modul praktikum elektronika - Prodi S1 Teknik Elektro UTM

MODUL PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA
Oleh:
Achmad Fiqhi Ibadillah
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA
2014 - 2015
PERCOBAAN 1
PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG
(HALF-WAVE RECTIFIER)
1.1 Tujuan :
1) Observasi dan pengukuran bentuk gelombang output dari rangkaian penyearah setengah
gelombang.
2) Pengukuran tegangan rata-rata, efektif dan faktor ripple dari penyearah setengah gelombang.
1.2 Peralatan yang digunakan :
1) Modul praktikum, breadboard dan komponennya
2) Mikro dan Mili-Ammeter ac dan dc
3) Voltmeter ac dan dc
4) Oscilloscope
1.3 Dasar Teori :
Diode adalah suatu device yang melewatkan arus hanya untuk satu arah (one way). Hal ini dapat
diilustrasikan seperti aliran air pada suatu valve pada gambar 1.1 berikut :
Gambar 1.1: Aliran satu arah (one way)
Bias adalah suatu cara untuk mengontrol arus, dengan cara memberikan supply tegangan ke suatu
device semiconductor, seperti halnya diode. Apabila tegangan supply positip (+) dihubungkan ke kutub
anode dan tegangan supply negatip (-) dihubungkan ke kutub katode, maka disebut dengan forward
bias. Sebaliknya jika tegangan supply positip(+) dihubungkan ke kutub katode dan tegangan supply
negatip (-) dihubungkan ke kutub anode, maka disebut dengan reverse bias.
1
Gambar 1.2: Simbol diode dengan kutub-kutubnya
Gambar 1.3: Rangkaian bias diode
Gambar 1.4 menggambarkan prosesterjadinya output setengah gelombang hasil dari penyearahan dioda
yang diasumsikan ideal. Dari gambar tersebut terlihat bahwa ketika tegangan input sinusoida (Vin)
setengah gelombang positip, dioda dibias forward,sehingga arus mengalir ke beban resistor (RL). Arus
ini akan menghasilkan tegangan pada beban RL yang mempunyai bentuk sama dengan tegangan input
(Vin) setengah gelombang positip. Ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah gelombang negatip,
maka dioda dibias reverse, sehingga tidakada arus yang mengalir ke beban RLyang menyebabkan tidak
ada tegangan pada RL(0 Volt). Demikian seterusnya, sehingga membentuk deretan setengah gelombang
(half-wave).
2
Gambar 1.4: Proses penyearahan setengah gelombang (half-wave)
1.3.1 Nilai rata-rata (average value) atau nilai dc dari HW
Nilai rata-rata dari output penyearahan setengah gelombang tegangan adalah nilai yang didapat dari
hasil pengukuran dengan menggunakan voltmeter dc.
Gambar 1.5: Nilai rata-rata penyearahan setengah gelombang
Nilai rata-rata dari penyearahan setengah gelombang sinus, adalah luasan dibawah kurva dibagi dengan
perioda (T=2π). Persamaan untuk gelombang sinus adalah :
3
1.3.2 Nilai effektif (rms) dari tegangan ripple HW
Bentuk gelombang yang didapat dari hasil penyearahan setengah gelombang sinus merupakan
gelombang yang mempunyai komponen dc dan ac, yang dapat dituliskan sebagai berikut :
Sehingga nilai effektif (rms) dari komponen ac adalah :
Dimana V(rms) adalah nilai rms dari total tegangan. Untuk sinyal hasil penyearahan setengah
gelombang sinus adalah :
1.3.3 Faktor ripple (r) untuk HW
Faktor ripple adalah suatu indikasi ke-efektifan suatu filter yang didefinisikan :
Prosentase ripple untuk sinyal HWdapat dihitung sebagai berikut :
4
1.4 Pengetesan diode dengan ohmmeter
Gambar 1.6: Pengetesan diode dengan ohmmeter
Ohmmeter mengukur arus pada kaki-kaki probe-nya yang mengenai obyek yang disentuhnya.
Kemudian ohmmeter mengestimasi besarnya resistansi obyek berdasarkan besarnya arus dan tegangan
batteray internalnya. Tegangan diantara kaki-kaki probe-nya lebih besar dari 0.7 Volt. Sedangkan arus
yang melalui kaki-kaki probe-nya hanya beberapa miliampere saja, sehingga tidak cukup besar untuk
dapat merusakkan diode
1.5 Rangkaian Percobaan :
Gambar 1.7: Rangkaian penyearah setengah gelombang (HW)
5
1.6 Prosedur Percobaan dan Tugas :
1) Rangkaikan seperti pada gambar 1.7 yang bersesuaian dengan modul praktikum atau dengan
menggunakan breadboard.
2) Dengan menggunakan Oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan
output CH2) pada kertas grafik/millimeter.
3) Dari gambar yang dihasilkan oleh oscilloscope pada step ke (2) hitunglah nilai tegangan puncak
input (Vp in) dan output (Vp out), dan tuliskan pada tabel 1.1.
4) Hitunglah tegangan barier dioda, yaitu selisih dari tegangan puncak input dan output, dan
tuliskan hasilnya pada tabel 1.1.
5) Dengan menggunakan voltmeter dc ukurlah tegangan output (Vodc), dan tuliskan pada tabel 1.2.
6) Hitunglah tegangan output dc dari penyearahan setengan gelombang, kemudian tuliskan
hasilnya pada tabel 1.2.
7) Dengan menggunakan voltmeter ac yang diseri dengan kapasitor, ukurlah tegangan output
efektif atau tegangan ripple rms, [Vr (rms)], dan tuliskan pada tabel 1.2.
8) Hitunglah tegangan ripple efektif (rms) untuk penyearahan setengah gelombang, dan tuliskan
hasilnya pada tabel 1.2.
9) Hitunglah faktor ripple untuk penyearahan setengah gelombang dari hasil pengukuran step (7)
6
dengan hasil pengukuran step (5), kemudian tuliskan hasilnya pada tabel 1.2.
10) Dari hasil pengukuran dan perhitungan pada tabel 1.1 dan 1.2, berikan kesimpulan yang didapat
dari percobaan ini.
