28

BAB III

LANGKAH PERCOBAAN

3.1. KARAKTERISTIK DIODA

3.1.1. Tujuan

Mahasiswa mengetahui dan memahami karakteristik dioda yang meliputi

daerah kerja dioda, dioda dengan masukan gelombang kotak, dan waktu

pemulihan balik (reverse recovery time).

3.1.2. Alat dan Bahan

Dioda 1N4007

Dioda 1N4148

Resistor W20/100

Resistor M14

Power Supply

Function Generator

Osiloskop

Kabel secukupnya

Probe

29

3.1.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Dioda Dengan Masukan DC

Gambar 3.1. Untai untuk Percobaan Karakteristik Dioda dengan

Masukan DC.

1. Rangkai komponen pada protoboard seperti Gambar 3.1.

2. Untuk memperoleh nilai tegangan buka dioda, variasikan tegangan sumber

( SV ) antara 0 – 5 V dengan kenaikan setiap 0,1 V. Ukur dengan multimeter

nilai tegangan beban ( LV ). Catat nilai SV dan LV dalam tabel. Nilai tegangan

dioda saat arus beban mulai muncul adalah nilai tegangan buka dioda tersebut.

3. Balik polaritas tegangan sumber sehingga pin anoda pada dioda 1N4007

mendapat supply negatif. Ganti resistor beban ( LR ) yang bernilai 100

dengan resistor yang bernilai M14 .

4. Variasikan tegangan sumber antara 0 – 30 V dengan kenaikan setiap 1 V.

Ukur dengan multimeter nilai LV . Catat nilai SV dan LV dalam tabel.

5. Ganti dioda 1N4007 dengan 1N4148, ulangi langkah 1 sampai dengan 4.

30

Menghitung Reverse Recovery Time Dioda

Gambar 3.2. Untai untuk Percobaan Dioda dengan Masukan Gelombang

Kotak.

1. Rangkai komponen pada protoboard seperti Gambar 3.2.

2. Amati bentuk gelombang pada resistor beban. Kecilkan skala time/div pada

osiloskop agar gelombang semakin terlihat jelas seperti Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Grafik Waktu Pemulihan Balik.

3. Gambar grafik bentuk gelombang keluaran pada kertas milimeter block untuk

dua nilai frekuensi masukan yang berbeda.

4. Hitung nilai ta, tb, dan trr.

31

5. Ganti dioda 1N4007 dengan 1N4148, ulangi langkah nomor 2 sampai dengan

langkah nomor 4.

3.2. KARAKTERISTIK TRANSISTOR

3.2.1. Tujuan

Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik masukan dan

keluaran transistor serta mengukur arus basis ( BI ), arus kolektor ( CI ), arus

emiter ( EI ), dan menghitung penguatan arus ( hfe).

3.2.2. Alat dan Bahan

Transistor NPN 2N3055

Resistor W20/100

Resistor Wk 1/1

Power Supply

Function Generator

Kabel secukupnya

32

3.2.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.4. Untai untuk Percobaan Karakteristik Transistor.

Karakteristik IC – IB Transistor

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4.

2. Atur tegangan CCV agar bernilai 10 V.

3. Variasikan tegangan BBV secara perlahan-lahan setiap 0,2 V. Ukur dengan

multimeter nilai arus kolektor ( CI ) untuk setiap arus basis ( BI ). Catat dalam

tabel nilai CI untuk setiap BI yang bersesuaian.

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai tegangan CCV 15 V dan 20 V.

5. Gambar grafik arus kolektor terhadap arus basis pada kertas milimeter block

untuk setiap nilai VCC yang digunakan.

33

Karakteristik VBE – IB

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4.

2. Atur tegangan CCV agar tegangan kolektor-emiter ( CEV ) memiliki nilai

tertentu, misalnya 7 V.

3. Variasikan tegangan BBV secara perlahan-lahan setiap 0,1 V. Ukur dengan

multimeter nilai tegangan basis-emiter ( BEV ). Catat nilai tegangan BBV dan

BEV yang bersesuaian dalam tabel. Cari nilai BI dengan menggunakan

Persamaan 3.1 berikut.

B

BEBB

BR

VVI (3.1)

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai tegangan CEV yang lain,

misalnya 8 V dan 9 V.

5. Gambar grafik BEV terhadap BI pada kertas milimeter block untuk setiap nilai

CEV .

