ilmu bahan dan piranti 2003 - · pdf fileatur power supply pada nilai 20 v 4 ... a.penyearah...
TRANSCRIPT
1
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O1 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK :KARAKTERISTIK DIODA
I. TUJUAN
1. Pengenalan komponen elektronika dioda semi konduktor
2. Mengetahui karakteristik dioda semi konduktor
3. Mampu menganalisa rangkaian forward bias dan reverse bias pada dioda semi
konduktor
II. BAHAN DAN ALAT
1. Dioda IN 4007
2. Resistor
3. Catu daya dc
4. Multimeter
5. Papan rangkaian
6. Kabel penghubung
III. TEORI SINGKAT
Dioda adalah komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor. Dioda
memiliki fungsi hanya mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda adalah
sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P
dan satu sisinya yang lain adalah tipe N, dengan struktur demikian arus hanya akan
mengalir dari sisi P menuju sisi N. Di bawah ini gambar simbol dan struktur dioda
serta bentuk karakteristik dioda. (Dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan
konduksi adalah diatas 0,7 volt dan 0,3 untuk germanium)
2
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O1 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK :KARAKTERISTIK DIODA
(a) (b)
Gambar 1. (a) symbol dan struktur dioda, (b) karakteristik dioda
IV. LANGKAH KERJA
A. Fordward Biase
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini (RL = 1 kOhm)
Gambar 2. Rangkaian fordward biase
3
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O1 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK :KARAKTERISTIK DIODA
2. Atur potensiometer pada nilai 0 ohm
3. Atur power supply pada nilai 20 V
4. Atur potensiometer sehingga Vs menunjukan 1 volt. Kemudian atur power
supply untuk memberikan nilai Vs dari 0, 0,1, 0,2, 0,3, sampai 1,0 volt kemudian
cata nilai Vr pada table 1 berikut
Table 1.
No Vs (volt) Vr (volt) Vd (volt) IF (mA) 1 0 2 0,1 3 0,2 4 0,3 5 0,4 6 0,5 7 0,6 8 0,7 9 0,8 10 0,9 11 1,0
5. Ulangi langkah di atas untuk nilai Vs 1,5 volt, 2,0 volt, 2,5 volt, dan 3 volt,
kemudian catat kembali nilai Vr.
V. TUGAS
Jelaskanlah apa yang dimaksud dengan tegangan breakdown, forward bias dan
reverse bias
VI. ANALISIS
1. Gambarkan bentuk kurva dari table hasil percobaan di atas (If vs Vd) untuk
membuktikan karakteristik dioda tersebut
2. Berikan kesimpulan dari hasil percobaan yang telah anda lakukan
4
I. TUJUAN
1. Mengetahui manfaat dioda sebagai penyearah
2. Mampu merancang rangkaian penyearah setengah gelombang
3. Mampu menganalisa rangkaian penyearah setengah gelombang
4. Mengetahui cara kerja penyearah setengah gelombang
II. TEORI SINGKAT
Penyearah setengah gelombang mengubah bentuk gelombang bolak‐balik menjadi
gelombang searah pada separoh siklus gelombang. Rangkaian dasarnya terlihat
seperti gambar di bawah ini.
Rangkaian penyearah setengah gelombang
Gelombang input Gelombang out put
Gambar 1. Penyearah setengah gelombang
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O2 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIODA SEBAGAI PENYEARAH
SETENGAH GELOMBANG
5
Tegangan masukan adalah Vin = Vm sin ωt. Bila Vm Vf (tegangan hantar dioda)
maka Vf dianggap nol. Dioda diidealkan dengan resistans Rf pada keadaan ON dan
terbuka pada keadaan OFF.
i = Im sin α untuk 0 α π
i = 0
dengan
Im =
Arus rerata (Idc) dapat dihitung sebagai berikut
Idc =
Idc =
Teganga rerata pada beban adalah
III. BAHAN DAN ALAT
1. Transformator step down 220/12 volt
2. Dioda semikonduktor
3. Resistor
4. Projectboard
5. Multimeter
6. Osiloskop
7. Kabel penghubung
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O2 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH/KODE ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK :APLIKASI DIODA SEBAGAI PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG
6
IV. LANGKAH KERJA
A. Penyerah setengah gelombang
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini dimana trafo yang
dugunakan merupakan trafo step down dari 220 volt ke 12 volt
Gambar 2. Penyearah setengah gelombang
2. Tutup saklar S1
3. Ukur tegangan keluaran pada trafo
4. Ukurlah tegangan keluaran pada RL
5. Ukurlah tegangan keluaran pada trafo menggunakan osiloskop
6. Ukurlah tegangan keluaran pada RL menggunakan osiloskop
7. Tuliskan hasil pengukuran pada table 1 berikut
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O2 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK : DIODA SEBAGAI PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG
7
Table 1.
No Beban (Ω) Vout trafo
Vdc (volt)
Idc (mA)
Bentuk Gelombang Output trafo Output dc
1 100 2 150 3 220 4 479 5 1k 6 1k2 7 1k5 8 2k2 9 3k3 10 4k7
V. TUGAS
Jelaskanlah prinsip kerja dari penyearah setengah gelombang serta gambarkan
bentuk gelombang input dan outputnya
VI. ANALISI
1. Bagaimanakah tegangan output sebuah penyearah seperti di atas jika beban
diperbesar besar namun tegangan input penyearah tetap.
2. Berikan kesimpulan yang dapat anda peroleh dari pratikum yang telah
dilakukan.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O2 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK : DIODA SEBAGAI PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG
8
I. TUJUAN
Setelah melakukan pratikum mahasiswa diharapkan mempunyai pengetahuan
tentang penggunaan dioda sebagai penyearah gelombang penuh (full wave rectifier)
II. TEORI SINGKAT Penyearah gelombang penuh adalah untai yang merubah bentuk gelombang bolak‐
balik menjadi gelombang searah pada seluruh siklus gelombang.