Untuk RL = 470R
Tabel 1.1: Data pengukuran tegangan input, output dan barier
Tegangan puncak (peak) input, Vp in
....V
Tegangan puncak (peak) output, Vp out
....V
Tegangan barier dioda, VF
. . . . Vrms
Tabel 1.2: Data pengukuran dan perhitungan tegangan output & faktor ripple
Pengukuran
Perhitungan
Tegangan output dc, Vo dc
.... V
.... V
Tegangan ripple HW, Vr (rms)
. . . . Vrms
. . . . Vrms
Faktor ripple, r
.... %
121 %
Untuk RL = 10K
Tabel 1.1: Data pengukuran tegangan input, output dan barier
Tegangan puncak (peak) input, Vp in
....V
Tegangan puncak (peak) output, Vp out
....V
Tegangan barier dioda, VF
. . . . Vrms
Tabel 1.2: Data pengukuran dan perhitungan tegangan output & faktor ripple
Pengukuran
Perhitungan
Tegangan output dc, Vo dc
.... V
.... V
Tegangan ripple HW, Vr (rms)
. . . . Vrms
. . . . Vrms
Faktor ripple, r
.... %
121 %
7
PERCOBAAN 2
FULL-WAVE RECTIFIER DENGAN FILTER KAPASITOR
2.1 Tujuan :
1)
Observasi dan pengukuran bentuk gelombang output full wave dari rangkaian filter kapasitor.
2)
Pengukuran tegangan rata-rata, efektif dan faktor ripple dari filter kapasitor.
2.2 Dasar Teori :
2.2.1 Penyearah gelombang penuh dengan trafo CT
Gambar 2.1: Proses penyearahan gelombang penuh dengan trafo CT
Gambar 2.1 menggambarkan prosesterjadinya output gelombang penuh hasil dari penyearahan
dioda yang diasumsikan ideal dengan menggunakan trafo center-tapped (CT). Dari gambar tersebut
terlihat bahwa ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah gelombang positip, dioda D1 dibias
forward, dan dioda D2 dibias reverse, sehingga arus mengalir dari CT trafo melalui D1 ke beban RL,
sedangkan D2 open. Arus ini akan menghasilkan tegangan pada beban RL yang mempunyai bentuk
sama dengan tegangan input (Vin) setengah gelombang positip.
Ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah gelombang negatip, maka dioda D2 dibias
forward, dan dioda D1 dibias reverse, sehingga arus mengalir dari CT trafo melalui D2 ke beban RL,
sedangkan D1 open. Arus ini akan menghasilkan tegangan pada beban RL yang mempunyai bentuk
setengah gelombang positip. Demikian seterusnya, sehingga membentuk deretan gelombang penuh
(full-wave).
1
2.2.2 Penyearah gelombang penuh metoda bridge
Gambar 2.2: Proses penyearahan gelombang penuh metoda bridge
Gambar 2.2 menggambarkan prosesterjadinya output gelombang penuh hasil dari penyearahan dioda
yang diasumsikan ideal dengan metode bridge. Dari gambar tersebut terlihat bahwa ketika tegangan
input sinusoida (Vin) setengah gelombang positip, dioda D1dan D2 dibias forward, sedangkan dioda
D3 dan D4 dibias reverse, sehingga arus mengalir ke beban RL melalui D1 dan D2. Arus ini akan
menghasilkan tegangan pada beban RL yang mempunyai bentuk sama dengan tegangan input (Vin)
setengah gelombang positip. Ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah gelombang negatip, maka
dioda D3 dan D4 dibias forward, sedangkan dioda D1dan D2 dibias reverse, sehingga arus mengalir ke
beban RL melalui D3 dan D4. Arus ini akan menghasilkan tegangan pada beban RL yang mempunyai
bentuk setengah gelombang positip. Demikian seterusnya, sehingga membentuk deretan gelombang
penuh (full-wave).
2.2.3 Nilai rata-rata (average value) atau nilai dc dari FW
Nilai rata-rata dari output penyearahan tegangan gelombang penuh adalah nilai yang didapat dari hasil
pengukuran dengan menggunakan voltmeter dc. Nilai rata-rata dari penyearahan gelombang penuh
2
(FW) sama dengan dua kali nilai rata-rata dari penyearahan setengah gelombang (HW).
2.2.4 Nilai effektif (rms) dari tegangan ripple FW
Bentuk gelombang yang didapat dari hasil penyearahan gelombang penuh sinusoida merupakan
gelombang yang mempunyai komponen dc dan ac, yang dapat dituliskan sebagai berikut :
Sehingga nilai effektif (rms) dari komponen ac adalah :
Dimana V(rms) adalah nilai rms dari total tegangan. Untuk sinyal hasil penyearahan gelombang penuh
sinusoida adalah :
2.2.5 Faktor ripple (r) untuk FW
Faktor ripple adalah suatu indikasi keefektifan suatu filter yang didefinisikan :
Prosentase ripple untuk sinyal FW dapat dihitung sebagai berikut :
2.2.3 Filter kapasitor untuk half wave (HW)
3
Gambar 2.3 : Proses penyearahan HW dengan filter kapasitor
Gambar 2.3 menggambarkan proses terjadinya output HW dengan filter kapasitor. Dari gambar 2.3(a)
terlihat bahwa ketika tegangan input sinusoida (Vin) seperempat gelombang positip, dioda dibias
forward, sehingga kapasitor terisi muatan (charge) sebesar Vp(in) - 0,7 Volt. Ketika tegangan input
mulai menurun, maka
kapasitor membuang muatan (discharge) ke beban, seperti
ditunjukkan
padagambar 2.3(b). Pembuangan muatan kapasitorini terjadi selama diode terbias reverse. Sedangkan
laju pembuangan muatan ini ditentukan oleh konstanta waktu
Ketika besarnya tegangan input kembali lebih besar 0,7 Volt dari tegangan muatan kapasitor, maka
dioda dibias forward dan terjadi proses pengisian kembali, seperti ditunjukkan pada gambar 2.3(c).
Demikian seterusnya, sehingga membentuk tegangan ripple half wave.
4
2.2.4 Tegangan ripple
Variasi tegangan output yang disebabkan oleh proses pengisian dan pembuangan muatan kapasitor
(charge dan discharge) disebut dengan tegangan ripple. Secara umum, ripple adalah tidak diinginkan,
sehingga, proses filtering adalah upaya untuk menghasilkan ripple yang lebih kecil.