Karakteristik VCE – IC dengan IB sebagai Parameter

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4.

2. Atur tegangan BBV agar BI memiliki nilai tertentu, misalnya 0,3 mA

3. Variasikan tegangan CCV antara 0 sampai dengan 30 V dengan kenaikan

setiap 1 V. Ukur dengan multimeter dan catat nilai CEV dan CI .

34

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai BI yang lain, misalnya 0,4 mA

dan 0,5 mA.

5. Gambar grafik CEV terhadap CI pada kertas milimeter block untuk setiap nilai

BI .

Daya Transistor pada Daerah Aktif

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4.

2. Atur tegangan CCV pada nilai tertentu, misalnya 20 V.

3. Atur tegangan BBV agar transistor bekerja pada daerah aktif, misalnya 0,7 V.

4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh transistor untuk mengetahui apakah

transistor tersebut mengalami kenaikan suhu atau tidak.

5. Saat transistor terasa hangat, catat nilai CEV dan CI yang bersesuaian.

6. Analisislah mengapa transistor tersebut mengalami kenaikan suhu. Hitunglah

juga besarnya daya pada transistor saat transistor tersebut mengalami

kenaikan suhu.

Daya Transistor pada Daerah Saturasi

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.4.

2. Atur tegangan CCV pada nilai tertentu, misalnya 20 V.

3. Atur tegangan BBV pada nilai tertentu, misalnya 5 V.

35

4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh transistor untuk mengetahui apakah

transistor tersebut mengalami kenaikan suhu atau tidak. Transistor yang

bekerja pada daerah saturasi, seharusnya tidak terasa hangat saat disentuh.

5. Catat nilai CEV dan CI yang bersesuaian.

6. Analisislah mengapa transistor tersebut tidak terasa hangat. Hitunglah

besarnya daya pada transistor tersebut dan besarnya hambatan kolektor-emiter

saat transistor tersebut ’on’ ( )(ONCER ).

3.3. KARAKTERISTIK SCR

3.3.1. Tujuan

Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik V – I SCR

serta mengukur arus latching, arus holding, dan tegangan breakover.

3.3.2. Alat dan Bahan

SCR TYN604

Resistor W5,0/2200

Resistor W5,0/100

Power Supply

Function Generator

Multimeter

Kabel secukupnya

36

3.3.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.5. Untai untuk Percobaan Karakteristik SCR.

Mengukur Tegangan Breakover

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.5.

2. Atur nilai tegangan GGV agar arus sebesar 10 mA mengalir melalui gerbang

SCR TYN604. Saklar 1S jangan dihubungkan dahulu.

3. Variasikan nilai tegangan AAV kemudian hubungkan saklar 2S .

4. Picu SCR dengan cara menghubungkan saklar 1S . Ukur nilai AKV dan AI .

Catat dalam tabel.

5. Naikkan nilai AAV hingga arus AI mengalir sendiri tanpa menyalakan

tegangan gerbang GGV untuk memicu SCR. Nilai AAV yang mana SCR dapat

aktif tanpa mendapat tegangan gerbang disebut Breakover Voltage ( BOV ).

6. Gambar grafik AKV terhadap AI pada kertas milimeter block.

7. Ulangi langkah 1 sampai dengan 6 untuk nilai arus gerbang yang lain.

37

Mengukur Arus Latching dan Arus Holding

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.5.

2. Atur nilai tegangan GGV agar arus sebesar 10 mA mengalir melalui gerbang

SCR TYN604. Saklar 1S jangan dihubungkan dahulu.

3. Hubungkan saklar 2S . Atur nilai tegangan VVAA 15 .

4. Picu SCR sesaat dengan cara menghubungkan kemudian memutus saklar 1S .

5. Amati arus AI yang muncul pada multimeter. Jika setelah saklar 1S diputus

jarum amperemeter yang mengukur AI jatuh ke nol, maka LA II .

6. Naikkan nilai tegangan AAV sebanyak 1 V.

7. Ulangi langkah nomor 4, 5, dan 6 hingga jarum amperemeter yang mengukur

AI tidak jatuh ke nol. Dengan demikian LA II .

8. Setelah memperoleh nilai arus latching, secara perlahan-lahan turunkan nilai

tegangan AAV .

9. Amati jarum amperemeter yang mengukur arus AI . Nilai arus tepat sebelum

jarum amperemeter secara tiba-tiba jatuh ke nol adalah arus holding.