Rangkaian penyearah dengantrafo CT
Gelombang Input Gelombang out put
Gambar 1. Penyearah gelombang penuh dengan trafo CT serta
bentuk gelombang input dan out put nya
Terlihat untaian terdiri dari dua buah untai penyearah setengah gelombang,
sehingga penghantaran terjadi lewat salah satu dioda pada setengah siklus pertama
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O3 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIODA SEBAGAI PENYEARAH
GELOMBANG PENUH
9
dan dioda yang lain pada siklus berikutnya. Arus pada beban adalah I = i1 + i2. Arus dc, arus rms dan tegangan dc dari rangkaian adalah sebgaai berikut:
Idc = , Irms = , Vdc =
dengan Im = . Jika persamaan ini dimasukan ke persamaan di atas maka akan
diperoleh
Vdc = .
Model thevenin dari persamaan ini adalah V =
Rf = tahanan dioda
Vm = tegangan puncak bagian sekunder transformator terhadap titik sadap tengah.
Tipe penyearah gelombang penuh yang lain adalah rangkaian jembatan seperti
berikut
Gambar 2. Penyearah gelombang penuh tipe jembatan
Pada separuh siklus pertama bila bagian atas dari kumparan sekunder trafo
bertegangan positif, maka arus mengalir lewat D1, load, D2 dan kembali ke bagian
bawah kumparan sekunder. Pada separoh siklus berikutnya, arus mengalir dari
bagian bawah kumparan sekunder lewat D3, RL, D4, dan kembali ke bagian atas
kumparan sekunder. Keuntungan rangkaian ini adalah trafo lebih kecil karena tanpa
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O3 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIODA SEBAGAI PENYEARAH
GELOMBANG PENUH
10
titik sadap tengah namun dioda yang dibutuhkan menjadi dua kali lipat dari gambar
pertama.
III. ALAT DAN BAHAN
1. Transformator step down 220/12 volt
2. Dioda semikonduktor
3. Resistor
4. Projectboard
5. Multimeter
6. Osiloskop
7. Kabel penghubung
IV. LANGKAH KERJA
A. Penyearah gelombang penuh dengan center tap (CT)
1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut
Gambar 3. Penyearah gelombang penuh dengan trafo CT
2. Tutup saklar S1
3. Ukur tegangan keluaran pada trafo
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O3 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH/KODE ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK :APLIKASI DIODA SEBAGAI PENYEARAH GELOMBANG PENUH
11
4. Ukurlah tegangan keluaran pada RL
5. Ukurlah tegangan keluaran pada trafo menggunakan osiloskop
6. Ukurlah tegangan keluaran pada RL menggunakan osiloskop
7. Tuliskan hasil pengukuran pada table berikut.
Tabel 1.
No Beban (Ω) Vout trafo
Vdc (volt)
Idc (mA)
Bentuk Gelombang Output trafo Output dc
1 100 2 150 3 220 4 479 5 1k 6 1k2 7 1k5 8 2k2 9 3k3 10 4k7
B. Penyearah gelombang penuh dengan dioda bridge
1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut (gunakan trafo step down
220/12 volt)
Gambar 4. Penyearah gelombang penuh dengan dioda bridge
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O3 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIODA SEBAGAI PENYEARAH
GELOMBANG PENUH
12
2. Tutup saklar S1
3. Ukur tegangan keluaran pada trafo
4. Ukurlah tegangan keluaran pada RL
5. Ukurlah tegangan keluaran pada trafo menggunakan osiloskop
6. Ukurlah tegangan keluaran pada RL menggunakan osiloskop
7. Tuliskan hasil pengukuran pada table 2 berikut
Tabel 2
No Beban (Ω) Idc (mA)
Vdc (Volt)
Bentuk Gelombang In put Out put
1 100 2 150 3 220 4 479 5 1k 6 1k2 7 1k5 8 2k2 9 3k3 10 4k7
V. TUGAS
1. Jelaskan cara kerja penyearah gelombang penuh menggunakan trafo CT serta
bentuk gelombang input dan outputnya.
2. Jelaskan cara kerja penyearah gelombang penuh menggunakan dioda jembatan
(bridge) serta bentuk gelombang input dan outputnya.
VI. ANALISIS
1. Bagaimanakah tegangan output sebuah penyearah seperti di atas jika beban
diperbesar besar namun tegangan input penyearah tetap.
2. Berikan kesimpulan anda terhadap pratikum yang telah dilakukan
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O3 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIODA SEBAGAI PENYEARAH
GELOMBANG PENUH
13
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O4 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : KARAKTERISTIK DIODA
ZENER
I. TUJUAN
1. Pengenalan piranti dioda zener
2. Mengetahui karakteristik dioda zener
II. TEORI SINGKAT
Dioda zener adalah dioda yang dirancang untuk bekerja dalam daerah tegangan zener
(tegangan rusak). Digunakan untuk menghasilkan tegangan keluaran yang stabil.
Simbol dan karakteristik dioda zener dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 1. Symbol dioda zener
(a) (b)
Gambar 2. (a) Karakteristik I – V dioda zener. (b) variasi arus operasi dioda zener.
Dalam keadaan operasi, dioda zener dapat dilalui arus mulai dari 0,1 x IZ sampai
dengan IZ (batas maksimum arus yang diperkenankan). Daya maksimum yang
diperbolehkan PZ = IZ x VZ
14
III. ALAT DAN BAHAN
1. Dioda zener
2. Power supply dc
3. Resistor
4. Multimeter
5. Projectboard
6. Kabel penghubung
IV. LANGKAH KERJA
1. Susunlah rangkaian seperti gambar beriku ini
1k
C7V5
0 – 20 Vdc
0
Vs Vd
Vr
IfRS
Gambar 1. Rangkaian pengujian karakteristik zener
2. Aturlah Vs sesuai dengan table 1 di bawah
3. Catat nilai Vr untuk setiap perubahan nilai Vs
4. Hitunglah berapa nilai Vd, Id, dan Pd
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O4 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH/KODE ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK : KARAKTERISTIK DIODA ZENER
15
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O4 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : KARAKTERISTIK DIODA
ZENER
Tabel 1
No Vs (V)
Vr (V)
Vd = Vs – Vr(V)
Id=Vr(mA)
Pd=Vd x Id (mW)
