah dengan menggunakan kapasitansi C yang besar. Nilai kapasitansi C yang

besar akan memberikan tegangan ripple yang kecil. Dalam percobaan ini akan dilakukan

pengamatan pengaruh nilai kapasitansi dan resistansi beban terhadap tegangan ripple.

Sebuah catu tegangan ideal juga seharusnya tidak mengalami degradasi tegangan

outputnya bila mendapat beban, yang berarti catu tegangan ideal dapat dimodelkan

dengan sumber tegangan. Pada kenyataannya catu tegangan seperti ini selalu mengalami

degradari dengan naiknya arus beban. Perilaku seperti ini dapat dimodelkan dengan

Rangkaian Thevenin berupa hubungan seri sumber tegangan dan resistansi output.

Besaran resistansi output ini menentukan berapa degradasi tegangan yang diperoleh.

Untuk rangkaian penyearah gelombang penuh, besar resistansi output efektif dapat

dihitung

fCRO

4

1

Besaran lain yang dapat digunakan untuk menunjukkan perilaku yang sama adalah faktor

regulasi tegangan VR. Besaran ini tidak bersatuan dan didefinisikan sebagai

%100

fl

flnl

V

VVVR

dimana Vnl adalah tegangan tanpa beban dan Vfl adalah tegangan beban penuh. Nilai

regulasii tegangan VR yang kecil menunjukkan sumber tegangan yang lebih baik.

Percobaan 1


Filter

Dalam percobaan ini hanya akan diamati filter RC orde 1 dengan beberapa nilai resistansi

dan kapasitansi.

Rangkaian Clipper dan Clamper

Dalam percobaan ini akan dilakukan pengamatan sinyal output yang dihasilkan oleh

rangkaian Clipper dan Clamper.

Rangkaian clipper adalah rangkaian yang digunakan untuk membatasi tegangan agar

tidak melebihi dari suatu nilai tegangan tertentu. Rangkaian ini dapat dibuat dari dioda

dan sumber tegangan DC yang ditunjukkan oleh gambar berikut.

Gambar 1 Rangkaian clipper dengan dioda

Rangkaian alternatif dapat juga dibuat dengan menggunakan dioda zener seperti yang

ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

Rangkaian Clamper adalah rangkaian yang digunakan untuk memberikan offset tegangan

DC, dengan demikian, tegangan yang dihasilkan adalah tegangan input ditambahkan

dengan tegangan DC. Rangkaian ini ditunjukkan oleh berikut ini.

Gambar 2 Rangkaian clipper dengan dioda zener

Percobaan 1

4

C

R

Gambar 3 Rangkaian clamper

Alat dan Komponen yang Digunakan

Kit Praktikum Karakteristik Dioda & Rangkaian Penyearah

Sumber tegangan DC (2 buah)

Osiloskop (1 buah)

Multimeter (2 buah)

Dioda 1N4001 /1N4002 (3 buah)

Dioda Zener 5V1 (2 buah)

Resistor Variabel (1 buah)

Resistor 150 KΩ (1 buah)

Kapasitor 10 uF (1 buah)

Breadboard (1 buah)

Kabel - kabel (2 buah kabel Banana-BNC, 1 buah kabel BNC-BNC )

Langkah Percobaan

Memulai Percobaan

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

tertempel pada masing-masing meja praktikum.

2. Lakukan kalibrasi osiloskop

Karakteristik Dioda

3. Dengan menggunakan generator sinyal dan kit praktikum susun rangkaian seperti

Gambar di bawah ini. Lalu hubungkan osiloskop untuk pengamatan rangkaian.

Sinyal yang digunakan adalah sawtooth atau sinusoidal. Untuk mengawali,

gunakan DC offset nol untuk sinyal dari generator sinyal.

Percobaan 1


Gambar 4 Pengukuran karakteristik dioda

4. Gunakan mode X-Y untuk mengamati sinyal

5. Tekan tombol invert untuk channel B

6. Amati dan catat tegangan cut-in, tegangan break-down, dan gambarkan bentuk

karakteristik arus-tegangan dioda silikon (perhatikan detail gambar pada saat

menggambar).

7. Ulangi langkah 2 untuk jenis dioda lainnya: Dioda Germanium dan Dioda Silikon

Zener.

8. Catat semua pengamatan pada buku log praktikum.

Penyearah dan Filter

9. Dengan menggunakan rangkaian yang tersedia pada kit praktikum, susunlah

rangkaian penyearah gelombang setengah seperti ditunjukkan pada Gambar di

bawah ini. Gunakan jala-jala untuk memberikan tegangan 220V/50Hz ke

transformator pada kit praktikum. Gunakan osiloskop untuk mengamati tegangan

output. Pilihlah kopling input osiloskop yang sesuai, DC untuk pengukuran tegangan

DC, dan AC untuk pengukuran tegangan ripple. Sinkronisasi menggunakan line.

10. Amati bentuk gelombang, frekuensi gelombang, dan pengaruh pemasangan C

(minimum 2 nilai kapasitansi) pada tegangan ripple. Catat nilai resistansi (beban),

kapasitansi (filter) dan tegangan DC dan tegangan ripple yang diperoleh.

Gambar 5 Rangkaian filter

Percobaan 1

6

11. Ulangi langkah 10 untuk suatu nilai C konstan, ubah-ubahlah besarnya beban

(minimum 2 nilai resitansi).

12. Ulangi langkah 10 dan 11 untuk kondisi berikut ini:

Lepaskan hubungan CT trafo dengan Ground.

Hubungkan resistor Rm dari CT trafo ke Ground seperti yang ditunjukkan oleh

gambar di bawah ini. (Catatan: Nilai Rm harus sekecil mungkin agar tidak

terlalu mempengaruhi rangkaian).

Gunakan osiloskop untuk melihat arus pada resistor ini, gambarkan bentuk

arusnya, ukur arus masksimum dan frekuensi arus yang diamati.

13. Lepaskan resistor Rm dan hubungkan lagi CT trafo dan Ground secara langsung.

Lepaskan hubungan resistansi beban (RL) dari rangkaian penyearah dan filter.

Dengan menggunakan nilai-nilai kapasitasi pada langkah 11, ukur tegangan output

DC dengan menggunakan multimeter.

14. Hubungkan resistor variabel pada output rangkaian penyearah di atas, ubahlah

nilai resitansi hingga diperoleh tegangan output sebesar setengah tegangan output

dalam keadaan tanpa beban (langkah 13). Perhatikan, pada saat melakukan

langkah ini mulailah dari nilai resistansi terbesar.

15. Lepaskan resistor variabel dari rangkaian dan ukur resistansinya dengan

menggunakan multimeter. Langkah 14 dan 15 ini dapat pula diamati dengan

osiloskop, namun akan lebih mudah bila menggunakan multimeter.

16. Susunlah rangkaian penyearah gelombang penuh 2 dioda seperti ditunjukkan pada

gambar berikut ini. Lakukan hal yang sama dengan langkah 10 hingga 15 untuk

rangkaian ini.