10. Ulangi langkah 1 sampai dengan 8 untuk nilai arus gerbang sebesar mA15 dan

mA20 .

38

3.4. KARAKTERISTIK TRIAC

3.4.1. Tujuan

Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik V – I TRIAC

serta mengukur arus latching, arus holding, dan tegangan breakover.

3.4.2. Alat dan Bahan

TRIAC BT136

Resistor W5,0/100

Resistor W5,0/2200

Multimeter

Power Supply

Function Generator

Kabel secukupnya

3.4.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.6. Untai untuk Percobaan Karakteristik TRIAC.

39

A. Mode 1

Mengukur Tegangan Breakover

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.6.

2. Atur nilai tegangan GGV agar arus sebesar mA15 mengalir melalui gerbang

TRIAC BT136. Saklar 1S jangan dihubungkan dahulu.

3. Variasikan nilai tegangan MV kemudian nyalakan saklar 2S .

4. Picu TRIAC dengan cara menghubungkan saklar 1S . Ukur nilai 12MTMTV dan

MI . Catat dalam tabel.

5. Naikkan nilai MV hingga arus MI mengalir sendiri tanpa menyalakan

tegangan gerbang GGV untuk memicu TRIAC. Nilai MV yang mana TRIAC

dapat aktif tanpa mendapat tegangan gerbang disebut Breakover Voltage

( BOV ).

6. Gambar grafik 12MTMTV terhadap MI pada kertas milimeter block.

Mengukur Arus Latching (IL) dan Arus Holding (IH)

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.6.

2. Atur nilai tegangan GGV agar arus sebesar mA10 mengalir melalui gerbang

TRIAC BT136. Saklar 1S jangan dihubungkan dahulu.

3. Hubungkan saklar 2S . Atur nilai tegangan VVM 15 .

4. Picu TRIAC sesaat dengan cara menghubungkan kemudian memutus saklar

1S .

40

5. Amati arus MI yang muncul pada multimeter. Jika setelah GGV dimatikan

jarum amperemeter yang mengukur MI jatuh ke nol, maka LM II .

6. Ulangi terus langkah nomor 3 sampai 5 hingga jarum amperemeter yang

mengukur MI tidak jatuh ke nol. Dengan demikian LM II .

7. Setelah memperoleh nilai arus latching, secara perlahan-lahan turunkan nilai

tegangan MV .

8. Amati jarum amperemeter yang mengukur arus MI . Nilai arus tepat sebelum

jarum amperemeter secara tiba-tiba jatuh ke nol adalah arus holding.

B. Mode 2

1. Rangkai untai pada protoboard seperti pada Gambar 3.6. Balik polaritas

tegangan gerbang GGV dan amperemeter GI .

2. Lakukan langkah nomor 2 sampai dengan nomor 8 pada Mode 1.

C. Mode 3

1. Rangkai untai pada protoboard seperti pada Gambar 3.6. Balik polaritas

tegangan MV , voltmeter 12MTMTV , dan amperemeter MI .

2. Lakukan langkah nomor 2 sampai dengan nomor 8 pada Mode 1.

D. Mode 4

1. Rangkai untai pada protoboard seperti pada Gambar 3.6. Balik polaritas

tegangan gerbang GGV , amperemeter GI , tegangan MV , voltmeter 12MTMTV ,

dan amperemeter MI .

41

2. Lakukan langkah nomor 2 sampai dengan nomor 8 pada Mode 1.

3.5. KARAKTERISTIK MOSFET

3.5.1. Tujuan

Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik VDS - ID dan

VGS - ID MOSFET serta mengukur arus penguras ( DI ), tegangan gerbang-

sumber ( GSV ), dan tegangan penguras – sumber ( DSV ).

3.5.2. Alat dan Bahan

MOSFET IRF740

Resistor W20/100

Resistor M1

Multimeter

Power Supply

Function Generator

Kabel secukupnya

42

3.5.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.7. Untai untuk Percobaan Karakteristik MOSFET.

A. Karakteristik VDS - ID dengan VGS sebagai Parameter

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7.

2. Atur nilai tegangan GGV sebesar 3 V.

3. Variasikan nilai tegangan DDV dengan kenaikan 10 mV. Ukur dengan

multimeter nilai tegangan penguras – sumber ( DSV ) dan arus penguras ( DI ).

Catat nilai DSV dan DI pada tabel.