1 0 2 2 3 4 4 6 5 6,5 6 7 7 7,5 8 8 9 8,5 10 9 11 10 12 15 13 20
V. TUGAS
1. Apakah fungsi dari dioda zener?
2. Apakah fungsi RS pada gambar rangkaian pengujian karakteristik zener di atas?
VI. ANALISIS
1. Buatlah kurva karakteristik (Id vs Vd) dioda zener di atas
2. Berikan analisis anda tentang pratikum yang telah dilaksanakan
16
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O5 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : APLIKASI DIODA ZENER
I. TUJUAN
1. Mampu memahami bagaimana zener regulator bekerja
2. Mampu memahami sampai dimana daerah kerja dioda zener
II. TEORI SINGKAT
Kebanyakan tipe dioda adalah dioda penyearah. Digunakan dalam power supply
untuk mengubah tegangan ac menjadi tegangan dc. Dioda tidak hanya dapat
menyearahkan tegangan tetapi juga untuk menstabilkan tegangan out put tetap
konstan. Dioda penyerah tidak pernah dioperasikan pada daerah breakdown,
karena akan membuatnya rusak. Lain halnya dengan dioda zener, yang justru
sengaja khusus dikembangkan untuk digunakan pada daerah breakdown. Dioda
zener adalah jantungnya voltage regulator karena memegang peranan penting
dalam regulasi tegangan, sebuah rangkaian yang akan mempertahankan tegangan
output tetap konstan, walaupun terjadi perubahan arus yang besar dari listrik PLN
dan hambatan beban. Bagaimana kita mengetahui bahwa zener dioperasikan pada
daerah breakdownnya ? Caranya dengan menghitung tegangan thevenin pada dioda
(dengan melepas dioda zener tersebut). Bila tegangan thevenin lebih besar dari
tegangan zener, maka regulator bekerja. Pada saat posisi dioda zener parallel
terhadap hambatan beban, maka arus yang melewati hambatan pembatas arus
(current limiting resistor) akan sama dengan jumlah arus beban dan arus zener.
Perlu diingat bahwa besarnya arus dioda zener tidaklah bergantung pada besarnya
hambatan dalamnya (non ohmic).
Tegangan Thevenin (Thevenin voltage) :
Arus seri (series current): IS =
17
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O5 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : APLIKASI DIODA ZENER
Arus beban (load Current) : VL = VZ dan IL = (bila zener bekerja)
Arus zener (zener current) : IZ = IS ‐ IL
III. ALAT DAN BAHAN
1. Sumber DC 0 – 20 volt
2. Voltmeter
3. Amperemeter
4. Dioda Zener C7V5
5. Resistor 33 ohm, 100 Ohm
6. Potensiometer 220 Ohm
7. Kabel penghubung secukupnya
IV. LANGKAH KERJA
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
A
A
V
220 R
100 R
33 RC7V5
0 20 Vdc variabel
0 V
Gambar 1. Rangkaian percobaan
18
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O5 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : APLIKASI DIODA ZENER
2. Atur potensiometer sehingga bernilai noluntuk memeperoleh nilai IL = 0.
3. Naikan secara perlahan nilai tegangan sumber sampai dioda mulai bekerja (Id = 1
mA)
4. Catat nilai tegangan sumber pada tebel 1 dan nilai IL = 0.
5. Atur nilai potensiometer pada posisi maksimum dan naikan tegangan sumber
sebesar 12 volt
6. Atur nilai potensiometer untuk membuat arus dioda menjadi 1 mA kemudian
cata nilai tegangan sumber dan arus beban.
7. Ulagi langkah di atas untuk nilai tegangan sumber 14, 16, 18, dan 20 volt,
kemudian cata hasilnya pada tebel 1.
8. Setelah selesai dengan langkah di atas dan masih dengan gambar rangkaian
percobaan yang sama, atur Id pada skala 100 mA
9. Atur nilai potensio menjadi nol dan set VS menjadi 20 Vdc
10. Naikan nilai potensiometer secara perlahan sehingga arus dioda menjadi 50 mA
11. Baca dan catat nilai arus beban pada table 2 dengan VS 20 volt
12. Turunkan nilai tegangan sumber dengan step 1 volt dan setiap perubahan
tegangan sumber atur potensiometer untuk mendapatkan nilai Id = 50
mAkemudian catat nilai IL pada table 2
13. Lanjutkan langkah di atas sampai nilai Id tidak lagi bisa mencapai 50 mA.
19
V. TUGAS
1. Buatlah grafik antara IL dan VS untuk kedua table di atas (dalam satu grafik)
untuk melihat daerah kerja atau operasi yang diijinkan
2. Jika sebuah dioda zener memiliki kemampuan 7,5 volt 400mW, berapakah
kemampuan arus dioda tersebut?
VI. ANALISIS
Berikanlah kesimpulan yang dapat anda peroleh setelah melakukan pratikum di
atas.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : O5 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : APLIKASI DIODA ZENER
20
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 06 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR BIPOLAR
I. TUJUAN
1. Mengetahui cara menentukan kaki transistor
2. Menetukan nilai
II. BAHAN DAN ALAT
1. Transistor BC 107
2. Resistor
3. Potensiometer
4. Catu daya dc
5. Voltmeter
6. Amperemeter
7. Projectboard
8. Kabel penghubung
III. TEORI SINGKAT
Transistor adalah salah satu komponen elektronika aktif. Transistor dapat berfungsi
sebagai penguat arus maupun tegangan. Dibawah ini adalah simbol transistor NPN
dan PNP.
Gambar 1. Simbol transistor npn dan pnp
21
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 06 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR BIPOLAR
Alpha DC (α dc)
Perbandingan arus kolektor dengan arus emitter hampir sama, α dc sebagai definisi dari
perbandingan kedua arus tersebut.
Beta DC
Arus kolektor telah dihubungkan dengan arus emiter dengan menggunakan .
