LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA ANALOG RANGKAIAN PENGUAT COMMON COLLECTOR Disusun Oleh: Anisa Fiani (191331005) Kelompok 6 Tanggal Praktikum : 2 Juli 2020 Tanggal Pengumpulan : 9 Juli 2020 Ridwan Solihin, DUTech., SST., MT Taviv Sutisna, ST Ginanjar Suwasono Adi, S.ST, M.Sc Program Studi D3 – Teknik Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Bandung 2020 1. Tujuan Membuat simulasi rangkaian penguat konfigurasi CC Menetapkan / mengukur Ic, VCE. Menggambarkan garis beban dan titik kerja, Mengukur karakteristik penguatannya, yaitu: Zi(Ri), Zo / Vs=0 (Ro/ Vs=0) dan mengukur besar penguatan tegangan(Av = Vo/V)i,. Melihat kurva bodeplote (respon frekuensi terhadap amplitudo dan fase). 2. Dasar Teori Transistor Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor. 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. 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). Penguat Common Collector adalah penguat yang kaki kolektor transistor di groundkan, lalu input di masukkan ke basis dan output diambil pada kaki emitor. Penguat Common Collector juga mempunyai karakter sebagai penguat arus . Penguat Common Collector juga disebut dengan pengikut emiter (emitter follower) karena tegangan sinyal keluaran pada emiter hampir sama dengan tegangan sinyal masukan pada basis. Penguatan tegangan penguat ini selalu lebih kecil dari 1, tetapi mempunyai penguatan arus yang tinggi dan biasanya digunakan untuk mencocokkan sumber dengan impedansi tinggi ke beban yang impedansinya rendah. Penguat ini mempunyai impedansi masukan besar dan impedansi keluaran kecil. Penguat Common Collectormempunyai karakteristik sebagai berikut : Sinyal outputnya sefasa dengan sinyal input (jadi tidak membalik fasa seperti Common Emitor) Mempunyai penguatan tegangan sama dengan 1. Mempunyai penguatan arus samadengan HFE transistor. Cocok dipakai untuk penguat penyangga (buffer) karena mempunyai impedansi input tinggi dan mempunyai impedansi output yang rendah. 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: Resistansi input: Ri r ( 1) RL Resistansi output: Ro re Faktor penguatan: Av 3. Alat dan Komponen Sumber tegangan DC Osilosko Transistor BC 550 Resistor: 1,5kΩ, 3,3kΩ,1 M Kapasitor 10μF Amperemeter Voltmeter Function Generator ( Rs // RB ) 1 RL RL Ro 4. Langkah – langkah percobaan 1. Buat rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian yang telah diberikan, ukur Ic, IB, VCEdengan multimeter, lalu hitung dan gambarkan (IEsat dan VCEsat ), titik kerja dan garis beban DC. 2. Berikan sinyal input AC = 5 mVp, frekuensi 2kHz. 3. Amati sinyal input dan outputnya, apakah ada perbedaan fasa. 4. Ukur Vo, Vs, Av, Zin san Zo serta BW-nya. 5. Gambar Rangkaian 6. Hasil Pengamatan Tanpa/dengan RL RE=1.5kΩ IC IB VCE (V) IESat VCE cut off 2.398 mA 7.748 µA 8.043 V 8 mA 12 V RE=3.3kΩ 1.7 mA 5.745 µA 6.391 V 3.36 mA 12 V GRAFIK GARIS BEBAN DAN TITIK KERJA RANGKAIAN 7. Analisis Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan yaitu membuat rangkaian Penguat Common CC, maka didapat data hasil pengamatan seperti di atas. Pada percobaan kali ini terdapat rangkaiann yang diberi beban 3.3 kΩ dan rangkaian tanpa diberi beban. Percobaan pertama yaitu untuk rangkaian yang dipasang RE = 1.5kΩ dilakukan dua percobaan yaitu dengan diberi beban RL dan tanpa beban didapatkan nilai arus IC yang terukur adalah 2.398 mA, IB sebesar 7,748μA, dan nilai VCE sebesar 8,403 V, untuk besar ICsat yaitu 8 mA dan VCE Cut off sebesar12V. Untuk sinyal input dan output yang dihasilkan dari osiloskop, pada osiloskop di setting V/div = 200 mV/Div dengan Time base 0.1 ms/div. Maka Vin didapat sebesar 400 mVp-p dan Vo = 400 mVp-p. Pada rangkaian penguat tanpa tegangan ini memiliki nilai Av yang didapat dari Vo/Vin = 1 x artinya sefasa. Pengukuran dan perhitungan menggunakan beban dan tanpa beban memiliki hasil