Gambar 2.4: Perbandingan tegangan ripple untuk HW dan FW
2.2.5 Faktor ripple (r) untuk filter kapasitor
Faktor ripple adalah suatu indikasi ke-efektifan suatu filter yang didefinisikan :
Gambar 2.5: Tegangan ripple untuk FW (Vr(p-p) dan VDC)
Untuk menyederhanakan perhitungan, tegangan ripple pada gambar 2.5 dapat didekati dengan bentuk
gelombang segitiga (triangular ripple waveform). Sehingga nilai rms untuk gelombang tegangan
segitiga adalah :
Tegangan ripple dapat dievaluasi dengan menggunakan rumusan kapasitansi
5
Substitusi kedalam persamaan tegangan rms, didapat :
Faktor ripple untuk filter kapasitor dapat dituliskan :
2.3 Peralatan yang digunakan :
1)
Modul praktikum, breadboard dan komponennya
2)
Mikro dan Mili-Ammeter ac dan dc
3)
Voltmeter ac dan dc
4)
Oscilloscope
2.4 Rangkaian Percobaan :
Gambar 2.6: Rangkaian filter kapasitor
2.5 Prosedur Percobaan dan Tugas :
1)
Rangkaikan seperti pada gambar 2.6 yang bersesuaian dengan modul praktikum atau dengan
menggunakan breadboard.
2)
Dengan menggunakan Oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan
output CH2) pada kertas grafik/millimeter.
6
Gambar 2.7: Tegangan output pada oscilloscope
3)
Dari gambar yang dihasilkan oleh oscilloscope pada step ke (2) hitunglah nilai tegangan puncak
output (Vp out) dan tegangan ripple peak-to-peak (Vr p-p), dan tuliskan pada tabel 2.1.
4)
Dengan menggunakan voltmeter dc ukurlah tegangan output (Vodc), dan tuliskan pada tabel 2.2.
5)
Hitunglah tegangan output dc dari filter kapasitor, kemudian tuliskan hasilnya pada tabel 2.2.
6)
Ukurlah tegangan ripple effektif [Vr(rms)] dengan menggunakan voltmeter ac yang di seri
dengan kapasitor, dan tuliskan pada tabel 2.2.
7)
Hitunglah tegangan ripple efektif [Vr(rms)] untuk filter kapasitor, dan tuliskan hasilnya pada
tabel 2.2.
8)
Hitunglah factor ripple (dalam prosen) untuk filter kapasitor dari hasil pengukuran step (6) dan
(4), dan tuliskan hasilnya pada tabel 2.2.
9)
Hitunglah factor ripple (dalam prosen) untuk filter kapasitor dengan persamaan dibawah ini,
dan tuliskan hasilnya pada tabel 2.2.
10)
Dari hasil pengukuran dan perhitungan pada tabel 2.1 dan 2.2 berikan kesimpulan yang didapat
dari percobaan ini.
7
Untuk C = 10uF, C = 100uF dan C = 1000uF
Tabel 2.1: Data pengukuran tegangan dengan oscilloscope
Tabel 2.2: Data pengukuran tegangan dan faktor ripple
Tugas Modul
1. Buatlah rangkaian seperti gambar berikut ini di proteus, simulasikan dan print screen untuk capasitor
1 uF, 10 uF, 100 uF dan 1000 uF disertai analisa tiap gambarnya.
2. Berikan kesimpulan dari percobaan tersebut.
8
PERCOBAAN 3
DIODE ZENER DAN REGULASI TEGANGAN
3.1 Tujuan :
1) Observasi dan pengukuran karakteristik diode zener.
2) Mendemonstrasikan diode zener yang digunakan sebagai regulator tegangan sederhana.
3.2 Dasar Teori :
3.2.1 Diode zener
Sebagian besar penggunaan diode zener adalah untuk regulator tegangan pada dc power supplies.
Diode zener adalah device pn junction silicon yang berbeda dengan diode rectifier,karena diode zener
beroperasi pada daerah reverse. Pada gambar 3.1 ditunjukkan kurva karakteristik diode zener. Dari
kurva tersebut terlihat bahwa, ketika diode mencapai tegangan breakdown, maka tegangannya hampir
dapat dikatakan konstan, meskipun terjadi perubahan arus yang besar.
Gambar 3.1: Karakteristik kurva V-I dari diode zener yang umum
Diode zener di desain untuk ber-operasi pada reverse breakdown. Kemampuan untuk menjaga tegangan
konstan pada terminalnya adalah kunci utama dari diode zener. Nilai minimum arus reverse (IZK), harus
dijaga agar diode tetap pada breakdown untuk dapat menghasilkan regulasi tegangan. Begitu juga arus
maksimumnya (IZM) harus dijaga agar tidak melebihi power dissipasinya, yang dapat merusakkan
diode.
3.2.2 Rangkaian Equivalen Diode Zener
Pada gambar 3.2(a) memperlihatkan model ideal dari dioda zener pada reverse breakdown. Pada
keadaan ini tegangan konstan yang diberikan oleh dioda sama dengan tegangan nominalnya. Pada
1
gambar 3.2(b) ditunjukan practical model (model dalam praktek) dari dioda zener, dimana terdapat
resistansi zener (RZ). Karena kurva tegangan tidak benarbenar vertikal, maka perubahan arus zener
menghasilkan perubahan kecil pada tegangan zener, seperti diilustrasikan pada gambar 3.2(c).
Perbandingan antara tegangan dan arus zener adalah resistansi zener.
Gambar 3.2: Rangkaian equivalen dioda zener
Diode zener beroperasi pada nilai daya tertentu. Besarnya daya maksimum yang diperbolehkan,
dispesifikasikan dengan power dissipasi dc [P D(max)]. Sebagai contoh, dioda zener dengan seri 1N746
mempunyai nilai PD(max) = 500 mW dan seri 1N3305A mempunyai nilai P D(max) = 50 W. Power
dissipasi dc ditentukan dengan persamaan :
Masing-masing diode zener mempunyai tegangan nominal V Z. Sebagai contoh, dioda zener dengan seri
1N4738 mempunyai nilai tegangan nominal V Z = 8,2 Volt, dengan toleransi 10 %, sehingga nilai
tegangannya 7,38 Volt sampai dengan 9,02 Volt. Sedangkan arus dc maksimum untuk diode zener (I ZM)
dapat didekati dengan persamaan :
2
3.2.3 Regulasi Zener Dengan Tegangan Input Bervariasi
Gambar 3.3 menggambarkan bagaimana diode zener dapat digunakan untuk meregulasi tegangan dc
yang bervariasi. Apabila tegangan input bervariasi (dengan batasan tertentu), maka diode zener
menjaga tegangan output pada terminalnya mendekati konstan.