Juga menghubungkan arus kolektor dengan arus basis dengan mendefnisikan dc
transistor
Hubungan antara dan
Hukum kirchoff menyatakan
IE = IC + IB
Dengan menggunakan aljabar , maka dapat di rubah menjadi
Transistor memiliki tiga buah kaki, yaitu base, kolektor dan emitter. Ketiga kaki
tersebut dapat ditentukan menggunakan Ohmmeter.
22
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 06 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR BIPOLAR
IV. LANGKAH KERJA
A. MENENTUKAN KAKI TRANSISTOR
1. Menentukan kaki base transistor, atur ohm meter pada posisi x100
2. Lakukan pengukuran seperti gambar di bawah ini
+_
12
3
Gambar 2. Cara menentukan kaki basis transistor
3. Perhatikan pergerakan jarum jam. Apabila jarum bergerak ke kanan dengan
posisi probe yang satu tetap berada pada kaki 3 dan probe yang lainnya pada
kaki 1 dan kaki 2 berarti kaki 3 adalah base transistor. Jika probe positif yang
berada pada kaki 3 berarti transistor tersebut berjenis NPN. Sebaliknya jika
probe negative yang berada pada kaki 3, berarti transistor tersebut berjenis PNP
4. Menentukan kaki kolektor dan emitor lakukan pengukuran seperti gambar di
bawah ini
atau
Gambar 3. Cara menentukan kaki emitor dan kolektor
23
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 06 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR BIPOLAR
5. Misalkan transistor tersebut berjenis NPN. Perhatikan penunjukan jarum, apabila
jarum bergerak ke kanan, maka kaki 1 (pada probe positif) adalah emitter dan
kaki 2 (pada probe negative) adalah kaki kolektor. Atau jika dipasang
kebalikannya (probe positif pada kaki 2 dan probe negative pada kaki 1) dan
jarum tidak bergerak, maka kaki 1 adalah emitter dan kaki 2 adalah kolektor.
B. MENENTUKAN NILAI α, β, DAN IE
1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut
Fμ1,0
Gambar 4. Rangkaian percobaan
2. Aturlah potensiometer sehingga bernilai nol kemudian hidupkan kedua
power supply
3. Atur kembali nilai potensiometer sehingga nilai VBE sesuai dengan yang
diminta pada table 1
4. Baca dan catat nilai IB dab IC pada table 1
24
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 06 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR BIPOLAR
Tabel 1
No VBE (V) IB IC IE Ic /IB IC/IE
1 0,1
2 0,2
3 0,3
4 0,4
5 0,5
6 0,6
V. TUGAS
1. Jelaskan cara‐cara mengenali kaki‐kaki transisitor selain menggunakan
multimeter
2. Jika suatu transistor adalah 250, berapa nilai arus emitter ?
VI. ANALISIS
1. Buatlah kurva IB vs IC untuk tabel 1 di atas
2. Berikanlah analisis dan kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan yang
anda lakukan.
25
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 07 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : KARAKTERISTIK
TRANSISTOR BIPOLAR
I. TUJUAN
Memahami karakteristik transistor bipolar
II. ALAT DAN BAHAN
1. Transistor BC 107
2. Power suplly dc
3. Amperemeter
4. voltmeter
5. Resistor, Potensiometer
6. Sumber arus
7. osiloskop
8. Projectboard dan Kabel penghubung secukupnya
III. TEORI SINGKAT
Karakteristik sebuah transistor biasanya diperoleh dengan pengukuran tegangan
dan arus pada rangkaian dengan konfigurasi common emitter (kaki emitter
tehubung dengan ground) seperti yang ditunjukan pada gambar berikut.
Gambar 1. Hubungan Common emitter transistor
26
Hubungan matematis antara besarnya arus kolektor (IC), arus basis (IB), dan arus
emittrer (IE) adalah beta ( ) yang merupakan penguatan arus DC untuk common
emitter serta alpha ( ) yang merupakan penguatan arus untuk common basis,
dengan hubungan matematis sebagai berikut:
dan
Arus kolektor dipengaruhi oleh tegangan kolektor – emitor. Titik kerja (mode kerja)
transistor dibedakan atas tiga bagian, yaitu daerah aktif, saturasi, dan cut‐off.
Persyaratan kondisi ketiga model kerja ini dapat dilihat pada table berikut
Tabel 1. Persyaratan mode kerja transistor
Mode IC VCE VBE VCE Bias B‐C Bias B‐E
Aktif . IB VBE + BCB 0.7 V 0 reverse Forward
Saturasi Max 0V 0.7 V 0.7V<VCE<0 Forward forward
Cut ‐ off VBE + BCB 0 0 ‐ ‐
Pada kurva IC – VCE mode kerja transistor ini ditunjukan pada gambar berikut
Gambar 2. Area mode kerja transistor
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 07 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : KARAKTERISTIK
TRANSISTOR BIPOLAR
27
IV. LANGKAH KERJA
A. Karakteristik Input transistor IB VBE
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
Gambar 3. Pengujian karakteristik input transistor
2. Atur potensio RB2 ke posisi minimum (cek posisi nilai minimum RB2 dengan
multimeter)
3. Berikan VCC = 10 volt. Kemudian atur posisi potensiometer RB2 untuk mengubah
tegangan VBE sesuai dengan table 1
4. Cata nilai IB dan IC pada setiap nilai tegangan sesuai langkah 3 di atas
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 07 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : KARAKTERISTIK
TRANSISTOR BIPOLAR
28
Table 1
VBE (V) IB IC0 0,2 0,4 0,5 0,54 0,58 0,62 0,66 0,70 0,72
B. Karakteristik out put transistor IC VCE
1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut ini
Aμ
Gambar 4. Pengujian karakteristik out put transistor
2. Atur tegangan VCE = 0,5 volt
3. Atur potensiometer sehingga nilai IB sesuai dengan yang tertera pada table 2
4. Catat nilai IC yang terukur pada table 2
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 07 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : KARAKTERISTIK
TRANSISTOR BIPOLAR
29
Table 2.