Gambar 6 Rangkaian filter

Percobaan 1


17. Kecuali langkah 12, ulangi langkah 10 sampai langkah 15 untuk rangkaian

penyearah gelombang penuh seperti pada gambar berikut ini. Khusus untuk

langkah 13 lakukan hal berikut: Lepaskan hubungan resistansi beban (RL) dari

rangkaian penyearah dan filter. Dengan menggunakan nilai-nilai kapasitasi pada

langkah 10, ukur tegangan output DC dengan menggunakan multimeter.

18. Lakukan analisis terhadap hasil yang anda peroleh.

Rangkaian Clipper

D1

5V 5V

D2

19. Buatlah rangkaian pada breadboard seperti gambar berikut ini.

Gunakan nilai komponen-komponen sebagai berikut:

Resistor R: 150 KΩ

Dioda D1 dan D2: 1N4001 / 1N4002

Vin : Trafo CT 15 V pada kit praktikum

Tegangan DC : 5 Volt dari sumber tegangan DC

20. Amati dengan menggunakan Osiloskop sinyal output yang diperoleh dan

gambarkan bentuk sinyalnya.

Percobaan 1

8

21. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini. Lakukan pengamatan seperti

pada langkah 19.

22. Bandingkan hasil percobaan kedua rangkaian di atas dan Lakukan analisis terhadap

hasil yang anda peroleh!

Rangkaian Clamper

23. Buatlah rangkaian pada breadboard seperti gambar di bawah ini.

C

R

Gunakan nilai komponen-komponen sebagai berikut:

Resistor R 150 KΩ

Dioda D: 1N4001 / 1N4002

Kapasitor C: 10 uF, 16-35 V

Vin : Trafo CT 15 V pada kit praktikum

Tegangan DC : 5 Volt dari sumber tegangan DC

24. Amati dengan menggunakan Osiloskop sinyal output yang diperoleh dan

gambarkan bentuk sinyalnya.

25. Berilah analisis terhadap hasil yang anda peroleh.

Mengakhiri Percobaan

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

serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan dalam

keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).

Percobaan 1


27. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

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

lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir akan

mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.

29. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku

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

ditandatangani oleh asisten tidak akan dinilai.

Tabel Data Pengamatan

Tabel Pengamatan Karakteristik Dioda

Jenis Dioda Tegangan

Cut-in [V]

Tegangan

Breakdown [V] Catatan

Silikon

Germanium

Zener

Kurva Karakteristik Dioda

Dioda Silikon

Percobaan 1

10

Dioda Germanium

Dioda ZENER

Percobaan 1


Tabel Pengamatan Penyearah dan Filter

Rangkaian Diamati Resistansi [Ω]

Kapasitansi [F]

Tegangan DC [V]

Tegangan Ripple

Perhitungan [mV]

Tegangan Ripple

Pengamatan [mV]

Frekuensi tegangan

ripple

Frekuensi arus dioda

(Hz)

Arus Maksimum

(mA)

Resistansi Output (Ohm)

Penyearah gelombang setengah dengan Resistansi konstan

Penyearah gelombang setengah dengan Kapasitansi C konstan

Penyearah gelombang penuh 2 dioda dengan Resistansi konstan

Penyearah gelombang penuh 2 dioda dengan Kapasitansi C konstan

Penyearah gelombang penuh jembatan dioda dengan Resistansi konstan

Penyearah gelombang penuh jembatan dengan Kapasitansi C konstan

Catatan:

Contoh tabel isian untuk pengamatan yang lengkap seperti ini hanya diberikan untuk

percobaan 1. Pada percobaan selanjutnya tidak semua tabel isian untuk pengamatan

diberikan dalam petunjuk praktikum, praktikan harus merancang sendiri bentuk tabel isian

pengamatannya mengikuti langkah pada percobaan dalam petunjuk praktikum.

Percobaan 1

12

Tabel Pengamatan Arus Dioda

Percobaan 1


Tabel Pengamatan Rangkaian Clipper

Tabel Pengamatan Rangkaian Clamper

Percobaan 1

14

Percobaan 2


Percobaan 2

Karakteristik BJT

Tujuan

Memahami karakteristik transistor BJT

Memahami teknik bias dengan rangkaian diskrit

Memahami teknik bias dengan sumber arus konstan

Persiapan


Transistor BJT

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

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

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

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

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

Transistor BJT NPN

Transistor BJT PNP

Percobaan 2

16

Terdapat suatu hubungan matematis antara besarnya arus kolektor (IC), arus Basis (IB), dan

arus emitor (IE), yaitu beta () = penguatan arus DC untuk common emitter, alpha ()=

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

B

C

I

I dan

E

C

I

I ,

sehingga

1

1

Karakteristik sebuah transistor biasanya diperoleh dengan pengukuran arus dan tegangan

pada rangkaian dengan konfigurasi common emitter (kaki emitter terhubung dengan

ground), seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini.

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

Karakteristik IC - VBE

Karakterinstik IC - VCE

Kurva Karakteristik IC - VBE

Arus kolektor merupakan fungsi eksponensial dari tegangan VBE, sesuai dengan

persamaan: kTVBE

ESC eII / . Persamaan ini dapat digambarkan sebagai kurva seperti

ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Percobaan 2


Dari kurva di atas juga dapat diperoleh transkonduktansi dari transistor, yang merupakan

kemiringan dari kurva di atas, yaitu

BE

Cm

V

Ig

Kurva Karakteristik IC – VCE

Arus kolektor juga bergantung pada tegangan kolektor-emitor. Titik kerja (mode kerja)

transistor dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu daerah aktif, saturasi, dan cut-off.

Persyaratan kondisi ketiga mode kerja ini dapat dirangkum dalam tabel berikut ini.

Mode

kerja

IC VCE VBE VCB Bias B-C Bias B-E

Aktif =.IB =VBE+VCB ~0.7V 0 Reverse Forward

Saturasi Max ~ 0V ~0.7V -

0.7V<VCE<0

Forward Forward

Cut-Off ~ 0 =VBE+VCB 0 0 - -

Dalam kurva IC-VCE mode kerja transistor ini ditunjukkan pada area-area dalam gambar

berikut ini.

Percobaan 2

18


Sumber tegangan DC

Kit Percobaan Karakteristik Transisitor dan Rangkaian Bias

Sumber arus konstan

Multimeter (2 buah)

Osiloskop

Langkah Percobaan

Karakteristik Input Transistor IC-VBE

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

menyambungkannya ke osiloskop ber-kopling DC)

a. Gelombang Segitiga ~1KHz.

b. Amplituda sinyal 0,8V

c. Set Ofsett positif sehingga nilai minimum sinyal berada di titik nol

(ground).

2. Susunlah rangkaian berikut ini :

B

C

E

10Vdc

Generator

Sinyal

A

RC

( minimum)

+

-

+

-

3. Hubungkan osiloskop :

a. Probe positif (+) Ch-1 (X) ke titik B,

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

c. Ground osiloskop ke titik A.

4. Gunakan setting osiloskop :

- Skala X pada nilai 0,1V/div dengan kopling AC,

- Skala Y pada nilai 1V/div dengan kopling DC, dan tekan tombol ‘invert’ nya.

- Osiloskop pada mode X-Y.

