modul praktikum elektronika laboratorium teknik elektro

MODUL
PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS ISLAM KADIRI – KEDIRI
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
PENDAHULUAN
A. UMUM
Sesuai dengan tujuan pendidikan di UNISKA, yaitu :
-
Pembinaan hidup bermasyarakat
-
Pembinaan sikap ilmiah
-
Pembinaan sikap kepemimpinan
-
Pembinaan keahlian
Maka tugas dari Laboratorium Fakultas Teknik UNISKA antara lain :
-
Memperkuat konsep
-
Melengkapi kuliah
-
Melatih keterampilan / penerapan teori
Dengan demikian praktikum Elektronika adalah melatih keterampilan dalam menerapkan
teori-teori yang diperoleh dari mata kuliah Elektronika.
Disamping itu praktikum Elektronika dapat mengasah kemampuan mahasiswa untuk
memahami sifat dan karakteristik komponen elektronika beserta rangkaiannya. Kesungguhan
dan ketertiban dalam melakukan praktikum merupakan prasyarat utama untuk mencapai
keberhasilan praktikum anda. Oleh karena itu, selama anda melaksanakan praktikum di
laboratorium Elektronika ada beberapa hal yang perlu anda perhatikan :
1. Selama praktikum, praktikan dibimbing oleh asisten dan untuk itu praktikan harus
mempersiapkan segala sesuatu tentang percobaan yang akan dilakukan seperti yang
ada pada “BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM” bersama rekan praktikumnya.
2. Sebelum melaksanakan praktikum, periksalah semua peralatan yang akan digunakan
dan pinjamlah peralatan yang belum ada.
3. Dalam melaksanakan praktikum perlu diperhatikan penggunaan waktu yang ada,
karena waktu pelaksanaan Praktikum Mikroprosessor adalah “3 jam”.
Rincian penggunaan adalah seperti berikut :
-
Persiapan :
Untuk persiapan, praktikan diberi waktu 30 menit dan pada saat persiapan tugas
praktikan adalah : menyerahkan tugas pendahuluan dan meminjam peralatan yang
belum ada.
-
Melakukan Percobaan :
Dalam melakukan percobaan praktikan diberi waktu ± 120 menit dan sisanya (30
menit) digunakan untuk mencata hasil praktikum dalam lembar Laporan
Sementara.
Modul Praktikum Elektronika
PENDAHULUAN
ii
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
4. Tugas pendahuluan dikumpulkan sebelum praktikum dimulai kepada asistenya
masing-masing.
5. Praktikan dilarang mengerjakan Tugas Pendahuluan di lingkungan Laboratorium.
6. Sebelum melakukan percobaan, setiap praktikan harus mempersiapkan Laporan
Resmi yang telah ditulisi dengan tujuan percobaan, teori, cara kerja, serta persiapkan
pula kertas karbon dan kertas grafik bila diperlukan.
B. TATA TERTIB
Tata tertib yang harus diperhatikan dan ditaati selama melakukan praktikum Mikroprosessor
adalah :
1. Praktikan harus hadir 10 menit sebelum praktikum dimulai.
2. Praktikan baru diperkenankan masuk Laboratorium setelah percobaan yang akan
dilaksanakan dinyatakan SIAP oleh asisten.
3. Sebelum melakukan praktikum, semua perlengkapan kecuali buku petunjuk praktikum,
alat tulis dan peralatan penunjang harus diletakkan di tempat yang telah ditentukan.
4. Setiap praktikan harus melakukan percobaan dengan rekan praktikum yang telah
ditentukan.
5. Selama mengikuti praktikum, praktikan harus berpakaian sopan dan tidak diperbolehkan
memakai sandal, bertopi, merokok, membuat gaduh, dan lain-lain.
6. Selama praktikum, praktikan hanya diperbolehkan menyelesaikan tugasnya pada meja
yang telah disediakan (melakukan percobaan, membuat laporan sementara dan resmi).