No VCE IB (μA) IC (μA)1
0,5
10
2 20
3 30
4 40
5 50
V. TUGAS
1. Buatlah kurva IB – VBE untuk table 1
2. Buatlah kurva IC – VCE untuk table 2
VI. ANALISIS
Berikan analisis yang dapat anda peroleh dari pratikum yang telah anda laksanakan
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 07 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH/KODE ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK : KARAKTERISTIK TRANSISTOR BIPOLAR
30
I. TUJUAN
Memahami serta mampu membuat rangkaian sederhana dari penguatan transistor
II. TEORI SINGKAT
Transistor merupakan komponen dasar untuk sistem penguat. Agar bisa bekerja
sebagai penguat transistor harus berada pada kondisi aktif, yakni dengan
memberikan bias pada transistor, dapat dilakukan dengan memberikan arus yang
konstan pada basis atau kolektor. Jika pada kondisi aktif transistor diberi sinyal
masukan maka akan menghasilkan sinyal keluaran yang lebih besar dari sinyal
input. Perbandingan antara sinyal out put dengan sinyal input inilah yang
dinamakan dengan faktor penguatan, yang sering diberi notasi A atau C
Pada prakteknya, penguatan transistor dapat dibagi atas tiga bagian, yakni: common
emitter, common collector, dan common base. Namun pada percobaan kali ini hanya
akan dilakukan salah satu dari ketiga penguatan di atas, yaitu Common emitter.
Sesuai namanya common emitter, maka salah satu elektroda transistor, yaitu kaki
emitter dipakai secara common (bersama) baik oleh bagian input maupun bagian
out put. Biasanya pemakaian bersama ini dalam bentuk penyambungan kaki
tersebut pada pentanahan (ground). Masing‐masing rangkaian penguat memiliki
sifat yang berbeda‐beda, dimana pada common emitter, phase out put akan terbalik
1800 dari phase inputnya dan amplitude output akan lebih besar dari amplitude
inputnya.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 08 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR SEBAGAI
PENGUAT
31
III. ALAT DAN BAHAN
1. Transistor BC 107
2. Resistor; 1k8 Ω, 470 Ω, 47k Ω, 10k Ω
3. Capasitor ; 10μf, dan 470μf
4. Function generator
5. DC power supply
6. Osiloskop
7. Multimeter
8. Breadboard dan kabel penghubung
IV. LANGKAH KERJA
1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut ini.
fμ10
fμ10
fμ470
Gambar 1. Common emitter
A. PENGUATAN TEGANGAN
1. Atur VCC sebesar 10 Vdc
2. Atur amplitudo function generator sebagai input sinyal ac sebesar 10 mV
(rms) dengan frekuensi 1kHz
3. Ukurlah harga tegangan input dan out put
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 08 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR SEBAGAI
PENGUAT
32
4. Gunakan osiloskop untuk melihat bentuk tegangan input dan out put
5. Lepaskan kapasitor yang berada pada kaki emitor (470μf) kemudian
kemudian ulangi langkah percobaan di atas.
B. RESPON FREKUENSI
1. Pasang kembali kapasitor yang sudah dilepas sesuai dengan gambar
2. Atur power supply dc sebesar 10 V
3. Atur amplitudo function generator sebagai input sinyal ac sebesar 10 mV
(rms) dengan frekuensi 10 sampai 1MHz (sesuai table 1)
4. Ukur nilai tegangan out put dan catat pada table 1
5. Lepaskan kapasitor yang berada pada kaki emitor (470μf) kemudian
kemudian ulangi langkah percobaan 3 dan 4 di atas.
Tabel 1.
Frekuensi CE = 470μf Setelah dilepas CE = 470μf V out AV V out AV
10Hz 25Hz 50Hz 100Hz 250Hz 500Hz 1kHz 2,5kHz 5kHz 10kHz 25kHz 50kHz 100kHz 250kHz 500kHz 1MHz
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 08 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR SEBAGAI
PENGUAT
33
V. TUGAS
1. Hitunglah nilai faktor penguatan pada langkah A (penguatan tegangan)
2. Hitunglah nilai faktor penguatan pada langkah B (table 1)
VI. ANALISIS
Berikan analisis serta kesimpulan anda yang dapat diperoleh setelah melakukan
pratikum ini.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 08 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRANSISTOR SEBAGAI
PENGUAT
34
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 09 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : SILICON CONTROL
RECTIFIER (SCR) I. TUJUAN
Mengetahui dan memahami arus trigger (IGT), tegangan saturasi (VAK(sat), dan arus
hold (IH)
II. TEORI SINGKAT
SCR adalah salah satu piranti semikonduktor yang memiliki kemampuan
penyaklaran yang cepat. Secara umum nama piranti ini dikenal dengan sebutan
Thyristor
Gambar 1. Silicon Control Rectifier (SCR)
SCR berfungsi sebagai saklar control yang terdiri dari empat gandengan bahan semi
konduktor. Secara sederhana dapa dianalogikan seperti gambar berikut
Gambar 2. Gandengan SCR
35
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 09 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : SILICON CONTROL
RECTIFIER (SCR) Ujung P pada gambar di atas berfungsi sebagai Anoda dan ujung N berfungsi sebagai
Katoda, sedangkan gandengan P yang lain berfungsi sebagai Gate SCR dan akan
mengalirkan arus apabila gate di beri trigger/signal dengan sudut penyalaan
tertentu.