Percobaan 2


5. Tempatkan tegangan X minimum pada garis grid paling kiri (nilai VBE = 0).

Tempatkan tegangan Y terkecil (minimum) pada garis grid kedua paling bawah

(nilai IC = 0) . Apabila kurva tampak sebagai dua garis, naik atau turunkan

frekuensi generator sinyal hingga diperoleh kurva yang lebih baik.

6. Gambarkan plot IC (mA) - VBE (Volt) di BCL anda

Catatan : Skala Y osiloskop menunjukkan tegangan pada resistor Rc. Arus kolektor (Ic)

adalah tegangan tersebut dibagi resistansi itu (VY / RC), dengan nilai Rc sekitar 82

Ω.

Karakteristik Output Transistor IC-VCE

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

menyambungkannya ke osiloskop ber-kopling DC)

a. Gelombang Segitiga ~1KHz.

b. Amplituda sinyal 12Vpp

c. Set Ofsett positif sehingga nilai minimum sinyal berada di titik nol

(ground).

2. Susunlah rangkaian seperti pada gambar dibawah ini.

B

C

E

Sumber

Arus

Generator

Sinyal

A

RC

( minimum)

+

-

(25uA)

3. Hubungkan Osiloskop ke rangkaian :

- Probe positif (+) Ch-1 (X) ke titik E,

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

- Ground osiloskop ke titik C.


- Skala X pada nilai 1V/div dengan kopling DC,

Percobaan 2

20

- Skala Y pada nilai 0,5V/div dengan kopling DC, dan tekan tombol ‘invert’ nya.

- Osiloskop pada mode X-Y.

- Titik nol X (VCE = 0) pada di garis grid ketiga dari kiri, dan titik nol Y (IC = 0) pada

garis grid kedua dari bawah.

5. Apabila kurva tampak sebagai dua garis, naik atau turunkan frekuensi generator

sinyal hingga diperoleh kurva yang lebih baik.

6. Amati kurva arus IC – VCE yang ditunjukkan osiloskop. Gambarkan di BCL anda.

7. Ubah-ubah nilai IB untuk semua nilai keluaran sumber arus yang tersedia. Sesuaikan

skala Ch-2 untuk mendapatkan pembacaan yang lebih baik. Gambarkan semua kurva

itu pada grafik yang sama.

Early Effect

Dengan menggunakan rangkaian dan setting pada percobaan karakteristik IC - VCE sebelumnya :

1. Pilihlah nilai arus basis (IB) dari sumber arus yang kemiringan kurva-nya cukup besar

2. Pada kurva IC-VCE itu, pilihlah dua titik koordinat yang mudah dibaca, dan masih dalam garis lurus. Baca dan catat nilai IC dan VCE pada kedua titik tersebut.

3. Hitunglah nilai tegangan Early dengan persamaan berikut :

𝑉𝐴 = 𝑉𝐶𝐸2𝐼𝐶1 − 𝑉𝐶𝐸1𝐼𝐶2

𝐼𝐶2 − 𝐼𝐶1

Dan catat di BCL anda. 4. Pilih nilai arus basis (IB) yang lain, dan lakukan langkah 1 s/d 3 diatas untuk

mengkonfirmasi nilai tegangan Early yang sudah didapatkan.

Pengaruh Bias pada Penguat Transistor

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

menyambungkannya ke osiloskop)

-VA VCE1 VCE2

vCE

iC

IC2 IC1

0

Percobaan 2


a. Gelombang Sinusoid ~1KHz.

b. Amplituda sinyal 50 mVpp (tarik tombol amplituda agar didapat nilai yang

kecil)

c. Gunakan T konektor pada terminal output.

2. Susunlah rangkaian seperti pada gambar dibawah ini.

B

C

ESumber

Arus

A

RC

-

Generator

Sinyal

9Vdc+

-

+

3. Hubungkan Osiloskop ke rangkaian :

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

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

- Ground osiloskop ke titik E.


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

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

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

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

5. Gunakan multimeter digital pada mode Volt-DC untuk mengukur tegangan dari VCE.

6. Set IB pada 25µA (minimum sumber arus).

7. Set RC minimum (sekitar 82 Ω).

8. Baca dan catat tegangan VCE kemudian gambarkan bentuk gelombang tegangan

output VCE yang ditunjukkan osiloskop. Amati adanya distorsi pada bentuk

gelombang output.

9. Dari nilai IB dan VCE yang terbaca, tentukan letak titik kerja kondisi ini pada plot grafik

IC-VCE yang telah dibuat sebelumnya. Dengan memperhatikan titik kerja ini, jelaskan

mengapa distorsi pada langkah-8 terjadi.

10. Ulangi langkah 7-10. Untuk nilai-nilai IB : 200µA dan 400µA.

Percobaan 2

22

11. Ubah nilai RC menjadi nilai maksimum-nya (sekitar 5KΩ). Ulangi langkah 8-10 untuk

nilai RC ini.

12. Ubah nilai IB menjadi 150µA. Atur nilai RC sehingga VCE yang terbaca di multimeter

sekitar 5V. Amati dan gambar bentuk tegangan yang terlihat di osiloskop. Dari nilai IB

dan VCE yang terbaca, tentukan letak titik kerja kondisi ini pada plot grafik IC-VCE yang

telah dibuat sebelumnya. Dengan memperhatikan titik kerja ini, jelaskan mengapa

kondisi ini terjadi.

13. Naikkan amplitude input (dari generator sinyal) hingga tampak terjadi distorsi pada

gelombang tegangan output (VCE). Catat besar amplituda input dan gambarkan

bentuk gelombang outputnya.

14. Naikkan lagi amplituda input. Amati apakah amplituda gelombang output masih bisa membesar, dan catat nilai maksimum amplituda tersebut.


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

pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati

(selector menunjuk ke pilihan off).


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

penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir akan

mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.


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

oleh asisten tidak akan dinilai.

Percobaan 2


Tabel Data Pengamatan Pengaruh Bias pada Kerja Transistor

Vin Vout

Daerah cutoff

IB =………… mA

IC =…….. mA

VCE =……..V

VBE = …….. V

Daerah aktif

IB =………… mA

IC =…….. mA

VCE =……..V

VBE = …….. V

Daerah saturasi

IB =………… mA

IC =…….. mA

VCE =……..V

VBE = …….. V

Percobaan 2

24

Percobaan 3


Percobaan 3

Penguat BJT

Tujuan

Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai penguat

Mengetahui karakteristik penguat berkonfigurasi Common Emitter

Mengetahui karakteristik penguat berkonfigurasi Common Base

Mengetahui karakteristik penguat berkonfiurasi Common Collector

Mengetahui dan mempelajari resistansi input, resistansi output, dan faktor

penguatan dari masing-masing konfigurasi penguat

Persiapan


Penguat BJT

Transistor merupakan komponen dasar untuk sistem penguat. Untuk bekerja sebagai

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

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

konstan pada basis atau pada kolektor.

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

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

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

yang lebih besar. Hasil bagi antara sinyal output dengan sinyal input inilah yang disebut

faktor penguatan, yang sering diberi notasi A atau C.

Ada 3 macam konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu : Common-Emitter (CE),

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

penguat ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

Percobaan 3

26

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

sinyal atau ground tergantung pada konfigurasi yang digunakan.

