soal dan jawaban mid 2007

UJIAN TENGAH SEMESTER
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UGM
Mata Kuliah
: Elektronika Dasar
Hari dan Tanggal
: Senin, 26 Maret 2007
Waktu
: 100 menit
Sifat
: buku tertutup
Dosen .: .Ir. Bambang Sutopo,M.Phil
1.a. Jelaskan penyebab dioda menghantar saat diberi tegangan maju dan tidak
menghantar saat diberi tegangan balik.
1.b. Jelaskan prinsip kerja dioda varaktor.
2. Hitunglah tegangan output pada rangkaian dibawah ini.
Vout
3.a. Hitunglah arus yang mengalir pada meter arus, dan hambatan R =10 Ohm.
b. Jelaskan arah arus yang mengalir pada meter arus dan hambatan beban.
Vi=10 mV
▬
220 KΩ
+
mA
100 KΩ
__
oooo0000000-26-3-2007-00000000oooo
10 Ω
Beban
Jawaban Mid 26 Maret 2007
1a. Dioda menghantar pada saat tegangan maju, sebab tegangan maju menyebabkan
menyempitnya daerah deplesi di sambungan bahan PN. Daerah deplesi ini bersifat
sebagai penghambat aliran hole ataupun elektron bebas. Bila daerah deplesi
menyempit atau malah hilang sama sekali maka dengan mudah elektron bebas
ataupun hole melewati daerah perbatasan ini. Dioda bisa menghantarkan arus listrik
saat bertegangan maju.
Saat dioda diberi tegangan balik, berakibat daerah deplesi bertambah lebar. Hal ini
menyebabkan daerah isolator bertambah besar akibatnya arus sukar mengalir atau
tidak dapat mengalir. Dioda tidak dapat menghantarkan arus listrik saat diberi
tegangan balik.
1b. Dioda varaktor adalah dioda yang bersifat sebagai kapasitor. Sifat ini didapat bila
dioda diberi tegangan balik maka daerah deplesi membesar. Semakin besar tegangan
balik, semakin lebar daerah deplesi. Bagian P dan N bertindak sebagai elektroda dan
daerah deplesi bertindak sebagai dielektrikum kalau dipikirkan sebagai kapasitor.
Dioda varaktor dapat dipakai sebagai kapasitor bila diberi tegangan balik.
2.
Dalam rangkaian ini disebutkan dioda ideal sehingga tegangan threshold Vd = 0 dan
hambatan dalam Rd =0. Jadi saat menghantar dioda dapat dianggap hubung-singkat
(closed), dan saat tidak menghantar dianggap hubung-buka. (open)
Juga dalam rangkaian ini titik ground tidak bersambungan langsung dengan titik
masukan, sehingga titik ground hanya sebagai simbol yang menandakan titik yang
dihubungkan dengan ground mempunyai tegangan yang sama, sehingga titik-titik itu
bisa disatukan.
Maka rangkaian tersebut dapat disederhanakan sebagai berikut :
Saat tegangan masukan berfase positip :
+
Vout
2,2K Ω
Vin
2,2K Ω
2,2K Ω
_
Vout =1/2 Vin (karena Rnya sama, ground ditengah)
Saat tegangan masukan berfase negatip:
_
2,2K Ω
2,2K Ω
Vin
Vout
2,2K Ω
+
Vout =1/2 Vin (karena R nya sama,Vout ditengah)
Perhatian : Ingat Ground hanya simbul, bisa
penyederhanaan) tanpa mengurangi maksud rangkaian.
dihilangkan
(setelah
Arah arus dihambatan beban selalu sama dari Vout menuju ke ground baik untuk fase
masukan positip maupun negatip. Akibatnya tegangan output sama dengan tegangan
penyearah gelombang penuh (full wave)sehingga :
Vout DC 
2
1
100
  Vinmax 
 31,83 Volt
 2

3. Rangkaian ini menggunakan konfigurasi penguat inverting (sinyal masukan pada
masukan inverting dari op-amp). Meter arus tidak diketahui hambatan-dalamnya
sehingga bisa dianggap berhambatan dalam = 0.
Maka tegangan output (antara ujung-ujung R=10 Ohm) adalah :
Vout  
100.000
1000
 10 mV  
mV  4,54 mVolt
220.000
220
Arah arus (lihat panah)
Vi=10 mV
▬
220 KΩ
+
mA
100 KΩ
10 Ω
Beban
__
Perhitungan arus :
Vout
Vin
4,54
10



 (0,454  0,0000454)mA
10 220.000
10
220.000
 0,4540454 mA
I meter  I beban  I input 
I beban 
Vout 4,54

 0,454 mA
10
10