III. ALAT DAN BAHAN
1. Power supply unit; 0 – 20 volt dc variable dc regulator dan + 15 dc regulator, 12
volt rms ac supply unit 50 Hz
2. SCR
3. Resistor
4. Lampu 12 volt
IV. LANGKAH KERJA
A. Pengukuran arus trigger (IGT) dan tegangan saturasi (VAK(sat))
1. Susunlah rangkaian sperti gambar di bawah ini
Gambar 3. Rangkaian untuk pengukuran arus trigger
2. Atur sumber dc sebesar 12 volt.
36
3. Atur potensio sehingga bernilai nol kemudian hidupkan sumber
4. Putar potensiometer secara perlahan, amati pengukuran arus gate sampai
lampu hidup
5. Catat nilai arus gate pada saat lampu hidup pada table 1
6. Matikan power suplly dan atur potensio ke posisi nol
7. Hidupkan kembali trigger SCR dan ukur tegangan antara anoda dan katoda
SCR. Hasil pengukuran dinamakan dengan tegangan saturasi VAK(Sat), kemudian catat nilai ini kedalam table 1
B. PENGUKURAN ARUS HOLD (IH)
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
Gambar 4. Pengukuran arus hold
2. On kan trigger SCR
3. Baca nilai arus pada saat tegangan sumber 12 volt.
4. Matikan sumber gate SCR
5. Turunkan secara perlahan tegangan sumber sampai arus SCR tiba‐tiba
menjadi nol
6. Catat nilai arus pada saat proses ini terjadi (langkah 6) pada table 1
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 09 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : SILICON CONTROL
RECTIFIER (SCR)
37
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 09 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : SILICON CONTROL
RECTIFIER (SCR)
Tabel 1
N0 Keterangan Nilai
1 Arus trigger (ITG) ……………… mA
2 Tegangan sturasi (VAK (sat)) …………….... V
3 Arus hold (IH) ……………… mA
C. PENGUKURAN IGT, VAK(sat), DAN IH DENGAN SUMBER AC
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
Gambar 5. Rangkaian percobaan dengan sumber AC
2. Ulangi semua prosedur di atas (prosedur A dab B) untuk mendapatkan nilai
IGT, VAK(sat), dan IH dengan sumber AC kemudian catat hasilnya pada table 2
38
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 09 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : SILICON CONTROL
RECTIFIER (SCR)
V. TUGAS
Perhatikan gambar di bawah ini !
Gambar 6. Rangkaian sederhana SCR
SCR pada gambar 4 di atas memiliki kemampuan arus maksimum 10 A dengan
VAK(SAT) 1,5 Volt, tentukanlah:
1. Disipasi daya pada SCR pada saat arus anoda maksimum
2. Nilai R
3. Disipasi daya pada R
VI. ANALISIS
1. Berapakah besarnya arus gate sehingga SCR bisa ON dan bagaimana dengan arus
anoda sehingga SCR bisa OFF
2. Berikanlah analisis dan kesimpulan yang dapat anda peroleh setelah melakukan
pratikum ini
39
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 10 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH/KODE ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK : PENYALAAN SILICON CONTROL RECTIFIER (SCR)
I. TUJUAN
1. Mampu mengoperasikan rangkaian SCR pada sumber dc dan sumber ac
2. Mampu menganalisa arus dan tegangan yang terdapat pada bagian‐bagian
rangkaian penyalaan SCR
II. ALAT DAN BAHAN
1. Power supply dc
2. Osiloskop
3. Multimeter
4. Dioda
5. Resistor
6. SCR
7. Trafo step down
8. Potensiometer
9. Saklar
10. Lampu (beban)
III. TEORI SINGKAT
Dalam pengoperasian SCR yang perlu diingat adalah SCR akan konduksi jika pada
gate nya diberikan trigger dengan sudut penyalaan sebesar , dan anoda mendapat
tegangan forward biase, makaSCR akan konduksi. Begitu pula sebaliknya SCR akan
off atau tidak mengalami konduksi jika anoda mendapat tegangan reverse biase.
Waktu yang digunakan untuk menunda mulai konduksi dikenal dengan nama delay
atau firing angle . Rangkaian penyalaan SCR dikenal ada dua macam, yaitu
penyalaan dengan sumber dc dan penyalaan dengan sumber ac.
40
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 10 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENYALAAN SILICON
CONTROL RECTIFIER (SCR)
Gambar 1. Sinyal kontrol gate SCR
Gambar 2. Trigger dengan sumber DC
Vac
S
Beban
A
KG
Beban
R
D
Gambar 3. Trigger dengan sumber ac
41
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 10 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENYALAAN SILICON
CONTROL RECTIFIER (SCR)
Vac
S
Beban
A
KG
Beban
R
D
Gambar 4. Trigger dengan sumber ac dan R variable
Gambar 5. Trigger dengan resistor dan kapasitor
IV. LANGKAH KERJA
A. SCR dengan sumber DC
1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut
Gambar 6. Trigger DC
42
2. Atur tegangan sumber 6 volt.
3. Hubungkan osiloskop ke rangkaian sesuai dengan gambar di atas
4. Amati lampu sebelum SCR di trigger
5. Lakukan pentriggeran SCR dengan cara menutup saklar (posisi on) dan amati
lampunya
6. Merubah SCR dari kondisi bekerja ke kondisi off bisa dilakukan dengan
beberapa cara
a. Menurunkan tegangan sumber secara perlahan sampai melewati tegangan
Breakover (VBR).
b. Memutuskan sesaat teganga dioda
c. Memberikan tegangan balik pada dioda
Berdasarkan langkah kerja 6.a, amati dan catat perubahan tegangan
sumber (VS), drop tegangan pada beban serta arus beban
B. SCR dengan sumber ac (sebaai pengendali)
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
fμ7,4
Gambar 7. Trigger ac (SCR sebagai pengendali)
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 10 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENYALAAN SILICON
CONTROL RECTIFIER (SCR)
43
2. Hubungkan CRO dengan rangkaian percobaan
3. Amati gambar yang ada di layar CRO, tegangan sumber, tegangan beban (out
put) dan tegangan gate
4. Atur sudut penyalaan trigger pada 00 dengan mengatur R potensiometer
5. Kemudian atur sudut penyalaan untuk = 300, 450, 600, 900, 1350 dan 1800.
6. Ukur tegangan dan arus sesuai dengan table 1
Tabel 1.
Beban (Ohm)
(sudut penyalaan)
Tegangan (volt Arus Bentuk gelombang sumber Beban (mA) sumber Gate beban
1000
00 300 450 600 900 1350 1800
V. TUGAS
Gambarkan karakteristiknya berdasarkan data yang diperoleh dari percobaan
pertama (trigger dengan sumber DC)
VI. ANALISIS
Berikan analisis dan kesimpulan yang dapat anda ambil dari pratikum yang telah
dilaksanakan
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 10 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENYALAAN SILICON
CONTROL RECTIFIER (SCR)
44
I. TUJUAN
1. Pengenalan piranti TRIAC
2. Pemahaman terhadap sifat TRIAC (mode trigger)
II. TEORI SINGKAT
TRIAC, sama halnya dengan SCR juga termasuk kedalam tipe Thyristor yang juga
terdiri dari empat gandengan bahansemi konduktor.