7. Selama melakukan percobaan, semua data hasil percobaan ditulis dalam kolom-kolom
tabel yang dipersiapkan terlebih dahulu. Laporan sementara dibuat rangkap n + 1 dan
dilaporkan pada asisten untuk ditanda tangani. n adalah jumlah praktikan dalam satu
kelompok.
8. Berdasarkan Laporan Sementara yang telah disetujui oleh asisten, setiap praktikan
membuat Laporan Resmi sesuai dengan tugas yang diberikan dalam buku petunjuk,
kemudian diserahkan kepada asisten masing-masing dengan dilampiri laporan sementara.
9. Jika praktikan akan meninggalkan ruang praktikum, harus melaporkan pada asisten dan
demikian pula sebaliknya.
10. Praktikan yang sudah menyelesaikan tugas-tugasnya, diharuskan meninggalkan ruang
praktikum.
Modul Praktikum Elektronika
PENDAHULUAN
iii
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
C. SANKSI
Ada beberapa sanksi yang dapat diterapkan terhadap praktikan yang melanggar peraturan tata
tertib :
1. Pelanggaran tehadap :
a. Point A-5, asisten berhak melakukan pencoretan terhadap tugas yang telah
dikerjakan.
b. Point A-6, B-1, B-5, B-6, dan B-9 dikenakan sanksi pembatalan percobaan yang
dilakukan.
c. Point A-2, B-3, B-4, dan B-9 dikenakan sanksi peringatan dan apabila telah
mendapatkan peringatan 3 kali, praktikan akan dikeluarkan dan mendapat “Nilai E”.
2. Praktikan yang melakukan kecurangan dapat dikenakan sanksi berupa pembatalan seluruh
praktikum dan diberi “Nilai E”.
3. Praktikan yang karena kelalaiannya menyebabkan kerusakan atau menghilangkan alat
milik laboratorium harus mengganti alat tersebut. Apabila dalam waktu yang ditentukan
belum mengganti, maka tidak diperkenankan mengikuti praktikum berikutnya.
4. Praktikan yang tidak mengikuti praktikum sebanyak 4 kali diberi sanksi pembatalan
seluruh praktikum dan diberi “Nilai E”.
5. Sanksi lain yang ada di luar sanksi-sanksi diatas ditentukan kemudian oleh Kepala
Laboratorium.
Modul Praktikum Elektronika
PENDAHULUAN
iv
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN ...............................................................................................
ii
DAFTAR ISI .......................................................................................................
v
PERCOBAAN I. Pengujian Karakteristik Dioda ................................................
1
PERCOBAAN II. Karakteristik Penyearah dan Filter ......................................... 10
PERCOBAAN III. Karakteristik dan Penentuan Titik Kerja Transistor Bipolar .... 15
Modul Praktikum Elektronika
DAFTAR ISI
v
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
PERCOBAAN I
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
1.
TUJUAN
1) Mempelajari dan mengetahui karakteristik dasar dari dioda P-N junction.
2) Membuat sebuah karakteristik dioda arah forward dan arah reverse.
3) Mengetes dioda dengan multimeter.
4) Dapat mempergunakan karakteristik ideal dari dioda dalam menganalisa rangkaian
dioda.
2. TEORI DASAR
Kata “dioda/diode” adalah singkatan dari kata dua (di) dan elektrode (ode). Dioda ini
merupakan suatu piranti dengan dua elektrode dengan arah yang tertentu. Dengan kata
lain, dioda bekerja sebagai penghantar hanya jika beda tegangan listrik diberikan dalam
arah tertentu, tetapi dioda akan bekerja sebagai isolator bila beda tegangan diberikan
dengan arah yang berlawanan.
A
P N
K
+
Gambar 1.1. Junction Dioda Forward
Bila tipe P digabung seperti gambar diatas maka, akan terbentuk sebuah junction
dioda. Bila tegangan searah V (battery) maka dihubungkan pada sebuah dioda dengan
polaritas seperti gambar 1.1. maka akan terjadi kondisi seperti berikut :

Elektron bebas dari terminal negatif V bergerak memasuki tipe N, kemudian menolak
elektron bebas didalam tipe N menuju P – N junction.