Gambar 3.3: Regulasi zener dengan variasi tegangan input
Sebagai contoh, diode zener dengan nomor seri 1N4740 mempunyai spesifikasi : V Z = 10 Volt, IZK =
0,25 mA, dan PD(max)= 1 W. Arus dc maksimumnya dapat dicari dari data tersebut adalah
Untuk arus minimum (IZK), maka tegangan minimum pada R= 220 Ω adalah
3
Contoh tersebut memperlihatkan bahwa diode zener dapat meregulasi tegangan input yang bervariasi
mulai dari 10,055 V sampai dengan 32 V menjadi tegangan output yang mendekati 10 V.
3.2.4 Regulasi Zener DenganBeban yang Bervariasi
Gambar 3.4 memperlihatkan regulator tegangan zener dengan beban resistor yang bervariasi. Dari
rangkaian tersebut diode zener akan menjaga tegangan output pada R L mendekati konstan, sepanjang
arus zener lebih besar dari IZK dan lebih kecil dari IZM.
Gambar 3.4: Regulasi zener dengan variasi beban
Ketika terminal output pada regulator zener adalah open (R L= ∝), maka arus bebannya adalah nol,
sehingga semua arus melalui zener. Keadaan seperti ini disebutdengan tanpa beban (no load). Apabila
terminal output pada regulator zener dihubungkan dengan RL, maka sebagian arus akan melewati zener,
dan sebagian lain akan melewati beban RL. Apabila nilai RL dikurangi, maka arus beban IL akan
bertambah dan arus zener IZ akan berkurang. Apabila nilai IZ minimum, atau sama dengan IZK maka
arus beban menjadi maksimum. Pada keadaan ini disebut dengan beban maksimum (full load).
3.2.5 Prosentase Regulasi
Prosentase regulasi merupakan figure of merityang digunakan untuk menspesifikasikan kinerja dari
suatu regulator tegangan. Untuk regulasi zener dengan tegangan input bervariasi, maka prosentase
regulasi didefinisikan :
4
Sedangkan untuk regulasi zener dengan beban bervariasi, maka prosentase regulasi didefinisikan :
3.3 Peralatan yang digunakan :
1) Modul praktikum, breadboard dan komponennya
2) Mikro dan Mili-Ammeter dc
3) Voltmeter dc
4) DC Power supply
3.4 Rangkaian Percobaan :
Gambar 3.5: Rangkaian percobaan regulasi zener
3.5 Prosedur Percobaan dan Tugas :
1) Rangkaikan seperti pada gambar 3.5 yang bersesuaian dengan modul praktikum atau dengan
menggunakan breadboard.
2) Pada percobaan kurva karakteristik zener, beban RL dilepas dan tegangan dari dc power supply
di set pada 0 V. Ukurlah VZ dan IZ mulai dari 0 V, kemudian dinaikkan secara perlahan dengan
step 1 V sampai mencapai kurang lebih 15 V, kemudian tuliskan datanya pada tabel 3.1.
Usahakan arus zener IZ jangan sampai melebihi 50 mA.
3) Dari data pada tabel 3.1, gambarkan kurva karakteristik zener untuk kondisi bias reverse.
4) Dari gambar hasil langkah ke (3), carilah tegangan knee dan resistansi zener (R Z) dan catatlah
hasilnya pada tabel 3.2.
5) Pada percobaan regulasi tegangan, pasangkan kembali beban RL(untuk beban penuh) kemudian
ukurlah arus source IT, arus zener IZ, arus beban IL, dan tegangan output beban penuh VO(FL),
kemudian tuliskan datanya pada tabel 3.3.
5
6) Dengan memperhitungkan tegangan zener dan resistansi zener hasil dari langkah (4), hitunglah
arus source IT, arus zener IZ, arus beban IL, dan tegangan output beban penuh VO(FL), kemudian
tuliskan hasilnya pada tabel 3.3 dan bandingkan kedua hasil tersebut.
7) Untuk pengukuran tanpa beban (no load), resistansi beban R L dilepas, kemudian ukurlah arus
source IT, arus zener IZ, dan tegangan output tanpa beban VO(NL), dan catatlah datanya pada
tabel 3.4.
8) Dengan memperhitungkan tegangan zener dan resistansi zener hasil dari langkah (4), hitunglah
arus source IT, arus zener IZ, dan tegangan output tanpa beban VO(NL), kemudian tuliskan
hasilnya pada tabel 3.4 dan bandingkan kedua hasil tersebut.
9) Dari hasil langkah (5) sampai dengan (8), tentukan prosentase regulasi dari zener, kemudian
tuliskan hasilnya pada tabel 3.3 dan 3.4 kemudian bandingkan kedua hasil tersebut.
Tabel 3.1: Data pengukuran karakteristik zener
Tegangan input, Vin
(Volt)
Tegangan zener, VZ
(Volt)
Arus zener, IZ
(μA dan mA)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
6
15
Tabel 3.2 : Tegangan knee dan resistansi zener
Tegangan knee zener
. . . . Volt
Resistansi zener (RZ)
.... Ω
Tabel 3.3: Data zener regulator beban penuh
Untuk : Vin = 15 Volt
Parameter
Pengukuran
Perhitungan
Eror (%)
IT
IZ
IL
Vo(FL)
Tabel 3.4: Data zener regulator tanpa beban
Untuk : Vin= 15 Volt
Parameter
Pengukuran
Perhitungan
IT
IZ
Vo (NL)
VR (%)
7
Eror (%)
PERCOBAAN 4
RANGKAIAN CLIPPER DAN CLAMPER DENGAN DIODE
4.1 Tujuan :
1. Mendemonstrasikan cara kerja rangkaian clipper menggunakan diode. Diode clipper adalah
rangkaian pembentuk gelombang (wave shaping) yang digunakan untuk melindungi tegangan
sinyal diatas atau dibawah nilai tertentu.
2. Mendemonstrasikan cara kerja rangkaian clamper menggunakan diode. Diode clamper adalah
rangkaian pembentuk gelombang (waveshaping) tetapi dengan menambahkan level dc pada
bentuk gelombang.
