170611224454MODUL PRAKTEK RANGKAIAN ELEKTRONIKA

MODUL PRAKTEK
RANGKAIAN ELEKTRONIKA
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRONIKA
PROGRAM PENDIDIKAN VOKASI
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
Percobaan 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
Petunjuk Praktikum Elektronika
1
Percobaan 1
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
1
VO  V p  Vr
2
dimana Vp adalah magnituda tegangan puncak sinyal AC yang disearahkan dan tegangan
ripple Vr sebesar
Vr 
Vp
2 fCR
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
RO 
1
4 fC
Besaran lain yang dapat digunakan untuk menunjukkan perilaku yang sama adalah faktor
regulasi tegangan VR. Besaran ini tidak bersatuan dan didefinisikan sebagai
VR 
Vnl  V fl
V fl
 100 %
dimana Vnl adalah tegangan tanpa beban dan Vfl adalah tegangan beban penuh. Nilai
regulasii tegangan VR yang kecil menunjukkan sumber tegangan yang lebih baik.
2
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.
Gambar 2 Rangkaian clipper dengan dioda zener
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
3
Percobaan 1
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.
4
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
Petunjuk Praktikum Elektronika
5
Percobaan 1
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.
Gambar 6 Rangkaian filter
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.
6
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
D2
5V
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
7
Percobaan 1
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).
8
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
Catatan
Breakdown [V]
Silikon
Germanium
Zener
Kurva Karakteristik Dioda
Dioda Silikon
Petunjuk Praktikum Elektronika
9
Percobaan 1
Dioda Germanium
Dioda ZENER
10
Percobaan 1
Tabel Pengamatan Penyearah dan Filter
Rangkaian Diamati
Resistansi
[Ω]
Kapasitan
si [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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
11
Percobaan 1
Tabel Pengamatan Arus Dioda
12
Percobaan 1
Tabel Pengamatan Rangkaian Clipper
Tabel Pengamatan Rangkaian Clamper
Petunjuk Praktikum Elektronika
13
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
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.
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
Petunjuk Praktikum Elektronika
15
Percobaan 2
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.
IC
I
dan   C ,
IE
IB

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: I C   I ES eVBE / kT . Persamaan ini dapat digambarkan sebagai kurva seperti
ditunjukkan pada gambar berikut ini.
16
Percobaan 2
Dari kurva di atas juga dapat diperoleh transkonduktansi dari transistor, yang merupakan
kemiringan dari kurva di atas, yaitu
gm 
I C
VBE
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
=VBE+VCB
~0.7V
0
Reverse
Saturasi
=.IB
Max
~ 0V
~0.7V
Cut-Off
~0
=VBE+VCB
0
Forward Forward
0.7V<VCE<0
0
-
Forward
Dalam kurva IC-VCE mode kerja transistor ini ditunjukkan pada area-area dalam gambar
berikut ini.
Petunjuk Praktikum Elektronika
17
Percobaan 2
Alat dan Komponen yang Digunakan

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 :
A
+
RC
( minimum)
-
10Vdc
C
B
+
Generator
Sinyal
-
E
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 :
18
-
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.
A
-
RC
( minimum)
C
Generator
Sinyal
+
B
Sumber
Arus
(25uA)
E
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.
4. Gunakan setting osiloskop :
-
Skala X pada nilai 1V/div dengan kopling DC,
Petunjuk Praktikum Elektronika
19
Percobaan 2
-
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 I C - 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.
iC
IC2
IC1
vCE
-VA
0
VCE1
VCE2
3. Hitunglah nilai tegangan Early dengan persamaan berikut :
𝑉𝐶𝐸2 𝐼𝐶1 − 𝑉𝐶𝐸1 𝐼𝐶2
𝑉𝐴 =
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)
20
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.
A
RC
C
+
9Vdc
-
B
Generator +
Sinyal
-
Sumber
Arus
E
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.
4. Gunakan setting osiloskop :
-
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
21
Percobaan 2
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.
Mengakhiri Percobaan
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).
2. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.
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.
4. 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.
22
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
Petunjuk Praktikum Elektronika
23
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
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
25
Percobaan 3
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.
26
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:
Av  
 ( RC // RL // ro )
r  RS
Jika terdapat resistor Re yang terhubung ke emiter, maka berlaku:
Ri = RB//rπ(1 + gmRe)
RO ≈ RC
Av  
RC // RL
re  Re
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
27
Percobaan 3
Resistansi input untuk konfigurasi ini adalah: Ri  re
Resistansi outputnya adalah: Ro  RC
Faktor penguatan keseluruhan adalah: Av 
Ri
Gm( RC // RL)
Ri  Rs
dengan, Rs 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:
28
Percobaan 3
Resistansi input: Ri  r  (   1) RL
Resistansi output: Ro  re
Faktor penguatan: Av 
( Rs // RB )
 1
RL
RL  Ro
Alat dan Komponen yang Digunakan

Sumber tegangan DC
(1 buah)

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:
Q  2 N 3904
RB  27 k RC  1 k Re  10 
C1  C 2  C 3  100 F
VCC  10 V
Petunjuk Praktikum Elektronika
29
Percobaan 3
3. Pasanglah resistor set pada modul current source untuk menghasilkan arus Ic
yang diinginkan dengan menggunakan formula
Rset 
67.7mV
Ic
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