Hole didalam tipe P ditolak oleh terminal positif V dan kemudian bergerak menuju ke P
– N junction.
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
1
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I

Elektron bebas yang terbentuk didalam tipe P ditarik ke terminal positif dan mengalir
dalam suatu rangkaian eksternal.

Proses ini berlangsung terus sehingga aliran arus tetap ada. Jika V dinaikkan lagi maka
arus didalam dioda juga naik.

Cara menghubungkan dioda ini pada rangkaian,terminal battery negatif pada tipe N
dan terminal V positif pada tipe P sehingga arus akan mengalir dan keadaan ini disebut
forward bias. Karena adanya aliran arus dalam rangkaian ini, dioda mempunyai
tahanan forward yang rendah.
P N
A
K
+
Gambar 1.2. Junction Dioda Reverse
Bila tegangan searah V dihubungkan pada sebuah dioda dengan polaritas seperti
gambar 1.2. maka kan terjadi kondisi sebagai berikut :

Terminal battery positif, elektron bebas dalam tipe N menjadi P – N junction.

Terminal negatif battery menjadi hole (h) dalam tipe P dan terminal battery negatif
pada tipe P sebagai P – N junction.

Cara menghubungkan terminal battery positif pada tipe N dan terminal battery
negative pada tipe P sehingga tidak ada penggabungan antara elektron bebas dan hole
disebut reverse bias.

Rangkaian reverse bias bisa menghasilkan suatu tahanan reverse yang tinggi dalam
dioda.
3. KARAKTERISTIK DIODA
Karakteristik dioda terlihat pada gambar 1.3. dari sini jika nilai-nilai tegangan yang
positif, hambatannya akan lebih kecil dari nilai-nilai negatif, jadi dapat dibedakan arah
forward dan reverse. Dioda tidak simetris karena arus pada tegangan tertentu tergantung
dari cara dioda itu dihubungkan pada tegangan ini.
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
2
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
Id
Bias
forward
Bias
reverse
Gambar 1.3 Karakteristik Diode
Arus yang mengalir dapat dibaca bila terdapat tegangan tertentu melalui dioda itu.
Menurut konstruksi dalamnya terdapat berbagai tipe dengan segala sifat-sifatnya.
Dalam percobaan ini akan diamati karakteristik I=f(V) tiga jenis dioda, yaitu:
a. Dioda germanium
b. Dioda silicon
c. Dioda zener
Dengan menggunakan rangkaian kit praktikum yang tersedia, amati dan pahami :
a. Tegangan CUT IN
b. Tegangan BREAKDOWN
c. Kemiringan kurva yang berarti besarnya resistansi dinamis dioda pada titik tertentu
d. Penggunaan diode berdasarkan karakteristik
4. ALAT-ALAT PERCOBAAN
a.
Multimeter analog 2 buah
b. Multimeter digital 1 buah
c.
Kabel penghubung
d. Panel percobaan
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
3
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
5. PELAKSANAAN PERCOBAAN
5.1. Menentukan Elektroda Dioda
a. Saklar jangkah multimeter (ohm) diposisikan pada range X 100 atau X 1K
b. Hubungkan kabel-kabel probe multimeter pada elektroda-elektroda dari diode
secara sembarang
c. Untuk memberikan hasil yang pasti, ulangi langkah 2 diatas dengan membalikkan
hubungan elektroda dan kabel probe dari multimeter.
5.2. Mengetes Komponen Dioda
a.
Saklar jangkah multimeter (ohm) diposisikan pada range X 100 atau X 1K
b. Ukur resistansi maju dioda, kabel probe warna merah multimeter dihubungkan
pada elektroda katoda dan kabel probe warna hitam multimeter pada elektroda
anoda dari dioda
c.
Ukur resistansi balik dari dioda, kabel probe warna merah multimeter dihubungkan
pada elektroda katoda dan kabel probe warna hitam multimeter pada elektroda
katoda dari dioda.