Konfigurasi Common Emitter

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

resistansi output yang tinggi dan memiliki penguatan arus (AI) serta penguatan tegangan

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

rangkaian di bawah ini.

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

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

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

Sedangkan Resistansi Output (Ro) adalah resistansi yang dilihat dari keluaran.

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

seperti gambar berikut ini.

Percobaan 3


Dengan model ini, Ri (resistansi input) adalah:

Ri = RB // rπ

Jika RB >> rπ maka resistansi input akan menjadi :

Ri ≈ rπ

Kemudian, untuk menentukan resistansi output konfigurasi CE, kita buat Vs = 0, sehingga

gmvπ = 0, maka:

RO = RC // ro

untuk komponen diskrit yang RC << ro, persamaan tersebut menjadi

RO ≈ RC

Dan untuk faktor penguatan tegangan, Av merupakan perbandingan antara tegangan

keluaran dengan tegangan masukan:

S

ov

Rr

rRLRCA

)////(

Jika terdapat resistor Re yang terhubung ke emiter, maka berlaku:

Ri = RB//rπ(1 + gmRe)

RO ≈ RC

ee

vRr

RLRCA

//

Konfigurasi Common Base

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

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

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

Percobaan 3

28

Resistansi input untuk konfigurasi ini adalah: ei rR

Resistansi outputnya adalah: RCRo

Faktor penguatan keseluruhan adalah: )//( RLRCGmRR

RAv

si

i

dengan, sR adalah resistansi sumber sinyal input dan Gm adalah transkonduktansi.

Konfigurasi Common Collector

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

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

pada tingkat akhir pada penguat bertingkat. Konfigurasi common collector ditunjukkkan

oleh gambar berikut ini.

Pada konfigurasi ini berlaku:

Percobaan 3


Resistansi input: Li RrR )1(

Resistansi output: 1

)//(

RBRrR s

eo

Faktor penguatan: oL

L

RR

RAv



Generator Sinyal (1 buah)

Osiloskop (1 buah)

Multimeter (3 buah)

Breadboard (1 buah)

Sumber arus konstan (1 buah)

Transistor 2N3904 (1 buah)

Kabel-kabel

Resistor Variable (1 buah)

Langkah Percobaan

Memulai Percobaan

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

yang tertempel pada masing-masing meja praktikum.

Tegangan Bias dan Parameter Penguat

2. Susun rangkaian seperti gambar di bawah dengan nilai-nilai komponen sebagai

berikut:

VVCC

FCCC

kRCkRB

NQ

10

100321

10Re127

39042

Percobaan 3

30

3. Pasanglah resistor set pada modul current source untuk menghasilkan arus Ic

yang diinginkan dengan menggunakan formula

Ic

mVRset

7.67 Asumsi IC = IE

(Catatan: Arus yang dihasilkan harus kurang atau sama dengan 10 mA).

4. Ukurlah IC , IB dan IE dan catat pada tabel di bawah ini. Kemudian dengan nilai

tersebut dan nilai komponen yang digunakan hitung parameter-parameter

transistor serta parameter rangkaian penguat di bawah ini dan tuliskan pada

tabel yang tersedia

Besaran Ukur Nilai

IC

IB

IE

Parameter Formula Nilai

Model Ekivalen Transistor

gm

T

Cm

V

Ig

B

C

I

I

Percobaan 3


r

mgr

re

E

Te

I

Vr

Penguat CE

Av

S

ov

Rr

rRLRCA

)////(

Rin rRR Bi //

Rout oCo rRR //

Penguat CE dengan RE

Av

ee

vRr

RLRCA

//

Rin rrgRR emBi 1//

Rout oCo rRR //

Penguat CB

Av )//( RLRCGm

RR

RAv

si

i

Rin ei rR

Rout RCRo

Penguat CC

Av

oL

L

RR

RAv

Rin Li RrR )1(

Rout

1

)//(

RBRrR s

eo

Common Emitter

A. Faktor Penguatan

Percobaan 3

32

5. Hubungkan ujung kaki RE ke pin “input” current source. Lakukan pengecekan arus

Ic tersebut dengan menggunakan amperemeter dan pastikan semua ground

terhubung.

6. Buatlah suatu sinyal sinusoidal kecil dari generator sinyal dengan tegangan Vpp

= 40-50 mV dan frekuensi 10 kHz.

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

oleh gambar di bawah ini.

8. Amati dan gambar sinyal di titik Z dan X menggunakan osiloskop.

9. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati vo/vi, gambar grafik tersebut di

buku log praktikum.

10. Naikkan amplituda generator sinyal dan amati vo sampai bentuk sinyalnya mulai

terdistorsi. Catatlah tegangan vi pada saat hal tersebut terjadi.

11. Ulangi langkah 8 dan 9 dengan menambahkan resistor pada kaki emitor dengan

capasitor bypass C3 seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

Percobaan 3


B. Resistansi Input

12. Lepaskan hubungan Frekuensi Generator dan Osiloskop dari rangkaian.

13. Atur kembali fungsi generator untuk menghasilkan sinyal sinusoidal sebesar Vpp

= 40 – 50 mV dengan frekuensi 10 kHz seperti yang ditunjukkan oleh gambar di

bawah ini. Rs adalah Resistansi Internal Frekuensi Generator, kita tidak perlu

menambahkan resistor apapun untuk membentuk skema ini.

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

merubah amplituda output Generator sinyal, susunlah rangkaian seperti pada

gambar di bawah ini (Re dihubung singkat).

Percobaan 3

34

15. Ubah nilai Rvar dan catat nilainya yang membuat tegangan vi menjadi ½ dari

tegangan osiloskop sebelum terpasang pada rangkaian penguat. Maka Ri = Rvar

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

16. Ulangi percobaan ini dengan memasang resistor Re.

C. Resistansi Output

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

rangkaian pada gambar di bawah ini dan catat hasil bacaan Vo di osiloskop (Re

dihubung singkatkan).

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

memberikan Vo di osiloskop yang bernilai ½ dari nilai tegangan sebelum dipasang

Rvar. Maka Ro = Rvar.

19. Ulangi percobaan ini dengan memasang Re.

Common Base

A. Faktor Penguatan

20. Lakukan langkah 2 sampai langkah 5.

21. Hubungkan rangkaian seperti pada gambar berikut ini.

Percobaan 3


22. Amati dan gambar gelombang di titik Z dan Y menggunakan osiloskop.

23. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati vo/vi, gambar grafik tersebut di

buku log praktikum.

24. Naikkan amplituda generator sinyal dan amati vo sampai bentuk sinyalnya mulai

terdistorsi. Catatlah tegangan vi pada saat hal tersebut terjadi.

B. Resistansi Input

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

Emitter (kecuali langkah 15) pada rangkaian berikut ini.

Percobaan 3

36


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

Common Emitter (kecuali langkah 18) pada rangkaian di bawah ini.

Common Collector

A. Faktor Penguatan

27. Hubungkan rangkaian seperti pada Gambar 5-15.

28. Amati dan gambar gelombang di titik X dan Y menggunakan osiloskop.

29. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati vo/vi dan vo/vi, gambar grafik

tersebut di buku log praktikum.

Percobaan 3


30. Naikkan amplituda frekuensi generator dan amati vo sehingga bentuk sinyal vo

mulai terdistorsi. Catat tegangan vi.