4.2 Dasar Teori Clipper :
Rangkaian clipper adalah rangkaian pembentuk gelombang (waveshaping) yang berfungsi memotong
bentuk gelombang pada level dc tertentu. Ada beberapa konfigurasi dari rangkaian clipper, yaitu
rangkaian clipper positif, clipper negative, clipper dengan bias tegangan positif dan clipper dengan bias
tegangan negative.
4.2.1 Rangkaian Clipper Positif
Rangkaian clipper positif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc positif dari suatu bentuk
gelombang, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.1. Ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah
gelombang positif, maka diodadibias forward, sehingga arus mengalir pada diode, sehingga tegangan
output adalah sebesar 0,7 Volt, yaitu merupakan tegangan barier dari diode.
Gambar 4.1: Rangkaian Clipper Positif
1
4.2.2 Rangkaian Clipper Negatif
Rangkaian clipper negatif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc negatif dari suatu bentuk
gelombang, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.2. Ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah
gelombang negatif, maka dioda dibias reverse, sehingga arus mengalir ke beban, sehingga tegangan
output adalah sebesar tegangan input.
Gambar 4.2: Rangkaian Clipper Negatif
4.2.3 Rangkaian Clipper dengan Bias Positif
Rangkaian clipper bias positif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc positif pada level
tertentu sesuai dengan tegangan bias positif yang diberikan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.3.
Ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah gelombang positif, maka dioda akan dibias forward jika
Vin= VBIAS + 0,7 Volt.
Gambar 4.3: Rangkaian Clipper dengan Bias Positif
4.2.4 Rangkaian Clipper dengan Bias Negatif
Rangkaian clipper bias negatif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc negatif pada level
tertentu sesuai dengan tegangan bias negatif yang diberikan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.4.
Ketika tegangan input sinusoida (Vin) setengah gelombang negative, maka dioda akan dibias reverse
jika Vin= -VBIAS - 0,7 Volt.
2
Gambar 4.4: Rangkaian Clipper dengan Bias Positif
4.3. Dasar Teori Clamper:
Rangkaian clamper adalah rangkaian pembentuk gelombang (waveshaping) yang berfungsi menggeser
bentuk gelombang keatas dan ke bawah. Ada beberapa konfigurasi dari rangkaian clamper, yaitu
rangkaian clamper positif dan clamper negative.
4.3.1 Rangkaian Clamper Positif
Rangkaian clipper positif adalah rangkaian clamper yang menaikkan level dc positif dari suatu bentuk
gelombang, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.5.
Gambar 4.5: Rangkaian Clamper Positif
4.3.2 Rangkaian Clamper Negatif
Rangkaian clipper positif adalah rangkaian clamper yang menurunkan level dc negatif dari suatu
bentuk gelombang, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 : Rangkaian Clamper Negatif
3
4.4 Rangkaian Percobaan :
Gambar 4.7: Skematik Diagram dari Rangkaian Percobaan Clipper
Keterangan gambar :
R = 15 kΩ, 0,25 Watt
Potensiometer 5 kΩ
Diode rectifier silicon : 1N4001
4.5 Peralatan yang digunakan :
1) Modul praktikum, breadboard dan komponennya
2) DC Power Supply
3) Signal generator
4) Oscilloscope
4.6 Prosedur Percobaan :
1) Dengan menggunakan breadboard, rangkaikan clipper positif seperti pada gambar 4.7A
2) Sebelum Signal generator dinyalakan, set-lah channel 1 dan 2 dari Oscilloscope pada skala 1
Volt / division, dc coupling dan time base = 1 ms / division.
3) Sebelum Signal generator dinyalakan, nyalakan terlebih dahulu oscilloscope set-lah posisi garis
sinyal channel 1 dan 2 pada level yang sama yaitu zero volts.
4
4) Nyalakan signal generator dan aturlah amplitudo sinyal sebesar 6 V peak-to-peak, pada
frekuensi 200 Hz.
5) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2)
pada kertasgrafik/millimeter.seperti yang ditunjukkan oleh gambar 4.8.
6) Matikan signal generator dan oscilloscope, kemudian balikkan polaritas dari diode sehingga
menjadi rangkaian clipper negative seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.7B.
7) Nyalakan kembali oscilloscope dan signal generator kemudian aturlah amplitudo sinyal tetap
sebesar 6 V peak-to-peak, pada frekuensi 200 Hz.
Gambar 4.8: Tegangan input dan output rangkaian clipper positif
8) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2)
pada kertasgrafik/millimeter.seperti yang ditunjukkan oleh gambar 4.9.
5
Gambar 4.9: Tegangan input dan output rangkaian clipper negatif
9) Matikan signal generator dan oscilloscope, kemudian rangkaikan rangkaian clipper dengan bias
positif seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.7C.
10) Catukan supply tegangan sebesar 5 V pada potensiometer kemudian aturlah sehinga
menghasilkan tegangan dc sebesar +1,5 V, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.7C.
11) Nyalakan kembali oscilloscope dan signal generator kemudian aturlah amplitudo sinyal tetap
sebesar 6 V peak-to-peak, pada frekuensi 200 Hz.
12) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2)
pada kertas grafik/millimeter.
13) Atur-aturlah potensiometer sampai mencapai nilai-niai yang ekstrim, kemudian amatilah
display oscilloscope, apa yang tejadi ?
14) Matikan signal generator, power supply dan oscilloscope, kemudian balikkan polaritas diode
dan power supply sehingga menjadi rangkaian clipper dengan bias negatif seperti yang
ditunjukkan pada gambar 4.7D.
15) Aturlah supply tegangan sebesar - 5 V pada potensiometer, kemudian aturlah sehinga
menghasilkan tegangan dc sebesar -1,5 V, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.7D.
16) Nyalakan kembali oscilloscope dan signal generator kemudian aturlah amplitudo sinyal tetap
sebesar 6 V peak-to-peak, pada frekuensi 200 Hz.
17) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2)
pada kertas grafik/millimeter.
18) Atur-aturlah potensiometer sampai mencapai nilai-niai yang ekstrim, kemudian amatilah
display oscilloscope, apa yang tejadi ?