5.3. Menetukan Bahan Dioda
a. Dioda (A) diberi pancaran maju dari battery melewati sebuah resistor 1K ohm.
b. Jangkah dari multimeter diposisikan pada DC Volt terendah (tetap lebih tinggi dari
0,6 Volt).
c. Ukur tegangan ambang dioda, kabel probe warna merah dari multimeter
(VDC) dihubungkan pada elektroda katoda dari dioda (gambar 1.4)
d. Ulangi langkah a – c untuk dioda (B)
D
R 1K
+
6V
+
V
-
Gambar 1.4. Cara Menentukan Bahan Diode
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
4
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
TABEL PERCOBAAN MENENTUKAN BAHAN DIODA
Dioda
Jenis Bahan Dioda *)
Tegangan Ambang Dioda
(VDC)
*)
A
..........V
B
..........V
di isi germanium/silikon
5.4. Mengukur Karakteristik Diode
Percobaan Forward Bias
+
R 1K
mA
Potensio
10K
+
POWER
SUPPLY
12 V
+
Vm
Dioda
Gambar 1.5. Rangkaian Percobaan Forwad Bias
a.
Rangkailah percobaan seperti gambar 1.5
b. Hubungkan rangkaian dengan menggunakan dioda germanium (Ge)
c.
Pasanglah power supply sebesar 12 volt (potensiometer dalam keadaan minimum)
seperti pada gambar rangkaian dan kemudian di ON-kan
d. Jangkah alat ukur diposisikan pada posisi DC mA dan dipasang seperti pada gambar
rangkaian
e.
Aturlah arusnya dengan menggunakan potensiometer : 2 mA, 3 mA sampai 12 mA.
f.
Catatlah tegangan dioda untuk masing-masing arus diatas
g.
Cantumkan hasil percobaan dalam tabel yang telah disediakan
h. Ulangi percobaan diatas untuk dioda silicon (Si)
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
5
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
TABEL PERCOBAAN FORWARD BIAS DIODA
ARUS DIODA
TEG.DIODA
TEG.DIODA
GERMANIUM
SILIKON
2 mA
3 mA
4 mA
5 mA
6 mA
7 mA
8 mA
9 mA
10 mA
11 mA
12 mA
Percobaan Reverse Bias
+
R 1K
+
POWER
SUPPLY
9V
POTENSIO
10K
mA
+
Vm
DIODA
Gambar 1.6. Rangkaian Percobaan Reverse Bias
a.
Rangkailah percobaan seperti gambar 1.6
b. Hubungkan rangkaian dengan menggunakan dioda germanium (Ge)
c.
Pasanglah power supply sebesar 9 volt (potensiometer dalam keadaan minimum)
seperti pada gambar rangkaian dan kemudian di ON kan
d. Jangkah alat ukur diposisikan pada posisi 0 Volt dan dipasang seperti pada gambar
rangkaian
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
6
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
e.
Pasanglah multimeter untuk mengukur tegangan (Vi seperti pada rangkaian) atur
tegangan dengan mengatur potensiometer sebagai berikut: 0; 1; 2; sampai 8 Volt
f.
Ukur arus dioda untuk masing-masing tegangan diatas
g.
cantumkan hasil percobaan dalam tabel yang telah disediakan
h. Ulangi percobaan diatas untuk dioda silicon (Si)
TABEL PERCOBAAN REVERSE BIAS DIODA
TEG. DIODA
ARUS DIODA
ARUS.DIODA
GERMANIUM
SILIKON
0V
1V
2V
3V
4V
5V
6V
7V
8V
Percobaan Diode Zener
R 330
+
mA
`
Potensio
10K
+
POWER
SUPPLY
12 V
+
+
Vm1
Vm2
Zener
6v8
Gambar 1.7. Rangkaian Percobaan Diode Zener
a.
Rangkailah percobaan seperti gambar 1.7
b. Pasanglah power supply sebesar 12 volt (potensiometer dalam pada posisi
minimum)
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
7
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
c.