30
gm 
 
IC
VT
IC
IB
Percobaan 3
r
re

r 
re 
gm
VT
IE
Penguat CE
Av
Av  
 ( RC // RL // ro )
r  RS
Rin
Ri  RB // r 
Rout
Ro  RC // ro 
Penguat CE dengan RE
Av
Av  
RC // RL
re  Re
Rin
Ri  RB // 1  g m re r 
Rout
Ro  RC // ro 
Penguat CB
Av
Av 
Rin
Ri  re
Rout
Ro  RC
Ri
Gm( RC // RL)
Ri  Rs
Penguat CC
Av
Av 
Rin
Ri  r  (  1) RL
Rout
Ro  re
RL
RL  Ro
( Rs // RB )
 1
Common Emitter
A. Faktor Penguatan
Petunjuk Praktikum Elektronika
31
Percobaan 3
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.
32
Percobaan 3
B. Resistansi Input
12. Lepaskan hubungan Frekuensi Generator dan Osiloskop dari rangkaian.
13. Atur kembali fungsi generator untuk menghasilkan sinyal sinusoidal sebesar V pp
= 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).
Petunjuk Praktikum Elektronika
33
Percobaan 3
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.
34
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
35
Percobaan 3
C. Resistansi Output
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.
36
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.
C. Resistansi Output
32. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Output untuk
Common Emitter (kecuali langkah 18) pada rangkaian di bawah ini.
Petunjuk Praktikum Elektronika
37
Percobaan 3
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.
Mengakhiri Percobaan
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).
35. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.
36. 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.
37. 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.
38
Percobaan 3
Kurva karakteristik IC vs VCE 2N3904
12
11
10
9
8
IC
7
6
5
4
3
2
1
0
0
2
6
4
8
10
VCE
Petunjuk Praktikum Elektronika
39
Percobaan 4
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
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.
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.
40
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
Petunjuk Praktikum Elektronika
41
Percobaan 4

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.
Alat dan Komponen yang Digunakan

Sumber tegangan DC
(2buah)

Generator Sinyal
(1 buah)

Osiloskop
(1 buah)

Multimeter
(3 buah)

Kit Transistor sebagai switch

Breadbord

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
(1 buah)
Langkah Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum.
Kurva Karakteristik Transistor MOSFET
42
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
43
Percobaan 4
ID(mA)
VDS(V)
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.
44
Percobaan 4
11. Hitunglah gm dengan terlebih dahulu mencari nilai K berdasarkan formula
i D  K (vGS  Vt ) 2 dan g m  2K (vGS  Vt ) .
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
45
Percobaan 4
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.
46
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
47
Percobaan 4
Penguat Common Drain
32. Lakukan percobaan Faktor Penguatan, Resistansi input, dan Resistansi Output
seperti pada Common Source, namun dengan konfigurasi rangkaian di bawah
ini.
Mengakhiri Percobaan
33. 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).
34. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.
35. 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.
36. 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.
48
Percobaan 4
Kurva disipasi daya maksimum CD4007
ID(mA)
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
VDS(V)
Petunjuk Praktikum Elektronika
49
Percobaan 5
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
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.
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 prategangan (bias) dari emitter-base.
50
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
51
Percobaan 5
Alat dan Komponen yang Digunakan

Sumber tegangan DC
(1 buah)

Osiloskop
(1 buah)

Kit Transistor sebagai Switch
(1 buah)

Multimeter Analog dan Digital
(2 buah)

Kabel-kabel
(2 buah)
Langkah Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum.
Transistor BJT Sebagai Switch
Vcc
Vcc
Rc
IC
Relay
A
Lampu
12 V
VCE
Rvar
100 k
IB
V
A
V
VBE
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.
52
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.
Vdd
Rd
2,2K
Id
D
Rvar
Vds
G
100K
Vgs
s
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.
Petunjuk Praktikum Elektronika
53
Percobaan 5
Vdd
Rd
+
D
G
+
Vout
Vin
s
-
-
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.
Vdd
Id
D
Rvar
a
G
100K
Vout
Vgs
S
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).
54
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.
32. Amati dan gambar kurva tersebut pada buku log praktikum.
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.
35. Amati dan gambar kurva tersebut pada buku log praktikum.
Petunjuk Praktikum Elektronika
55
Percobaan 5
Mengakhiri Percobaan
36. 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).
37. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.
38. 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.
39. 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.
56
Percobaan 5
Petunjuk Praktikum Elektronika
57
Percobaan 6
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.
58
Percobaan 6
Petunjuk Praktikum Elektronika
59
Lampiran A
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
60
Lampiran A
◦
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- Keterangan
nilai
V….
Sumber tegangan
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 E….
sv+
sv-
sc+
sc-
Source
nilai
Voltage-Controlled Current G…
sv+
sv-
sc+
sc-
Source
nilai
Current-Controlled Voltage H…
s+
s-
V…
nilai
s+
s-
V…
nilai
Source
Current-Controlled Current F…
Source
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 AC
(linierisasi)
Variabel Waktu (transien)
TRAN
61
Lampiran A
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.
R1
2
V120
R2
3
R
A
R
3
I
B
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
R23
2
3
RA
2
0
R3
3
0
* Sumber
V120
1
0
IB
3
0
.control
OP
print v(1) v(2)
.endc
.end
20
10
30
40
120
3
v(3)
v120#branch
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.
62
Lampiran A
Baris ke-8 adalah definisi sumber tegangan independen, yang dimulai dengan namanya,
nama node yang terhubung dengan kaki-positif, nama node yang terhubung dengan kakinegatif, dan nilai tegangannya dalam satuan volt. Baris ke-9 adalah definisi sumber arus
independen, yang dimulai dengan namanya, nama node yang terhubung dengan kakipositif, 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
63
Lampiran A
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.
Power
Supply
10K
1K
2n2222
Osiloskop
Function
Generator
Gambar 1. Rangkaian yang ingin dibuat
Langkah pertama, kita buka EAGLE. Lalu akan terbuka layar seperti pada gambar 2
dibawah.
63
Lampiran G
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_  REU_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.
64
Lampiran A
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.
65
Lampiran G
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.
66
Lampiran A
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
67
Lampiran G
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.
68