4.7. Rangkaian Percobaan :
Gambar 4.10: Skematik Diagram dari Rangkaian Percobaan Clamper
6
Keterangan gambar :
R = 10 kΩ, 0,25 Watt
C= 10 µF kapasitor elektrolit, 25 Volt
Diode rectifier silicon : 1N4001
4.8. Peralatan yang digunakan :
1) Modul praktikum, breadboard dan komponennya
2) DC Power Supply
3) Signal generator
4) Oscilloscope
4.9. Prosedur Percobaan :
1) Dengan menggunakan breadboard, rangkaikan rangkaian clamper positif seperti pada gambar
4.10
2) Sebelum Signal generator dinyalakan, set-lah channel 1 dan 2 dari Oscilloscope pada skala 2
Volt division, dc coupling dan time base = 0,2 ms / division
3) Sebelum Signal generator dinyalakan, nyalakan terlebih dahulu oscilloscope set-lah posisi garis
sinyal channel 1 dan 2 pada level yang sama yaitu zero volts.
4) Nyalakan signal generator dan aturlah amplitudo sinyal sebesar 5 V peak-to-peak, pada
frekuensi 1 kHz.
5) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2)
pada kertas grafik/millimeter.
6) Tambahkan tegangan input peak-to-peak. Amati apa yang terjadi ?
7) Matikan signal generator dan oscilloscope, kemudian balikkan polaritas dari diode sehingga
menjadi rangkaian clipper negative.
8) Sebelum Signal generator dinyalakan kembali, nyalakan terlebih dahulu oscilloscope dan setlah posisi garis sinyal channel 1 dan 2 pada level yang sama yaitu zero volts.
9) Kemudian nyalakan kembali signal generator dan aturlah amplitudo sinyal sebesar 5 V peak-topeak, pada frekuensi 1 kHz.
10) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2)
pada kertas grafik/millimeter.
11) Tambahkan tegangan input peak-to-peak. Amati apa yang terjadi ?
7
PERCOBAAN 5
TRANSISTOR BASE BIASING AND VOLTAGE DIVIDER BIASING
(RANGKAIAN BIAS TETAP / FIXED BIAS DAN BIAS PEMBAGI
TEGANGAN)
5.1. Tujuan :
1. Pembuktian tegangan dan arus pada rangkaian bias base sebagaimana perencanaannya dengan
garis beban untuk menentukan titik kerja rangkaian (Q). Karena kesederhanaan rangkaian bias
base ini sehingga kestabilan titik kerja transistornya menjadi tidak efektif. Kestabilan titik kerja
rangkaian ini dipengaruhi oleh penguatan arus transistor (β).
2. Pembuktian tegangan dan arus pada rangkaian bias pembagi tegangan sebagaimana
perencanaannya dengan garis beban untuk menentukan titik kerja rangkaian (Q). Rangkaian
bias pembagi tegangan seringkali digunakan karena arus base dibuat kecil dibanding dengan
arus yang melalui resistansi pada sisi base (voltage divider). Sebagai hasilnya, arus pada
kolektor relatif stabil terhadap perubahan nilai β dari transistor.
5.2. Dasar Teori Bias Tetap :
Suatu transistor harus diberi bias dc untuk dapat dioperasikan sebagai penguat. Titik kerja dc harus di
set agar variasi sinyal pada terminal input dapat dikuatkan (amplify) dan secara akurat direproduksi
pada terminal output.
5.2.1. Garis Beban DC
Apabila arus base (IB) bertambah, maka arus collector (IC) juga bertambah, sedangkan tegangan
collector-emitter (VCE) berkurang. Sebaliknya apabila arus base (I B) berkurang, maka arus collector
(IC) juga berkurang, sedangkan tegangan collector-emitter (V CE) bertambah. Sehingga perubahan pada
(VBB) akan mengakibatkan perubahan titik kerja transistor di sepanjang garis lurus, yang disebut
dengan garis beban dc. Sebagai contoh, pergeseran titik Q yang disebabkan perubahan arus base (I B),
arus collector (IC), dan tegangan collector-emitter (VCE), di-ilustrasikan oleh gambar 5.1.
Titik perpotongan garis beban dengan sumbu mendatar adalah V CE = VCC = 10 V. Titik ini adalah titik
cut-off, karena secara ideal IB dan IC sama dengan nol. Titik perpotongan garis beban dengan sumbu
vertikal secara ideal adalah IC= 45,5 mA. Titik ini adalah titik saturasi, karena I C adalah maksimum
1
pada titik dimana nilai VCE= 0, dan IC = VCC/RC. Dengan menggunakan hukum Kirchhoff tegangan
pada loop collector akan memberikan
Hasilnya adalah persamaan garis lurus untuk garis beban dengan bentuk umum : y = mx + b sebagai
berikut
dimana -1/RC adalah gradien (slope), sedangkan VCC/RC adalah konstanta.
Gambar 5.1: Ilustrasi pengaturan titik Q
2
Gambar 5.2: Garis beban dc
5.2.2. Rangkaian Bias Base
Metode yang lebih praktis adalah menggunakan V CC sebagai sumber bias tunggal, seperti terlihat pada
gambar 5.3(a). Untuk menyederhanakan skema rangkaian, simbol battery dapat dihilangkan dan diganti
dengan terminal garis yang ujungnya diberi lingkaran kecil, yang menyatakan tegangan, seperti terlihat
pada gambar 5.3(b).
Gambar 5.3 : Rangkaian bias base (bias tetap / fixed bias)
Analisa dari rangkaian gambar 5.3, untuk daerah linier dapat diuraikan sebagai berikut. Tegangan drop
yang melalui RB adalah VCC - VBE. Oleh karena itu,
Dengan menerapkan hukum Kirchhoff tegangan disisi rangkaian kolektor, dapat dituliskan dengan
persamaan:
Penyelesaian untuk VCE didapat:
3
Dengan mengabaikan kebocoran arus ICBO, telah kita ketahui bersama bahwa:
Pada persamaan (7-3) diperlihatkan bahwa nilai IC bergantung pada β. Sehingga kerugian pada
rangkaian bias ini adalah berubahnya nilai β akan menyebabkan perubahan pula pada I C dan VCE yang
berakibat perubahan pada titik kerja transistor (Q) dan membuatnya menjadi rangkaian bias yang
sangat bergantung pada β. Dan perlu diketahui bahwa nilai β bervariasi terhadap suhu.
5.3 Dasar Teori Bias Pembagi Tegangan:
Bias tegangan pada base transistor dapat dikembangkan dengan pembagi tegangan resistor R1 dan R2,
seperti terlihat pada gambar 5.4. Pada titik A, ada dua lintasan arus yang menuju ke ground, yang satu
melalui R2, sedangkan yang satunya melalui junction base-emitter dari transistor.