Pasanglah multimeter untuk mengukur arus pada dioda
d. Pasanglah multimeter untuk mengukur tegangan pada dioda. (Vi seperti pada
rangkaian) atur tegangan dengan mengatur potensiometer sebagai berikut : 0, 1, 2
sampai 9 Volt
e.
Ukur arus diode zener untuk masing-masing tegangan diatas
f.
Ukur tegangan dioda (Vm2) untuk masing-masing tegangan (Vm1) diatas
g.
Cantumkan hasil percobaan dalam tabel yang telah disediakan
TABEL PERCOBAAN DIODA ZENER
TEG. INPUT
TEG.DIODA
TEG.DIODA
ZENER (Vm1)
GERMANIUM
SILIKON
0V
1V
2V
3V
4V
5V
6V
7V
8V
10 V
6.
MENGAKIRI PERCOBAAN
a.
Sebelum meninggalkan meja percobaan, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel dan
matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari jala‐jala ke
kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan
dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off). Praktikan yang tidak
membereskan meja praktikum akan mendapatkan potongan nilai.
b. Pastikan dosen pembimbing anda telah menandatangani catatan percobaan kali ini
pada pada Laporan Hasil Percobaan anda. Catatan percobaan yang tidak
ditandatangani oleh dosen tidak dapat dilampirkan dalam Laporan Hasil Praktikum
(Laporan hasil praktikum tidak dapat dinilai)
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
8
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
7. TUGAS DAN PERTANYAAN
1) Berapa tegangan cut in dari dioda: germanium, silicon dan zener?
2) Berapa tegangan breakdown dioda: germanium, silicon dan zener?
3) Gambar grafik untuk karakteristik dari percobaan diatas?
4) Apa yang saudara ketahui tentang perbedaan dioda germanium dan silicon?
5) Beri kesimpulan dari hasil percobaan yang saudara lakukan?
Modul Praktikum Elektronika
PENGUJIAN KARAKTERISTIK DIODA
9
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
PERCOBAAN 2
KARAKERISTIK PENYEARAH DAN FILTER
1.
Tujuan
1) Mempelajari macam-macam filter yang bisa digunakan pada suatu sumber tegangan
DC
2) Mengetahui tegangan ripple dan tegangan regulasi
3) Mengetahui tiga jenis penyearah gelombang sinus yaitu:
2.
-
Penyearah gelombang setengah
-
Penyearah gelombang penuh (dengan trafo center tap)
-
Penyearah gelombang penuh tipe jembatan
Teori Dasar
2.1 Penyearah setengah gelombang
D
RL
C
Gambar 2.1 penyearah setengah gelombang
2.2 Penyearah gelombang penuh tipe jembatan
C
D
RL
Gambar 2.2 Penyearah gelombang penuh tipe jembatan
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK PENYEARAH DAN FILTER
10
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
2.3 Penyearah gelombang penuh ( dengan trafo center tap )
D
C
RL
Gambar 2.3 Penyearah gelombang penuh (dengan trafo center tap)
Suatu analisa pendekatan untuk suatu penyearah gelombang penuh dengan filter C
dapat dilihat pada buku “millmen halkias Integrated Elektronics” halaman 113 pada
persamaan ( 4.32 ) diperoleh :
Vdc = Vin - (Idc / 4fc) dan R0 = 1 / 4fc
Untuk suatu tegangan ideal harus diperoleh R0 = 0, sehingga dari persamaan diatas
terlihat bahwa kita harus membuat nilai C sebesar mungkin. Dengan membuat C sebesar
mungkin, kita akan mendapat tegangan ripple rendah dan regulasi tegangan yang baik.
Dalam percobaan kali ini kita akan mencari nilai tahanan output sumber tegangan R0 dan
membandingkannya untuk bermacam-macam bentuk filter dan melihat pengaruh
pembebanan pada besar tegangan ripple.
3.
Alat-Alat Percobaan
a.
Osiloskop
b. Voltmeter
c.
Resistor 15 ohm 20 watt, 20 ohm 20 watt, 100 ohm 10 watt
d. Modul praktikum
e.
Kabel secukupnya
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK PENYEARAH DAN FILTER
11
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
4.