Gambar 1. TRIAC dan symbol
Perilaku dari sebuah TRIAC sama dengan SCR tetapi TRIAC dapat di trigger untuk
konduksi melalui arus gate untuk salah satu polaritas tegangan antara terminal T1
dan T2. Mode operasi dari sebuah TRIAC dapat dilihat pada gambar 2. Kuadran I
adalah sebagai referensi, pada umunya TRIAC di trigger dengan arus gate positif
(mode I+) tetapi juga dapat di trigger dengan arus gate negatif (mode I‐). Begitu juga
halnya pada kuadran ke III, arus gate adalah negatif (mode III ‐) tetapi juga bisa
ditrigger dengan arus gate yang positif (mode III+).
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 11 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRIAC
45
Gambar 2. Mode trigger TRIAC
III. ALAT DAN BAHAN
1. Power supply dc
2. TRIAC
3. potensiometer
4. Resistor
5. Lampu 12 volt
6. Voltmeter
7. Amperemeter
IV. LANGKAH KERJA
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 11 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRIAC
46
Gambar 3. Rangkaian percobaan
2. Aturlah potensiometer sehingga bernilai nol, kemudian hidupkan power supply
3. Naikkan arus gate dengan perlahan sampai lampu hidup.
4. Cata nilai arus pada table (IGT mode I+)
5. Matikan sumber, kemudian ganti sumber tegangan nomor 1 dengan – 15 volt
6. Ulangi langkah pengukuran di atas kemudian cata hasilnya pada table (IGT mode I
‐), balikkan prob alat ukur jika perlu
7. Matikan sumber, kemudian hubungkan sumber tegangan nomor 2 dengan – 15
volt pada lampu
8. Ulangi pengukuran seperti di atas kemudian cata hasilnya pada table (IGT mode
III ‐)
9. Kemudian ganti sumber tegangan nomor 2 dengan + 15 volt
10. Ulangi pengukuran seperti di atas dan cata hasilnya pada table (IGT mode III +)
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 11 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRIAC
47
Tabel 1
MODE I ‐ I + III ‐ III ‐
IGT (mA)
V. TUGAS
Jelaskan tentang mode pentriggeran dari sebuah TRIAC hingga bisa terjadi konduksi
VI. ANALISIS
Berikan analisis dan kesimpulan yang dapat di ambil dari pratikum yang telah
dilaksanakan
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 11 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : TRIAC
48
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 12 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENSAKLARAN DENGAN
TRIAC (TRIAC SWITCH)
I. TUJUAN
Mampu merangkai dan mengoperasikan serta memahami rangkaian sederhana
pensaklaran dengan TRIAC pada mode operasi triggernya
II. TEORI SINGKAT
TRIAC juga merupakan suatu piranti yang termasuk kedalam tipe thyristor yang
dapat digunkan untuk pensaklaran arus ac. TRIAC dirancang untuk menghantarkan
pada kedua tengahan dari bentuk gelombang out putnya. Oleh karena itu out put
dari TRIAC adalah arus bolak balik dan bukan arus searah. TRIAC beroperasi
sebagai 2 buah SCR dalam satu bungkus yang terhubung paralel dengan tiga
terminal: Anoda, katoda, dan Gate. Terminal anoda dan katoda dirancang
sedemikian rupa karena aliran arus adalah dua arah. Aliran akan berintegrasi
dengan gerbang maka katoda digunakan sebgai pengukuran terminal referen. Arus
dapat mengalir antara anoda dan katoda, juga antara gerbang dan katoda. TRIAC
harus di trigger agar konduksi pada salah satu arah dengan arus gerbang bergerak
masuk atau keluar dari gerbang (jika arah aliran arus utama ditentukan). TRIAC
pada dasarnya mempunyai karakteristik pengoperasian internal yang sama dengan
SCR. TRIAC mempunyai empat kemungkinan metode pentriggeran, sehubungan
dengan katoda di atas, yaitu
1. Anoda positif, gerbang positif
2. Anoda positif, gerbang negative
3. Anoda negative, gerbang positif
4. Anoda positif, gerbang positif.
49
III. ALAT DAN BAHAN
1. TRIAC
2. Dioda IN 4007
3. Lampu 12 v
4. Power supply ac
5. Power supply dc
6. Resistor
7. Pushbutton/saklar
IV. LANGKAH KERJA
A. TRIAC switch I
1. Susunlah gambar seperti rangkaian berikut
A12 V rms ac
IN 4007
T1
T2
G
12 Vlamp
BC
100 R
220 R
Gambar 1. Rangkaian sederhana pensaklaran TRIAC
2. Apa yang akan terjadi terhadap lampu jika titik A tidak tersambung ke titik B
maupun C ? Mengapa hal tersebut bisa terjadi ?
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 12 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENSAKLARAN DENGAN
TRIAC (TRIAC SWITCH)
50
3. Jika titik A dihubungkan dengan titik B, apa yang terjadi terhadap lampu?
Mengapa hal tersebut bisa terjadi ? Jelaskan!
4. Jika titik A dihubungkan ke titik C, apa yang terjadi terhadap lampu?
Mengapa hal tersebut bisa terjadi? Jelaskan !
B. TRIAC switch II
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini
Gambar 2. Rangkaian sederhana pensaklaran dengan TRIAC
2. Pasang R dengan nilai 220 Ω kemudian ukur arus gate (IGT) dan gunakan
osiloskop untuk melihat bentuk gelombang yang mengoperasikan beban.