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan langkah 3 untuk nilai tegangan GGV 3,1 V,

3,2 V, 3,3 V, dan 3,4 V.

43

5. Gambar grafik DSV terhadap DI dalam satu sumbu kartesian pada kertas

milimeter block.

B. Karakteristik VGS - ID

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7.

2. Atur nilai DSV pada 0,6 V.

3. Variasikan nilai tegangan GSV secara bertahap setiap 50 mV. Ukur dengan

multimeter nilai DI . Catat nilai tegangan gerbang-sumber ( GSV ) dan DI pada

tabel.

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk DSV 1 V dan 2 V.

5. Gambar grafik GSV terhadap DI untuk setiap nilai DSV pada kertas milimeter

block.

C. Daya MOSFET pada Daerah Pinch-Off

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7.

2. Atur tegangan GGV pada nilai tertentu, misalnya 3,2 V.

3. Atur tegangan DDV pada nilai tertentu agar MOSFET bekerja pada daerah

Pinch-Off, misalnya 10 V.

4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh MOSFET untuk mengetahui apakah

mengalami kenaikan suhu atau tidak.

5. Saat MOSFET terasa hangat, catat nilai DSV dan DI yang bersesuaian.

44

6. Analisislah mengapa MOSFET mengalami kenaikan suhu. Hitunglah

besarnya daya pada MOSFET tersebut.

D. Daya MOSFET pada Daerah Triode

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.7.

2. Atur tegangan GGV pada nilai tertentu, misalnya 20 V.

3. Atur tegangan DDV pada nilai tertentu, misalnya 5 V.

4. Diamkan selama beberapa saat. Sentuh MOSFET untuk mengetahui apakah

mengalami kenaikan suhu atau tidak. MOSFET yang bekerja pada daerah

triode, seharusnya tidak terasa hangat saat disentuh.

5. Catat nilai DSV dan DI yang bersesuaian.

6. Analisislah mengapa MOSFET tersebut tidak terasa hangat. Hitunglah

besarnya daya pada MOSFET tersebut dan besarnya hambatan penguras-

sumber saat MOSFET bekerja di daerah triode ( )(ONDSR ).

3.6. KARAKTERISTIK IGBT

3.6.1. Tujuan

Mahasiswa dapat memahami dan menggambarkan karakteristik VCE – IC dan

VGE – IC IGBT serta mengukur arus kolektor ( CI ), tegangan gerbang-emiter

( GEV ), dan tegangan kolektor-emiter ( CEV ).

45

3.6.2. Alat dan Bahan

IGBT IRG4BC20S

Resistor W20/100

Resistor M1

Multimeter

Power Supply

Function Generator

Kabel secukupnya

3.6.3. Gambar Untai dan Langkah Percobaan

Gambar 3.8. Untai untuk Percobaan Karakteristik IGBT.

A. Karakteristik VCE – IC

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.8.

46

2. Atur nilai tegangan GGV sebesar 4,5 V.

3. Variasikan nilai tegangan CCV . Ukur dengan multimeter nilai tegangan

kolektor-emiter ( CEV ) dan arus kolektor ( CI ). Catat nilai CEV dan CI yang

bersesuaian pada tabel.

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan langkah 3 untuk nilai GGV 4,6 V, 4,7 V, 4,8

V, 4,9 V, 5 V, 5,1 V, 5,2 V, dan 5,3 V.

5. Gambar grafik CEV terhadap CI dalam satu sumbu kartesian pada kertas

milimeter block.

B. Karakteristik VGE – IC

1. Rangkai komponen seperti pada Gambar 3.8.

2. Atur nilai tegangan CCV agar CEV bernilai 0,7 V.

3. Variasikan nilai tegangan gerbang-emiter ( GEV ) secara bertahap setiap 50 mV.

Ukur dengan multimeter nilai CI . Catat nilai GEV dan CI yang bersesuaian

pada tabel.

4. Ulangi langkah 1 sampai dengan 3 untuk nilai CEV 0,8 V dan 0,9 V.

5. Gambar grafik GEV terhadap CI untuk setiap nilai CEV pada kertas milimeter

block.

47

3.7. TUGAS RANCANG

Rancanglah sebuah step-up chopper yang dapat digunakan untuk menaikkan

tegangan DC 20 V menjadi tegangan DC 40 V dengan besar arus maksimal 0,4 A

untuk beban resistif.