Petunjuk pelaksanaan percobaan
4.1. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang
1) Amati rangkaian diatas (gambar 2.1)
2) Buatlah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan trafo center tap
dengan C pasang di J2, pasang tahanan beban (RL) = 20 ohm 20 watt pada titik F
dan GND. Amati dan gambar bentuk gelombang output pada titik F
3) Hubungkan C1, gambar bentuk gelombangnya ukur dengan voltmeter DC dan
catat pada tabel 2.1
4.2. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
1) Rangkailah penyearah gelombang penuh dengan menghubungkan J2, CT dengan
J1 yang menuju ke dioda, pasang J8, pasang tahanan beban (RL) = 20 ohm pada
titik F dan GND. Gambar bentuk gelombang output pada titik F
2) Hubungkan C1, gambar bentuk gelombangnya ukur dengan voltmeter DC dan
catat pada tabel 2.1
3) Ganti RL dengan nilai yang berbeda dan C (2 nilai) amati dan catat besarnya
tegangan ripple (isi tabel 2.2)
4) Buat rangkaian penyearah gelombang penuh jembatan seperti terlihat langkah no.
1 kemudian ulangi langkah no. 2 (isi tabel 2.3)
5) Gantilah filternya dengan filter C, RC, CRC dan CLC dengan memasang sejumlah
jumper yang sesuai pada posisinya, pergunakanlah nilai C = 1mF dan RL = 20
ohm/20 watt kemudian isi tabel 2.4
Tabel 2.1 bentuk gelombang dan pengukuran tegangan dengan DC Voltmeter
Setengah gelombang
Bentuk Gelombang
Gelombang penuh
Tegangan
DC
Bentuk Gelombang
Tegangan
DC
Tanpa C
Dengan C
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK PENYEARAH DAN FILTER
12
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
Tabel 2.2 pengaruh nilai C dan RL, terhadap tegangan ripple pada penyearah
gelombang penuh
Filter C
Tegangan Ripple (VP-P)
RL = 20 Ω / W
RL = 100 Ω /10 W
C1 = 1 mF
C2 = 2,2 mF
C1 + C2
Tabel 2.3 pengaruh nilai C dan RL,terhadap tegangan ripple pada penyearah
setengah gelombang
Filter C
Tegangan Ripple (VP-P)
RL = 20 Ω / 40 W
RL = 100 Ω /10 W
C1 = 1 mF
C2 = 2,2 mF
C1 + C2
filter
Tegangan Ripple (VP-P)
C
RC
CRC
CLC
5.
MENGAKIRI PERCOBAAN
a.
Sebelum meninggalkan meja percobaan, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel dan
matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari jala‐jala
ke kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan
dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off). Praktikan yang tidak
membereskan meja praktikum akan mendapatkan potongan nilai.
b. Pastikan dosen pembimbing anda telah menandatangani catatan percobaan kali ini
pada pada Laporan Hasil Percobaan anda. Catatan percobaan yang tidak
ditandatangani oleh dosen tidak dapat dilampirkan dalam Laporan Hasil Praktikum
(Laporan hasil praktikum tidak dapat dinilai)
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK PENYEARAH DAN FILTER
13
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
6.
Tugas dan pertanyaan
1) Apakah beda penyearah setengah gelombang dengan gelombang penuh?
2) Apa pula bedanya penyearah dengan dua dioda dan dioda jembatan?
3) Carilah keuntungan dari penambahan komponen L (filter LC dan filter CLC)
dibandingkan dengan C, RC dan CRC?
4) Apakah hubungan antara besar RL, besar tegangan Ripple dan regulasi tegangan?
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK PENYEARAH DAN FILTER
14
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
PERCOBAAN 3
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
1.
Tujuan
Mempelajari karakteristik dari arus kolektor (IC), tegangan kolektor emitter (Vce) dan
pengertian mengenai beban serta titik kerja.
2.