B. Resistansi Input

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

Emitter (kecuali langkah 15) pada rangkaian berikut ini.


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

Common Emitter (kecuali langkah 18) pada rangkaian di bawah ini.

Percobaan 3

38

Analisis dan Kesimpulan

33. Dari hasil pengamatan yang anda peroleh untuk ketiga konfigurasi penguat

BJT, bandingkanlah karakteristik ketiganya, lakukan analisis, dan tariklah

kesimpulan pada laporan anda.


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

sinyal serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan

dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).



lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir

akan mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.




Percobaan 3


Kurva karakteristik IC vs VCE 2N3904

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0 2 4 6 8 10

VCE

IC

Percobaan 4

40

Percobaan 4

Karakteristik Dan Penguat FET

Tujuan

Mengetahui dan mempelajari karakteristik transistor FET

Memahami penggunaan FET sebagai penguat untuk konfigurasi Common Source,

Common Gate, dan Common Drain

Memahami resistansi input dan output untuk ketiga konfigurasi tersebut

Persiapan


Transistor FET

Transistor FET adalah transistor yang bekerja berdasarkan efek medan elektrik yang

dihasilkan oleh tegangan yang diberikan pada kedua ujung terminalnya. Mekanisme kerja

transistor ini berbeda dengan transistor BJT. Pada transistor ini, arus yang

dihasilkan/dikontrol dari Drain (analogi dengan kolektor pada BJT), dilakukan oleh

tegangan antara Gate dan Source (analogi dengan Base dan Emiter pada BJT). Bandingkan

dengan arus pada Base yang digunkan untuk menghasilkan arus kolektor pada transistor

BJT.

Jadi, dapat dikatakan bahwa FET adalah transistor yang berfungsi sebagai “konverter”

tegangan ke arus.Transistor FET memiliki beberapa keluarga, yaitu JFET dan MOSFET. Pada

praktikum ini akan digunakan transistor MOSFET walaupun sebenarnya karakteristik

umum dari JFET dan MOSFET adalah serupa.

Karakteristik umum dari transistor MOSFET dapat digambarkan pada kurva yang dibagi

menjadi dua, yaitu kurva karakteristik ID vs VGS dan kurva karakteristik ID vs VDS. Kurva

karakteristik ID vs VGS diperlihatkan pada gambar berikut. Pada gambar tersebut terlihat

bahwa terdapat VGS minimum yang menyebabkan arus mulai mengalir. Tegangan tersebut

dinamakan tegangan threshold, Vt. Pada MOSFET tipe depletion, Vt adalah negative,

sedangkan pada tipe enhancement, Vt adalah positif.

Percobaan 4


Pada gambar tersebut terlihat bahwa terdapat VGS minimum yang menyebabkan arus

mulai mengalir. Tegangan tersebut dinamakan tegangan threshold, Vt. Pada MOSFET tipe

depletion, Vt adalah negative, sedangkan pada tipe enhancement, Vt adalah positif.

Kurva karakteristik ID vs. VDS ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Pada gambar tersebut

terdapat beberapa kurva untuk setiap VGS yang berbeda-beda. Gambar ini digunakan untuk

melakukan desain peletakan titik operasi/titik kerja transistor. Pada gambar ini juga

ditunjukkan daerah saturasi dan Trioda.

Penguat FET

Untuk menggunakan transistor MOSFET sebagai penguat, maka transistor harus berada

dalam daerah saturasinya. Hal ini dapat dicapai dengan memberikan arus ID dan tegangan

VDS tertentu. Cara yang biasa digunakan dalam mendesain penguat adalah dengan

menggambarkan garis beban pada kurva ID vs VDS. Setelah itu ditentukan Q point-nya yang

akan menentukan ID dan VGS yang harus dihasilkan pada rangkaian. Setelah Q point

dicapai, maka transistor telah dapat digunakan sebagai penguat, dalam hal ini, sinyal yang

diperkuat adalah sinyal kecil (sekitar 40-50 mVp-p dengan frekuensi 1-10 kHz).

Terdapat 3 konfigurasi penguat pada transistor MOSFET, yaitu

Percobaan 4

42

Common Source

Common Gate

Common Drain

Ketiganya memiliki karakteristik yang berbeda-beda dari faktor penguatan, resistansi

input, dan resistansi output. Tabel berikut ini merangkum karakteristik dari ketiga

konfigurasi tersebut.


Sumber tegangan DC (2buah)

Generator Sinyal (1 buah)

Osiloskop (1 buah)

Multimeter (3 buah)

Kit Transistor sebagai switch

Breadbord (1 buah)

RG = Potensiometer 1 MΩ (1 buah)

RD = Potensiometer 10 kΩ (1 buah)

RS = Potensiometer 1 kΩ (2 buah)

Resistor 1 MΩ (1 buah)

Kapasitor 100 uF (3 buah)

Kabel-kabel

Langkah Percobaan

Memulai Percobaan



Kurva Karakteristik Transistor MOSFET

Percobaan 4


A. Kurva ID vs. VGS

2. Buatlah rangkaian seperti gambar di bawah ini.

3. Aturlah tegangan VGS, lalu catat ID yang dihasilkan sesuai dengan tabel berikut

ini.

VGS (V) ID (mA)

0

1.5

2

2.5

3

4

5

7.5

4. Buatlah plot kurva karakteristik ID vs. VGS dalam buku catatan laboratorium anda.

5. Tentukan tegangan threshold, Vt.

B. Kurva ID vs. VDS

6. Buatlah rangkaian seperti pada gambar di bawah ini. Gunakan dua sumber

tegangan DC.

7. Aturlah tegangan VDS lalu catat ID yang dihasilkan untuk setiap VGS sesuai dengan

tabel berikut ini.

Percobaan 4

44

VDS(V)

ID(mA)

VGS = 2 VGS = 2.5 VGS= 3 VGS= 4 VGS= 5 VGS= 7 VGS= 9

0

0.25

0.5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

8. Buatlah plot kurva karakteristik ID vs. VDS untuk setiap VGS dalam satu gambar di

buku catatan laboratorium anda.

9. Tentukanlah daerah saturasi, dan daerah triode.

Desain Q-point

10. Pada kurva karakteristik ID vs. VDS, rancanglah Load line (garis beban) dengan

menentukan VDD terlebih dahulu dan menentukan RD. Tempatkanlah titik Q point

pada garis beban tersebut. Berikut ini adalah contoh gambar penempatan Q

point pada kurva karakteristik ID vs VDS.

Percobaan 4


11. Hitunglah gm dengan terlebih dahulu mencari nilai K berdasarkan formula 2)( tGSD VvKi dan )(2 tGSm VvKg .

12. Tentukan nilai gm dengan melihat kemiringan kurva titik Q point pada kurva

karakteristik ID vs VGS. Bandingkanlah kedua nilai gm yang anda peroleh.

Penguat Common Source

A. Faktor Penguatan

13. Buatlah rangkaian seperti pada gambar di bawah ini.

14. Aturlah VDD, potensiometer RG, RD, dan RS agar transistor berada pada titik

operasi yang diinginkan.