yang sama. Percobaan kedua yaitu untuk rangkaian yang dipasang RE = 3.3kΩ dilakukan dua percobaan yaitu dengan diberi beban RL dan tanpa beban didapatkan nilai arus IC yang terukur adalah 1.7 mA, IB sebesar 5,745 μA, VCE sebesar 6,392 V, dan ICsat dari hasil perhitungan didapat sebesar 3,6 mA dan VCE cut off sebesar 12 V. Untuk sinyal input dan output yang dihasilkan dari osiloskop, pada osiloskop di setting V/div = 200 mV/Div dengan Time base 0.1 ms/div, Maka Vin didapat sebesar 400 mVp-p dan Vo = 400 mVp-p. Pada rangkaian penguat tanpa tegangan ini memiliki nilai Av yang didapat dari Vo/Vin = 1 x artinya sefasa. Pengukuran dan perhitungan menggunakan beban dan tanpa beban memiliki hasil yang sama. Garis beban dan titik kerja pada rangkaian diperoleh dari Vce cutoff dan ICsat. Dimana Vce cutoff sebesar 12V dan ICsat sendiri diperoleh dari pembagian tegangan Vce dan Rc yaitu untuk Re =1.5 kΩ Icsat yang didapat yaitu 12/1,5 = 8 mA sedangkan untuk RE = 3,3 KΩ. Icsat yang didapat yaitu 12/1,5 = 3.6 mA. Percobaan ketiga yaitu mengukur Zinput untuk RE = 1.5kΩ dan RE = 3.3k Ω dengan Rpot = 500kΩ/95%. Saat RE =1.5 kΩ, maka IC bernilai 2,398mA, IB = 7,748 μA, VCE= 8,403V dan saat dipasang RE = 3,3 kΩ, maka didapat besar IC 1,7mA, IB = 5,745 μA, dan VCE = 6,391V. Pada Osiloskop dihasilkan tegangan input sebesar 100 mv/div x 4 kotak = 400 mVpp, tegangan ouput 100 mv/div x 2 kotak = 200 mVpp dengan settingan pada function generator frekuensi sebesar 2 kHz dan amplitudo sebesar 200 mV. Dengan Rpot = 500kΩ/95% maka Zin yang didapat yaitu 𝑍𝑖𝑛 = 100−15 100 𝑥100 = 25Ω. Gelombang dan hasil yang didapat antara RE = 1,5 kΩ dengan RE = 3,3 kΩ sama. Percobaan keempat yaitu mengukur Zo untuk RE = 1.5kΩ dan RE = 3.3k Ω dengan Rpot = 100Ω/15%. Saat RE = 1.5 kΩ, besar IC yang terukur 2,398mA, IB= 7,748 μA, VCE= 8,403V dan saat dipasang RE = 3,3 kΩ, maka besar IC yang terukur 1,7mA, IB = 5,745 μA, dan VCE = 6,391V. Tegangan input sebesar 5 mV/div x 4 kotak = 20 mVpp dan tegangan output sebesar 5 mV/div x 1 kotak = 5 m-Vpp settingan pada function generator frekuensi sebesar 2 kHz dan amplitudo sebesar 10 mV. Dengan Rpot = 100Ω/15% maka Zo yang didapat yaitu 𝑍𝑜 = 100−15 100 𝑥100 = 85Ω. Gelombang dan hasil yang didapat antara RE = 1,5 kΩ dengan RE = 3,3 kΩ sama. Percobaan terakhir yaitu Untuk menghitung bandwidth menggunakan kurva bode plotter (respon frekuensi terhadap ampitudo dan fase.) settingan pada function generator adalah frekuensi sebesar 2 KHz dan Ampiltudo sebesar 200 mV. Setting pada bode plotter vertical F =10 dB, I = -20 dB sedangkan pada horizontal F = 20 GHz, I = 1 Hz. Rangkaian ini dipasang beban Rl 3.3 kΩ. Pada saat RE =1,5 KΩ, berdasarkan kurva didapatkan hasil pengukuran Avmid = -0,381 dB = 18,83 Hz, untuk menghitung Avo didapat = Avmid –3dB = -3,381 dB, dan untuk pengukuran linear didapat Av –0,707 = -0,381 –0,707 = –1,088 (linear) . FH sebesar ∞ (sangat panjang). Selanjutnya pada saat diberi RE = 3.3 kΩ berdasarkan kurva didapatkan hasil pengukuran Avmid = -0,294 dB = 21,54 Hz, Avo = Avmid –3dB = -3,294 dB, Av –0,707 = -0,294 –0,707 = –1,001 (linear). FG, 2 kHz, A = 200 mV dan FH = ∞. . 8. Kesimpulan Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : Penguat Common Collector adalah penguat yang kaki kolektor transistor di groundkan, lalu input di masukkan ke basis dan output diambil pada kaki emitor. Penguat Common Collector juga mempunyai karakter sebagai penguat arus. Pada common Collector Sinyal input dan outputnya sefasa, jadi tidak membalik fasa seperti Common Emitter. Penguat Common-Collector menghasilkan tegangan output melintasi beban emitternya yang berada dalam fase dengan sinyal input. 9. Lampiran Gambar Hasil Simulasi 1. Tanpa beban RE = 1.5 KΩ RE = 3.3 KΩ 2. Dipasang beban RL 3. Pengukuran Zin RE = 1.5 kΩ RE = 3.3 kΩ 4. Pengukuran Zo RE = 1.5 kΩ RE = 3.3 kΩ Bandwith