Pendahuluan
Penguat transistor harus dioperasikan di daerah linier pada karakteristiknya agar
diperoleh sinyal keluaran yang tidak cacat (distorsi). Untuk dapat mengoperasikannya
secara tepat, pemahaman karakteristik, titik kerja, disipasi daya transistor dan rangkaian
pra-tegangan (bias) mutlak diperlukan.
a.
Disipasi kolektor
Transistor agar bekerja dengan aman haruslah bekerja disebelah kiri bawah
disipasi daya kolektor. Besar daya yang didisipasikan dikolektor transistor, merupakan
hasil kali (Vce x Ice) transistor, nilai maksimum disipasi ini tidak boleh melampaui batas
kemampuan yang telah ditentukan pabrik bagi transistor tersebut.
b. Garis beban DC
Tingkah laku penguat transistor dapat dikaji melalui cara grafis dengan bantuan
garis beban. Besar sinyal masukan V input yang dapat diterapkan ke transistor (untuk
operasi transistor tanpa beban, keluaran tidak dipasangi beban), dapat ditaksir dari
garis beban:
Persamaan garis beban dapat diperoleh dari persamaan KVL, pada rangkaian.
Vcc = ( Icc x Rcc ) + Vce
Dan koordinat dari garis beban diperoleh dengan memasukan nilai istimewa, Ic =
0 dan Vcc = 0 ke persamaan diatas.
( Vcc,Ic )= ( Vcc,0 ) dan (0,Vcc/Rc )
Tak lain merupakan tempat kedudukan garis beban yang terletak di sumbu datar
Vce dan sumbu tegak Ic. Garis beban kini dapat digambarkan ke karakteristik Ic – Vcc.
Dapat kita lihat sekarang, garis beban dapat dipakai untuk menentukan besarnya sinyal
masukan V input yang dapat kita berikan ke transistor. Besar simpangan maksimum V
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
15
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
input bergantung faktor kemiringan garis beban, 0 = (1/RL). Kemiringan dapat diatur
dengan mengubah tegangan sumber VCC dan nilai resistor RC.
c.
Titik kerja
Garis beban akan memotong sekelompok kurva arus basis konstan ( Ib ). Dengan
memilih Ib tertentu (diatur oleh rangkaian bias), garis beban akan memotong kurva Ib
terpilih tadi. Titik kerja merupakan kondisi awal transistor, dapat dilakukan dengan
mengubah nilai Ib.
d. Tingkah laku
Dengan menerapkan sinyal V input dimasukkan titik kerja akan bergeser dari
kedudukan awal, naik turun sepanjang garis beban menyesuaikan dengan perubahan
sinyal. Dapat kita lihat dari garis beban dikarakteristik IC – VCC, sinyal masukan
memungkinkan titik kerja mencapai keadaan ekstrim. Batas atas dimana arus kolektor
sepenuhnya mengalir didalam transistor. pada kondisi ini:
VCE 0.IC = VCC/RC
Pada keadaan ini transistor memasuki daerah kerja jenuh atau saturasi. Tetapi
kondisi sinyal masukan dapat menggeser titik kerja transistor kebawah transistor, disini
tidak mengalir arus sama sekali arus kolektor. Arus IC = 0 dan tegangan Vce = VCC. Pada
saat ini transistor disebut dalam keadaan padam atau cut off. Dalam percobaan ini kita
akan mengamati pengaruh penempatan titik kerja, yang ditetapkan dengan mengubah
rangkaian pra tegangan (bias) untuk mendapat Ib tertentu.
Untuk perhatian :
Pengaturan Ib harus dilakukan berhati-hati agar disipasi daya maksimum kolektor tidak
terlampaui.
3.
ALAT - ALAT PERCOBAAN
a.
Kit praktikum karakteristik transistor
b. Osiloskop
c.
Generator sinyal
d. Amperemeter analog 1 buah
e.
Amperemeter analog 1 buah
f.
Voltmeter analog 1 buah
g.
Kabel secukupnya
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
16
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
4.
GAMBAR RANGKAIAN UJI COBA TRANSISTOR
RC
A
iC
VCC
RB
A
ib
VB
5.