15. Buatlah sinyal input sinusoidal sebesar 50 mVpp dengan frekuensi 10 kHz.

16. Hubungkan sinyal input tersebut ke rangkaian dengan memberikan kapasitor

kopling seperti yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.

Percobaan 4

46

17. Gunakan osiloskop untuk melihat sinyal pada Gate dan Drain transistor.

18. Tentukan penguatannya (Av = Vo/Vi).

19. Naikkan amplitudo generator sinyal dan perhatikan sinyal output ketika sinyal

mulai terdistorsi. Catatlah tegangan input ini.

20. Bandingkan nilai penguatan yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai dari

hasil perhitungan dengan menggunakan tabel karakteristik penguat FET.

B. Resistansi Input

21. Hubungkan rangkaian di atas dengan sebuah resistor variable pada inputnya

seperti pada gambar di bawah ini.

22. Hubungkan osiloskop pada Gate transistor.

23. Aturlah resistor variable tersebut sampai amplitudo sinyal input menjadi ½ dari

sinyal input tanpa resistor variable.

24. Catatlah nilai Rvar yang menyebabkan hal tersebut terjadi. Jadi, Rin = Rvar.

25. Bandingkan nilai resistansi input yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai

dari hasil perhitungan dengan menggunakan tabel karakteristik penguat FET.

Percobaan 4


C. Resistansi output

26. Hubungkan rangkaian di atas dengan sebuah resistor variable pada outputnya

seperti pada gambar di bawah ini.

27. Hubungkan osiloskop pada kapasitor Drain transistor.

28. Aturlah resistor variable tersebut sampai amplitudo sinyal output menjadi ½ dari

sinyal output tanpa resistor variable.

29. Catatlah nilai Rvar yang menyebabkan hal tersebut terjadi. Jadi, Rout = Rvar.

30. Bandingkan nilai resistansi output yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai

dari hasil perhitungan dengan menggunakan tabel karakteristik penguat FET.

Penguat Common Gate

31. Lakukan percobaan Faktor Penguatan, Resistansi input, dan Resistansi Output

seperti pada Common Source, namun dengan konfigurasi rangkaian di bawah

ini.

Percobaan 4

48

Penguat Common Drain

32. Lakukan percobaan Faktor Penguatan, Resistansi input, dan Resistansi Output

seperti pada Common Source, namun dengan konfigurasi rangkaian di bawah

ini.












Percobaan 4


Kurva disipasi daya maksimum CD4007

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VDS(V)

ID(mA)

Percobaan 5

50

Percobaan 5

Transistor sebagai Switch

Tujuan

Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai switch

Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja Bipolar Junction Transistor ketika

beroperasi sebagai saklar

Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja MOS Field-Effect Transistor baik

tipe n-MOS maupun CMOS ketika beroperasi sebagai saklar

Persiapan


Switch Ideal

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

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

Transistor BJT sebagai Switch

Komponen transistor dapat berfungsi sebagai switch, walaupun bukan sebagai switch

ideal. Untuk dapat berfungsi sebagai switch, maka titik kerja transistor harus dapat

berpindah-pindah dari daerah saturasi (switch dalam keadaan “on”) ke daerah cut-off

(switch dalam keadaan “off”). Untuk jelasnya lihat gambar di bawah ini.

Dalam percobaan ini perpindahan titik kerja dilakukan dengan mengubah-ubah pra-

tegangan (bias) dari emitter-base.

Percobaan 5


MOSFET sebagai Switch

Selain BJT, MOSFET juga dapat berfungsi sebagai switch. Dibandingkan dengan BJT, sifat

switch dari MOSFET juga lebih unggul karena membutuhkan arus yang sangat kecil untuk

operasinya.

Ada dua tipe MOSFET menurut tegangan kerjanya yaitu n-Channel MOSFET (n-MOS) dan

p-Channel MOSFET (p-MOS). Dimana n-MOS bekerja dengan memberikan tegangan positif

pada gate, dan sebaliknya, p-MOS bekerja dengan memberikan tegangan negatif di gate.

n-MOS berlaku sebagai switch dengan membuatnya bekerja di sekitar daerah saturasinya.

Daerah kerja dari n-MOS dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Rangkaian CMOS

Jika n-MOS dan p-MOS digabungkan, akan dihasilkan rangkaian CMOS (Complementary

MOS) yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini. Untuk memperlakukan CMOS supaya

bekerja sebagai switch, kita harus mengubah-ubah daerah kerjanya antara cut-off dan

saturasi.

Percobaan 5

52



Osiloskop (1 buah)

Kit Transistor sebagai Switch (1 buah)

Multimeter Analog dan Digital (2 buah)

Kabel-kabel (2 buah)

Langkah Percobaan

Memulai Percobaan



Transistor BJT Sebagai Switch

2. Susun rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VCC = 12 Vdc.

3. Posisikan Rvar pada nilai minimum (VBE=0). Catat harga VCE awal.

4. Naikan tegangan di Base (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat

lampu menyala (relay bekerja).

5. Tepat pada saat lampu menyala, catat harga: IB, IC, VBE dan VCE.

6. Naikkan tegangan di Base (dengan memutar Rvar), catat IB dan IC. Tentukan tiga

nilai pengukuran antara saat lampu menyala sampai potensiometer Rvar

maksimum.

7. Kemudian turunkan tegangan catu perlahan-lahan hingga lampu padam

kembali. Catat harga-harga IB, IC, VBE dan VCE yang menyebabkan lampu padam.

A

Vcc

V

V

A

Rvar

100 k

Rc

IB

VBE

VCE

IC

Vcc

Relay

Lampu

12 V

Percobaan 5


8. Ulangi langkah 3 sampai 7 dengan beberapa VCC lain (11, 10, 9 VDC, dll).

9. Gambarkan kurva yang menunjukkan VBE minimum yang menyebabkan Saturasi,

VBE maksimum yang menyebabkan Cut-Off, dan beberapa nilai VCC & VCE yang

berbeda-beda dalam satu grafik.

MOSFET sebagai Switch

A. N-MOS

1. Cara Multimeter

10. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VDD = 5 Vdc.

11. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga VDS dan ID awal.

12. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat

ada arus di Drain (ID).

13. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, ID, VGS dan VDS

14. Ulangi langkah 11 sampai 13 dengan beberapa VDD lain: 6, 7.5, 9, VDC (jangan

melebihi 12V).

15. Gambarkan kurva hubungan VGS – ID.

2. Cara Osiloskop

16. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VDD = 5 VDC.

Rd

2,2K

Rvar

100K

Vgs

Id

Vds

Vdd

G

D

s

Percobaan 5

54

17. Gunakan generator sinyal sebagai Vin

18. Atur bentuk gelombang fungsi generator segitiga dengan amplitude 0 – 5 V (atur

offset fungsi generator) dan kemudian hubungkan ke osiloskop channel 1.

19. Hubungkan keluaran (Vout) channel 2, gunakan mode xy untuk melihat kurva Vin

– Vout.

20. Amati dan gambar kurva tersebut pada buku log praktikum.

21. Tentukan tegangan Threshold (Vth).

B. Inverter CMOS

1. Cara Multimeter

22. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VCC = 5 VDC.

Rvar

100K

Vgs

Id

Vout

Vdd

G

D

S

a

23. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga Vout, IS dan ID awal.

24. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat

ada arus di Drain (ID).

Rd

Vdd

G

D

s

+

-

+

-

Vin

Vout

Percobaan 5


25. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, IS, ID, VGS dan VDS.

26. Naikkan terus Va (=VGS) untuk beberapa nilai, kemudian catat IG, IS, ID, VGS dan VDS

dan gambarkan kurva Va-Vout.

27. Ulangi langkah 23 sampai 26 untuk VCC = 10 VDC.

2. Cara Osiloskop

28. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VDD = 5 VDC.

29. Gunakan generator sinyal sebagai Vin.

30. Atur bentuk gelombang fungsi generator segitiga dengan amplitude 0 – 5 V (atur

offset fungsi generator) dan kemudian hubungkan ke osiloskop channel 1.

31. Hubungkan Vout1 ke channel 2 osiloskop, gunakan mode xy untuk melihat kurva

Vin – Vout1.


33. Tentukan tegangan Threshold (Vth).

34. Lepaskan hubungan Vout1 dari osiloskop, kemudian hubungkan Vout2 ke channel 2

osiloskop, gunakan mode xy untuk melihat kurva Vin – Vout2.


Percobaan 5

56












Percobaan 5


Percobaan 6

58

Percobaan 6

Proyek Akhir

Tujuan

Merancang sebuah penguat berdasarkan pengetahuan komprehensif yang telah

didapatkan pada percobaan-percobaan sebelumnya

Persiapan

Pelajari lagi bahan kuliah/praktikum anda tentang penguat.

Kriteria Rancangan

Setiap kelompok akan mendapatkan tugas perancangan penguat dengan karakteristik

resistansi input, resistansi output, dan faktor penguatan yang telah ditentukan oleh

kordinator laboratorium/asisten.

Keterangan lebih lengkapnya tersedia di http://labdasar.ee.itb.ac.id

Instrumentasi dan Komponen

Instrumentasi dan komponen akan disediakan oleh laboratorium dasar sesuai dengan

tugas perancangan yang didapatkan.

Waktu Pengerjaan

Penguat yang telah anda rancang dapat diuji di laboratorium pada waktu yang telah

ditentukan oleh kordinator laboratorium/asisten dan dikumpulkan serta dipresentasikan

pada waktu yang telah ditetapkan.

Percobaan 6


Lampiran A

60

Lampiran A

Analisis Rangkaian dengan SPICE

Pendahuluan

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasys) adalah program yang

digunakan untuk melakukan simulasi dan analisa rangkaian elektronik. SPICE didasari oleh

analisa simpul (node) rangkaian. Pada awalnya, SPICE dikembangkan untuk keperluan

akademis, dan tersedia sebagai perankat lunak gratis di UC Berkeley. Pada

perkembangannya, tersedia berbagai macam versi SPICE baik yang komersil ataupun yang

gratis.

Untuk kuliah di Teknik Elektro, sebaiknya menggunakan Winspice atau Pspice, dengan

perbedaan :

Winspice: dilengkapi kemampuan script matematis

Pspice: GUI yang lebih baik

Namun pada tutorial ini, hanya akan dibahas mengenai Winspice.

Struktur Bahasa(sintaks) SPICE

Secara umum, definisi rangkaian di SPICE menggunakan deskripsi/sintaks khusus, yang

terdiri atas beberapa bagian, yaitu :

1. Baris pertama Judul

2. Blok Uraian Rangkaian

a. NamaDevais Simpul Nilai

b. Bila dimulai dengan * dianggap komentar

c. Bila dimulai dengan + lanjutan baris sebelumnya

3. Blok Perintah Analisis

4. Penutup. Deskripsi rangkaian SPICE harus diakhiri dengan perintah .END

Selain itu, ada beberapa kaidah yang sebaiknya diketahui dalam menyusun rangkaian

menggunakan SPICE, yaitu :

1. SPICE menggunakan prinsip analisis simpul

Nama/nomor simpul bebas, nomor 0 untuk rujukan GND

Arus dapat dibaca bila ada sumber tegangan, gunakan sumber tegangan

nol untuk mencari arus pada cabang tanpa sumber tegangan

2. Elemen selalu dihubungkan pada simpul

Urutan nama devais, simpul-simpul sambungan, dan nilai

Lampiran A

61

Gunakan rujukan tegangan dan arah arus untuk rujukan tegangan positif

dan negatif

Deskripsi Sintaks Library di SPICE

Komponen-komponen yang umum digunakan di SPICE telah memiliki definisi-nya yang ada

dalam library SPICE. Bentuk Umum 2 terminal : NamaDevais simpul+ simpul- nilai

Jenis Komponen NamaDevais simpul+ simpul-

nilai

Keterangan

Sumber tegangan V…. s+ s- (DC) nilai tanda DC untuk

sumber sebagai

variabel analisis

DC

Sumber Arus I…. s+ s- nilai

Resistor R…. s+ s- nilai

Voltage-Controlled Voltage

Source

E…. sv+ sv- sc+ sc-

nilai

Voltage-Controlled Current

Source

G… sv+ sv- sc+ sc-

nilai

Current-Controlled Voltage

Source

H… s+ s- V… nilai

Current-Controlled Current

Source

F… s+ s- V… nilai

Sedangkan untuk perintah analisis rangkaian, terdapat beberapa perintah yang umum

dipakai :

Jenis Analisa Perintah yang

digunakan

Titik kerja DC tunggal OP

Variabel Nilai DC DC

Variabel Frekuensi

(linierisasi)

AC

Variabel Waktu (transien) TRAN

Lampiran A

62

Contoh Deskripsi Rangkaian SPICE

Misalkan terdapat rangkaian pada gambar 1 dibawah yang akan dianalisa menggunakan

SPICE

.

Gambar 1. Contoh rangkaian yang akan dianalisa SPICE.

Langkah pertama yang perlu kita lakukan adalah memberi nama simpul dan nama devais,

seperti yang digambarkan pada gambar 2 dibawah.

Gambar 1. Pemberian nama node dan komponen di rangkaian.

Sehingga dari rangkaian gambar 2 itu, dapat dibuat deskripsi rangkaiannya di SPICE

sebagai berikut :

RANGKAIAN CONTOH

* Komponen Pasif

R12 1 2 20

R23 2 3 10

RA 2 0 30

R3 3 0 40

* Sumber

V120 1 0 120

IB 3 0 3

.control

OP

print v(1) v(2) v(3) v120#branch

.endc

.end

Baris ke-1 adalah Judul dari rangkaian itu. Baris ke-2 adalah komentar untuk menjelaskan

bahwa beberapa baris dibawahnya adalah deskripsi rangkaian pasif yang ada di

rangkaian. Baris ke-3 sampai ke-6 adalah deskripsi komponen resistor, yang diawali

dengan nama resistor, nama node yang terhubung dengan kaki-1 resistor, nama node yang

terhubung dengan kaki-2, dan nilai resistor itu dalam satuan ohm.