3. Pasang R dengan nilai 100 Ω kemudian ukur arus gate (IGT) dan gunakan
osiloskop untuk melihat bentuk gelombang yang mengoperasikan beban.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 12 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENSAKLARAN DENGAN
TRIAC (TRIAC SWITCH)
51
V. TUGAS
Pedomani gambar 2.
1. Jika arus gate 15 mA dan tegangan dari Gate ke T1 sebesar 1 V, hitung nilai R yang
dibutuhkan untuk mengoperasikan rangkaian.
2. Jika arus gate 30 mA dan tegangan dari Gate ke T1 sebesar 1 V, hitung nilai R yang
dibutuhkan untuk mengoperasikan rangkaian.
VI. ANALISIS
Berikan analisis serta kesimpulan yang dapat anda peroleh setelah melakukan
pratikum ini
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 12 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : PENSAKLARAN DENGAN
TRIAC (TRIAC SWITCH)
52
I. TUJUAN
1. Pengenalan piranti DIAC
2. Pengukuran karakteristik DIAC
II. TEORI SINGKAT
DIAC adalah da buah dioda yang disusun secara berlawanan. DIAC merupakan
singkatan dari dioda alternating current. Jadi DIAC adalah dioda yang mengalirkan
arus bolak balik yang artinya bergantian forward (maju) dan reverse (mundur) biase
bila diberi tegangan pada elektrodanya. Susunan DIAC hamper sama dengan
transistor namun elektrodanya Cuma dua dan mempunyai dua junction.
Gambar 1. (a). symbol DIAC
(b). susunan DIAC
(c). Rangkaian DIAC
(d). Rangkaian pengganti DIAC
Apabila titik A adalah titik muatan positif, maka junction ke‐1 pada fordward biase,
sedangkan junction ke‐2 pada keadaan reverse bias. Pada saat titik A tegangan
positif terhadap toitik B, maka setelah pada tegangan tertentu dapat menembus
tegangan breakdown sehingga mengalir arus pada DIAC. Demikian juga apabila pada
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 13 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIAC
53
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 13 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIAC
titik B tegangannya lebih positif terhadap titik A sampai menembus junction ke‐1,
maka arus mengalir melalui DIAC. Cara kerja DIAC lebih jelasnya dapat dilihat pada
gambar 1.d di atas, yaitu apabila titik A pada keadaan fordward biase, maka sakelar
S1 pada on, sedangkan sakelar S2 pada off. Sebaliknya, jika titik B pada keadaan
forward biase, maka sakelar S2 pada on dan ssakelar S1 pada off (terbuka.
Gambar 2. Kurva karakteristik V‐I DIAC
Dengan demikian jelaslah prinsip kerja DIAC tak ubahnya dengan arus bolak‐balik
yaitu bergantian forward dan reverse apabila diberi tegangan arus bolak‐balik.
III. ALAT DAN BAHAN
1. Variable DC power Supply
2. Potensiometer 100K
3. Ampermeter
4. Voltmeter
5. DIAC
6. Papan rangkaian dan kabel penghubung secukupnya
54
IV. LANGKAH KERJA
1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut.
Gambar 3. Rangkaian percobaan karakteristik DIAC
2. Hidupkan power supply, kemudian naikan tegangan secara bertahap (sesuai
dengan table 1)
3. Catat nilai arus dan tegangan pada table 1 untuk setiap perubahan nilai tegangan
sumber
4. Atur potensiometer sampai DIAC mendapatkan tegangan untuk konduksi
Tabel 1.
No Tegangan sumber (Volt)
Arus (Ampere)
Tegangan (Volt)
1 0 2 5 3 10 4 15 5 20 6 25 7 30 8 35 9 40 10 45 11 50
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 13 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIAC
55
V. TUGAS
Buatlah kurva karakteristik dari DIAC berdasarkan hasil percobaan yang telah
dilakukan
VI. ANALISIS
Berikan analisis serta kesimpulan dari pratikum yang telah dilakukan.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 13 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : DIAC
56
I. TUJUAN
Mampu merangkai dan mengoperasikan serta memahami rangkaian sederhana dari
aplikasi DIAC
II. TEORI SINGKAT
Pada umunya, DIAC banyak digunakan sebagai trigger SCR dan juga untuk mengatur
daya. Sebagai trigger pada SCR maupun TRIAC, fungsinya seolah olah sebagai saklar
elektronik, demikian juga dengan pengatur daya.
(a) (b)
Gambar 1. Pemakaian DIAC (a) Rangkaian trigger SCR (b) Rangkaian pengatur daya
III. ALAT DAN BAHAN
1. Fuse 0,5 A
2. Lampu 100 watt (load)
3. DIAC
4. TRIAC
5. Resistor
6. Variabel resistor
7. Capasitor
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 14 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI TOPIK : APLIKASI DIAC
57
8. Sumber AC 220 Volt
9. Papan rangkaian
10. Kabel penghubung secukupnya
IV. LANGKAH KERJA
1. Susunlah rangkaian seperti gambar di bawah ini (harap dikerjakan dengan hati‐
hati karena memakai tegangan AC 220 volt)
fμ100
Gambar 2. Rangkaian percobaan
2. Atur potensiometer sampai cahaya lampu mualai terlihat.
3. Catat nilai tegangan dan arus beban saat lampu mulai menyala.
4. Atur secara bertahap potensiometer sehingga lampu menyala dengan sempurna.
5. Catat nilai tegangan dan arus beban untuk setiap perubahan nilai potensiometer.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 14 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK : APLIKASI DIAC
58
Tabel 1.
No Posisi Potensiometer(Ω)
Arus (Ampere)
Tegangan (Volt)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
V. TUGAS
Jelaskan prinsip kerja dari rangkaian di atas (gambar 2)
VI. ANALISIS
Berikanlah analisis dan kesimpulan anda terhadap pratikum yang telah
dilaksanakan.
LAB‐SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI
FAKULTAS TEKNIK UNP JOBSHEET/LABSHEET JURUSAN TEKNIK ELEKTRO NOMOR : 14 PROGRAM STUDI ELEKTRO INDUSTRI WAKTU : MATA KULIAH ILMU BAHAN DAN PIRANTI
TOPIK : APLIKASI DIAC