V
TR
VCE
PELAKSANAAN PERCOBAAN
5.1. Karakteristik Transistor
a.
Hubungkan peralatan sesuai dengan gambar
b. Atur tegangan keluaran VCC = 1 Volt dengan cara memutar pemutar VCC
c.
Atur Vb dan Rb sehingga didapat nilai Ib sesuai tabel (mulailah dengan mengeset Vb
yang kecil)
d. Kemudian isilah nilai IC, VCE pada tabel yang telah disediakan
e.
Ulangi langkah a – d dengan mengganti VCC = 2 Volt, 3 Volt, 4 Volt, 5 Volt, 6 Volt, 7
Volt, 8 Volt, 9 Volt, 10 Volt
Tabel percobaan dengan VCC = 1 volt
No
Ib ( µA )
IC ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
17
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
Tabel percobaan dengan VCC = 2 volt
No
Ib ( µA )
IC ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Tabel percobaan dengan VCC = 3 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Tabel percobaan dengan VCC = 4 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
18
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
Tabel percobaan dengan VCC = 5 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Tabel percobaan dengan VCC = 6 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Tabel percobaan dengan VCC = 7 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
19
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
Tabel percobaan dengan VCC = 8 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Tabel percobaan dengan VCC = 9 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
Tabel percobaan dengan VCC = 10 volt
No
Ib ( µA )
Ic ( µA )
Vce ( volt )
1
2
3
4
5
6
5.2. Garis beban
a.
Pilihlah nilai sumber VCC = 10 volt
a) Koordinasi saturasi
Ditentukan oleh Ic maksimum saat Vcc minimum
b) Koordinasi cut off
Ditentukan oleh Ic minimum saat Vce maksimum
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
20
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
Ic
Ujung atas
Ic
maks
Ujung tengah
Ujung bawah
Gambar grafik garis beban
b. Hubungkan sinyal generator (Frekuensi = 1 kHz, bentuk gelombang sinus dan
amplitudo = 100 mVP-P diukur dalam keadaan sebelum dihubungkan ke penguat)
ke masukan penguat dan amati gelombang keluarannya.
c.
Pengamatan ulang bentuk gelombang, mengulang prosedur diatas untuk titik kerja
:
1.
-
Di ujung bawah ( Ib = 100 µA )
-
Di ujung tengah ( Ib = 350 µA )
-
Di ujung atas ( Ib = 600 µA )
MENGAKIRI PERCOBAAN
a.
Sebelum meninggalkan meja percobaan, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel dan
matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari jala‐jala
ke kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan
dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off). Praktikan yang tidak
membereskan meja praktikum akan mendapatkan potongan nilai.
b. Pastikan dosen pembimbing anda telah menandatangani catatan percobaan kali ini
pada pada Laporan Hasil Percobaan anda. Catatan percobaan yang tidak
ditandatangani oleh dosen tidak dapat dilampirkan dalam Laporan Hasil Praktikum
(Laporan hasil praktikum tidak dapat dinilai)
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
21
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO
F AK U L T AS T E K N I K
U N I V E R S I T A S I S L AM K AD I R I
6.
Tugas dan pertanyaan
1) Jelaskan perhitungan menggunakan garis beban?
2) Gambarlah dengan menggunakan kertas millimeter
-
Karakteristik transistor berdasarkan percobaan yang dilakukan diatas
-
Garis beban
-
Garis disipasi kolektor maksimum untuk jenis transistor jenis 2N2219 (Pmax….mW)
3) Apa yang diperoleh dari gelombang keluaran untuk titik kerja diatas? Mengapa
demikian? Terangkan?
4) Jelaskan pengertian titik linier?
5) Apakah titik kerja yang dipilih masih berada didalam daerah linier? Di daerah titik kerja
manakah menurut saudara, karakteristik transistor tersebut tidak linier lagi?
6) Di daerah titik kerja manakah transistor difungsikan sebagai saklar?
Modul Praktikum Elektronika
KARAKTERISTIK DAN PENENTUAN TITIK KERJA TRANSISTOR BIPOLAR
22