V120

R12

R23

R

A

R

3

IB

Lampiran A

63

Baris ke-8 adalah definisi sumber tegangan independen, yang dimulai dengan namanya,

nama node yang terhubung dengan kaki-positif, nama node yang terhubung dengan kaki-

negatif, dan nilai tegangannya dalam satuan volt. Baris ke-9 adalah definisi sumber arus

independen, yang dimulai dengan namanya, nama node yang terhubung dengan kaki-

positif, nama node yang terhubung dengan kaki-negatif, dan nilai tegangannya dalam

satuan ampere.

Baris ke-10 adalah sintaks yang menyatakan bahwa setelah ini adalah sintaks-sintaks

kontrol. Baris ke-11 adalah sintaks perintah analisa titik kerja DC (Operating Point) dari

rangkaian. Dan baris ke-12 adalah perintah untuk mencetak nilai tegangan di node-1 (v(1)),

node-2 (v(2)), node-3 (v(3)), dan nilai arus di cabang V120 (v120#branch).

Hasil Analisis SPICE

Setelah di-RUN, SPICE akan menampilkan hasil analisanya berupa tulisan:

v(1) = 1.200000e+02

v(2) = 3.483871e+01

v(3) = 3.870968e+00

v120#branch = -4.25806e+00

yang artinya dapat dijelaskan melalui gambar 3 dibawah.

Gambar 3. Nilai tegangan di titik-titik yang dianalisa SPICE.

Analisis Waktu SPICE3

Pada blok kontrol berikan perintah:

TRAN tstep tstop [tstart tmax]

Perhitungan pada analisis dengan variabel waktu dimulai dari t=0 dengan langkah

tstep dan berakhir pada tstop.

Bila hanya diingin data pada selang waktu tertentu saja dalam selang 0-stop

berikan tstart dan tmax.

Akan dibahas lebih lanjut setelah Kuliah Bab 8 tentang gejala transien

Lampiran A

63

Lampiran B

Pengenalan EAGLE Eagle (Easily Applicable Graphical Layout Editor) adalah aplikasi untuk membuat Layout

PCB dan skematiknya. EAGLE tersedia sebagai FreeWare di www.cadsoft.de dengan

beberapa batasan. Untuk membuat PCB menggunakan EAGLE, ada beberapa tahap yang

perlu dilakukan :

1. Membuat Skematik Rangkaian

2. Membuat Layout PCB dari rangkaian

3. Membuat PCB nya

Pada tutorial ini, akan dijelaskan langkah-langkah pembuatan PCB menggunakan EAGLE

v6.2

Membuat Skematik

Misalkan ada rangkaian penguat seperti pada gambar 1 dibawah, yang perlu kita buat

PCB-nya.

Function

Generator

Power

Supply

Osiloskop

1K

10K

2n2222

Gambar 1. Rangkaian yang ingin dibuat

Langkah pertama, kita buka EAGLE. Lalu akan terbuka layar seperti pada gambar 2

dibawah.

http://www.cadsoft.de/

Lampiran G

64

Kemudian kita masuk ke Schematic Editor dengan memilih menu : File >> New >>

Schematic

Setelah masuk ke Schematic Editor, langkah berikutnya adalah mengambil komponen dari

library. Caranya adalah : Edit >> Add maka akan muncul jendela seperti pada gambar 3

dibawah.

Kita ingin menambahkan/mengambil RESISTOR untuk dimasukkan ke rangkaian. Ketikkan

resistor pada menu Search , dan kemudian pilih resistor di library rcl R-EU_ R-

EU_0207/7, kemudian klik OK.

Masukkan resistor sebanyak yang diperlukan di rangkaian.

Gambar 3. Menambahkan resistor dari Library

Dengan cara yang sama, masukkan transistor 2n2222 ke rangkaian. Seperti pada gambar

4.

Lampiran A

65

Gambar 4. Menambahkan transistor dari Library

Klik kanan pada mouse untuk memutar komponen ketika baru dimasukkan dari library.

Dengan cara yang sama, masukkan jumper dengan kode JP1E dan GND ke rangkaian,

sehingga Schematic Editor jadi seperti pada gambar 5 dibawah

Gambar 5. Seluruh komponen yang digunakan sudah berada di Schematic Editor

Perhatian : kita menambahkan Power-Supply, Function-Generator dan Osilator dalam

bentuk jumper/header yang nantinya akan dihubungkan ke peralatan-peralatan tersebut

menggunakan kabel.

Berikutnya, kita perlu menambahkan/mengubah informasi mengenai komponen yang

digunakan. Ubahlah Info/tulisan tentang komponen dengan meng-klik : View >> Info , lalu

klik pada komponen yang ingin dilihat/ubah informasinya. Seperti pada gambar 6.

Untuk menghubungkan kaku antar komponen, klik Draw >> Wire , lalu klik di salah satu

kaki yang ingin disambungkan, dan klik lagi di kaki yang lain. Untuk melepas wire, gunakan

tombol ‘ESC’ di keyboard PC.

Lampiran G

66

Lengkapi atau ubah info pada komponen, lalu hubungkan kaki antar komponen sehingga

rangkaian menjadi seperti pada gambar 7 dibawah ini.

Gambar 7. Gambar lengkap rangkaian penguat yang ingin dibuat.

Simpanlah skematik ini sebagai file penguat_1.sch.

Membuat Layout PCB

Untuk membuat layout PCB, dari layar Schematic Editor, klik : File >> Switch to board. Jika

ada pertanyaan, jawab saja dengan YES.

Maka akan terbuka layar Board Editor, dengan beberapa komponen ada disana. Pindah

komponen ke dalam kotak yang ada di Board Editor dan atur-aturlah sehingga menjadi

seperti pada gambar 8 dibawah.

Gambar 8. Komponen-komponen setelah diatur di dalam kotak di Board Editor.

Langkah berikutnya adalah Routing atau membuat Track. Kali ini kita akan menggunakan

fasilitas AutoRouter yang ada di EAGLE. Untuk mengaktifkan autorouter, klik : Tools >>

Auto.. , maka akan muncul jendela seperti pada gambar 9 dibawah.

Lampiran A

67

Karena kita hanya menggunakan 1 layer PCB saja, dan itu adalah “Bottom Layer”, maka di

menu autorouter setup pada bagian “1 Top” kita pilih N/A (Not Available), dan di bagian

“16 Bottom” anda terserah memilih kode apa (asalkan bukan N/A), kemudian klik OK

Gambar 9. Menu AutoRouter Setup

Maka pada Board Editor akan tergambarkan Track PCB antar komponen seperti pada

gambar 10. Dan jadilah PCB kita. Kadang kita perlu menambahkan tulisan-tulisan tertentu

untuk memudahkan pembuatan PCB.

Simpanlah file layout PCB anda tersebut sebagai file penguat_1.brd

Lampiran G

68

Membuat PCB

File layout PCB anda (*.brd) dapat dijadikan PCB di tempat-tempat pembuatan PCB di

Bandung :

1. Multikarya, di Terusan Jalan Jakarta

2. SELC, di Jalan Jakarta

3. Spectra, di jalan Ahmad Yani

Dengan harga dan spesifikasi masing-masing.

Documents

PETUNJUK PRAKTIKUM PRAKTIKUM - labdasar.ee.itb.ac.idlabdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2205 - Elektronika 1/[3 Februari 2014... · Memahami penggunaan dioda dalam rangkaian penyearah Mempelajari