Gambar 5.4: Rangkaian bias pembagi tegangan
Apabila arus base sangat kecil dibandingkan dengan arus yang melalui R 2, maka rangkaian bias
dapatdipandang sebagai pembagi tegangan sederhana yang terdiri dari R 1 dan R2, seperti yang
diperlihatkan pada gambar 5.5(a). Apabila arus base tidak cukup kecil untuk diabaikan dibandingkan
dengan I2, maka resistansi input dc, RIN(base), dari base transistor ke ground harus ikut diperhitungkan.
Keberadaan RIN(base) paralel dengan R2, sebagaimana terlihat pada gambar 5.5(b).
4
Gambar 5.5: Penyederhanaan rangkaian pembagi tegangan
Untuk mengembangkan formula resistansi input dc pada base transistor, digunakan diagram pada
gambar 5.6. Seperti ditunjukkan pada gambar 5.6, VIN dicatukan diantara base dan ground, dan I IN
adalah arus yang masuk ke base. Dengan menggunakan hukuk Ohm,
Dengan menerapkan hukum Kirchhoff tegangan disekitar rangkaian base emitter didapat
Dengan asumsi bahwa VBE << IE RE, maka persamaan diatas menjadi
Karena IC ≅ IE dan IC= β⋅IB, maka
Arus input adalah juga arus base:
Dengan substitusi IB ke persamaan VIN didapat
Sehingga,
5
Gambar 5.6 : Resistansi input dc adalah VIN/IIN
Transistor npn yang di bias pembagi tegangan (voltage divider) ditunjukkan oleh gambar 5.7. Untuk
menentukan tegangan pada base dengan menggunakan formula pembagian tegangan adalah sebagai
berikut. Resistansi total dari base ke ground adalah
Pembagian tegangan dibentuk oleh R1 dan R2 paralel dengan resistansi dari base ke ground, seperti
terlihat pada gambar 5.7(b). Dengan menerapkan rumusan pembagian tegangan didapat
Apabila β ⋅ RE>> R2, maka penyederhanaan rumusan menjadi
Tegangan base dapat ditentukan dengan tegangan emitter, yaitu
Arus emitter dapat dicari dengan dengan menggunakan hukum Ohm,
Karena IC ≅ IE maka dapat dituliskan :
6
Pernyataan VCE sebagai fungsi IC dapat dicari dengan menggunakan hukum Kirchhoff tegangan
sebagai berikut
Karena IC ≅ IE maka,
Gambar 5.7: Transistor npn dengan bias pembagi tegangan
Cara lain untuk menganalisa rangkaian bias transistor pembagi tegangan adalah dengan
mengaplikasikan teorema Thevenin. Metode ini digunakan untuk mengevaluasi stabilitas rangkaian.
Pertama, dapatkan rangkaian ekivalen base-emitter untuk gambar 5.7 dengan menggunakan teorema
Thevenin. Dengan sudut pandang dari terminal base, maka rangkaian bias dapat digambar kembali,
seperti ditunjukkan pada gambar 5.7(a). Dengan mengaplikasikan teorema Thevenin kedalam
rangkaian disebelah kiri titik A, didapat penyelesaian sebagai berikut
Rangkaian pengganti Thevenin diperlihatkan pada gambar 5.7(b). Dengan mengaplikasikan hukum
Kirchhoff tegangan disekitar loop pengganti base emitter memberikan
7
Substitusi IE/β untuk IB, didapat
Apabila RE >> RTH/β, maka
Persamaan terakhir memperlihatkan bahwa IE independen terhadap β. Hal ini dapat dicapai dalam
praktek, dengan memilih nilai untuk RE minimal sepuluh kali lipat dari nilai RTH/β. Rangkaian bias
pembagi tegangan sangat populer karena sangat stabil dan dapat dicapai dengan supply tegangan
tunggal.
5.3. Peralatan yang digunakan Bias Tetap:
1) Modul praktikum, breadboard dan komponennya
2) Mikro dan Mili-Ammeter dc
3) Voltmeter dc
4) DC Power Supply
5.4. Rangkaian Percobaan Bias Tetap:
Gambar 5.8: Rangkaian bias base (bias tetap / fixed bias)
8
5.5. Prosedur Percobaan dan Tugas Bias Tetap:
1) Rangkaikan seperti pada gambar 5.8 yang bersesuaian dengan modul praktikum atau dengan
menggunakan breadboard.
2) Dengan menggunakan voltmeter dc ukurlah tegangan pada R B dan RC. Dari hasil pengukuran
tersebut, dengan menggunakan hukum Ohm, hitunglah IBQ dan ICQ, kemudian catatlah hasilnya
pada tabel 5.1.
3) Dari hasil langkah (2) tentukan penguatan arus dc transistor (β) dan catatlah hasilnya pada tabel
5.1.
4) Dengan menggunakan voltmeter dc ukurlah tegangan pada V B dan VC (VCEQ) secara
individual, dan catatlah hasilnya pada tabel 5.1.
5) Bandingkan nilai yang didapat dari langkah (4) dengan nilai yang didapat secara teori dengan
nilai β yang didapat dari langkah (3) dan untuk nilai V BE= 0,7 V, dan catatlah hasilnya pada
tabel 5.1.
6) Hitunglah titik saturasi [IC(sat)] pada garis beban dari rangkaian percobaan ini dengan persamaan
Dan catatlah hasilnya pada tabel 5.2.
7) Hitunglah titik cut-off [VCE(off)] pada garis beban dari rangkaian percobaan ini dengan
persamaan
9
Dan catatlah hasilnya pada tabel 5.2.
8) Dari hasil pada langkah (6) dan (7), gambarkan garis beban dc pada kertas grafik (millimeter),
kemudian letakkan titik kerja transistor (Q) yang didapat dengan pengukuran dan perhitungan.
9) Dengan menggunakan transistor nomor seri yang berbeda, ulangi langkah (2) sampai dengan
(8).
10) Dari hasil pengukuran dan perhitungan pada tabel 5.1 dan 5.2, berikan kesimpulan yang didapat
dari percobaan ini.
Tabel 5.1: Data pengukuran dan perhitungan parameter transistor
Tabel 5.2: Data untuk kondisi saturasi dan cut-off
5.6 Peralatan yang digunakan Bias Pembagi Tegangan:
1) Modul praktikum, breadboard dan komponennya
2) Mikro dan Mili-Ammeter dc
3) Voltmeter dc
4) DC Power Supply
10
5.7 Rangkaian Percobaan Bias Pembagi Tegangan:
Gambar 5.9: Rangkaian bias pembagi tegangan
5.8 Prosedur Percobaan dan Tugas Bias Pembagi Tegangan:
1) Rangkaikan seperti pada gambar 5.9 yang bersesuaian dengan modul praktikum atau dengan
menggunakan breadboard.
2) Dengan menggunakan nilai VBEyang umum untuk transistor silikon (0,7 V), hitunglah nilai
tegangan dc base (VB), emitter (VBE), collector (VC), dan collector-emitter (VCE) untuk
rangkaian percobaan voltage divider biasing, gambar 5.9, kemudian catatlah hasilnya pada tabel
5.3.
3) Dengan menggunakan voltmeter dc, secara bergantian ukurlah tegangan base (VB), emitter (V
BE), collector (VC), dan collector-emitter (VCE) untuk rangkaian percobaan gambar 5.9,
kemudian catatlah hasilnya pada tabel 5.3.
4) Bandingkan hasil yang didapat dari langkah (2) dan (3). Error yang terjadi tidak lebih dari 10%.
5) Dengan menggunakan voltmeter dc ukurlah tegangan pada RC, untuk mendapatkan nilai ICQ,
kemudian catatlah hasilnya pada tabel 5.3.
6) Hitunglah arus collector IC, dengan rumusan pendekatan
kemudian catatlah hasilnya pada tabel 5.3.
7) Hitunglah titik saturasi [IC(sat)] pada garis beban dari rangkaian percobaan ini dengan persamaan
11
Dan catatlah hasilnya pada tabel 5.4.
8) Hitunglah titik cut-off [VCE(off)] pada garis beban dari rangkaian percobaan ini dengan
persamaan
Dan catatlah hasilnya pada tabel 5.4.
9) Dari hasil pada langkah (7) dan (8), gambarkan garis beban dc pada kertas grafik (millimeter),
kemudian letakkan titik kerja transistor (Q) yang didapat dengan pengukuran dan perhitungan.
10) Dengan menggunakan transistor nomor seri yang berbeda, ulangi langkah (2) sampai dengan
(9).
11) Dari hasil pengukuran dan perhitungan pada tabel 5.3 dan 5.4, berikan kesimpulan yang didapat
dari percobaan ini.
Tabel 5.3: Data pengukuran dan perhitungan parameter transistor
Tabel 5.4: Data untuk kondisi saturasi dan cut-off
12
RANGKAIAN KOMPARATOR
6.1. Tujuan
1. Mahasiswa mengetahui karakteristik rangkaian komparator sebagai aplikasi dari rangkaian OP
AMP.
2. Mahasiswa dapat merangkai rangkaian komparator sebagai aplikasi dari rangkaian OP AMP.
3. Mahasiswa dapat menganalisis karakteristik rangkaian komparator sebagai aplikasi dari
rangkaian OP AMP.
6.2. Dasar Teori
Operational Amplifier atau disingkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang populer
digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-am populer yang paling sering
dibuat antara lain adalah rangkaianinverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok
bahasan kali ini akan dijelaskan aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu sebagai pembanding tegangan
(komparator).
Komparator digunakan sebagai pembanding dua buah tegangan. Pada perancangan ini, tegangan yang
dibandingkan adalah tegangan dari sensor dengan tegangan referensi. Tegangan referensinya dilakukan
dengan mengatur variabel resistor sebagai pembanding. Rangkaian dasar komparator dengan catu
tegangan tungggal ditunjukkan pada Gambar 6.1.
Gambar 6.1 Rangkaian Dasar Komparator
Prinsip kerja rangkaian adalah membandingkan amplitudo dua buah sinyal, jika +Vin dan −Vin
masing-masing menyatakan amplitudo sinyal input tak membalik dan input membalik, Vo dan Vsat
masing-masing menyatakan tegangan output dan tegangan saturasi, maka prinsip dasar dari komparator
adalah
+Vin ≥ −Vin maka Vo = Vsat+
+Vin < −Vin maka Vo = Vsat−
Keterangan:
+Vin = Amplitudo sinyal input tak membalik (V)
−Vin = Amplitudo sinyal input membalik (V)
Vsat+ = Tegangan saturasi + (V)
Vsat− = Tegangan saturasi - (V)
Vo = Tegangan output (V)
Bentuk fisik IC LM 324 sebagai komparator seperti Gambar 6.2.
Gambar 6.2 Bentuk Fisik IC LM324 Sebagai Komparator
Fungsi Pin IC:
Pin 1 = output 1
Pin 2 = input 1 negatif
Pin 3 = input 1 positif
Pin 4 = VCC
Pin 5 = input 2 positif
Pin 6 = input 2 negatif
Pin 7 = output 2
Pin 8 = output 3
Pin 9 = input 3 negatif
Pin 10 = input 3 positif
Pin 11 = GND
Pin 12 = input 4 positif
Pin 13 = input 4 negatif
Pin 14 = output 4
5.3. Peralatan yang digunakan:
1. IC LM 324
2. Potensiometer 50Kohm
3. Power Supply
4. AVO meter
5. Pinset
6. Jumper
6.4. Rangkaian Percobaan
Gambar 6.3 Rangkaian Dasar Komparator
5.5. Prosedur Percobaan dan Tugas
1) Hubungkan konektor VCC 12 Volt pada tegangan sumber 12 Volt
2) Hubungkan konektor GND pada ground.
3) Sambunglah masukan V in + pada tegangan 5 Volt
4) Atur tegangan potensio lalu ukur tegangan sebesar 1V pada V in 5) Amati IND OUT dan ukur tegangan pada Vout
6) Catat hasil pada tabel hasil yang telah disediakan
7) Kemudian atur lagi tegangan pada potensio sesuai tabel percobaan lalu catat tegangan V out
8) Kemudian analisis lalu beri kesimpulan hasil praktikum yang telah dilakukan.
Tabel 6.1 Hasil Percobaan
Tabel 6.2 Analisis Hasil Percobaan
5.6. Latihan
1) Bagaimanakah prinsip rangkaian komparator!
2) Sebutkan karakteristik dari IC LM324 sesuai dengan datasheet!
3) Buatlah aplikasi yang menggunakan rangkaian Op-Amp dengan komparator!