jobsheet laboratorium elektronika

ii

PRAKATA

Alhamdulillah puji syukur kepada Allah SWT atas selesainya Diktat ini

sesuai waktunya. Diktat ini disusun untuk melengkapi materi praktek

Laboratorium Elektronika yang dapat digunakan oleh mahasiswa Teknik

Elektro, khususnya program studi Teknik Otomasi Listrik Industri.

Selama ini mahasiswa hanya memperoleh petunjuk praktek (jobsheet)

dengan sedikit teori dasar. Pada diktat ini teori dasar yang diberikan jauh

lebih banyak dan lebih jelas daripada yang terdapat pada jobsheet

sebelumnya. Materi praktek laboratorium elektronika ini ada 11, yaitu :

osiloskop, mengenal terminal dioda, karakteristik dioda, mengenal terminal

transistor, karakteristik transistor, karakteristik SCR, UJT, DIAC, TRIAC,

daya pada rangkaian AC dan dasar-dasar gerbang.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada rakan-rekan

di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta, yang telah membantu

hingga terwujudnya diktai ini.

Diktat ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran serta kritik yang

membangun akan penulis terima dengan sengan hati.

Depok, September 2012

Murie Dwiyaniti, ST.MT

Tardi, ST.M.Kom

Laboratorium Elektronika Semester III 1

BAB I

OSILOSKOP

I.1. TUJUAN

Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat :

a. Mengenal Osiloskop

b. Mempergunakan Osiloskop sesuai fungsinya.

I.2. DASAR TEORI

Osiloskop atau Cathoda Ray Osiloskop (CRO) adalah instrumen

pengukuran yang tampilannya berupa grafik V=f(t) yang dapat digunakan

untuk mengetes rangkaian karena dengan osiloskop anda dapat melihat

sinyal pada titik yang berbeda dalam sebuah rangkaian. Caranya yaitu

dengan mengamati rangkaian sinyal input dan output pada masing masing

blok dari sistem atau bagian rangkaian yang terhubung, sehingga dapat

ditemukan letak kesalahan dengan cepat dan tepat.

Osiloskop dapat digunakan untuk mengukur tegangan, frekuensi,

beda phasa, dan waktu. Selain serba guna, CRO juga memiliki beberapa

sifat lain yaitu :

Mempunyai Tahanan dalam yang tinggi

Daerah frekuensinya lebar.

Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel

kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak

berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada

layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang

membentuk kotak-kotak dan disebut divisi, Masing-masing kotak berukuran

1 cm x 1 cm. Seperti pada Gambar 1.1. Arah horizontal mewakili sumbu

waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan.


Gambar 1.1 Layar Osiloskop

Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk

menyesuaikan tampilan di layar sehingga pembacaan gambar jelas..

Beberapa alat kontrol yang digunakan adalah :

1. Volt/Divisi digunakan untuk mengatur skala tegangan pada sumbu-Y

(vertikal). Dengan menggunakan kontrol volt/div kita dapat menghitung

tegangan DC, tegangan AC dan beda phasa.

2. Time/Div atau timebase digunakan untuk mengatur skala waktu pada

sumbu-X (horizontal), jika timebase diset paling kecil dari waktu

perdivisinya maka pada layar osiloskop akan terlihat grafik yang

berjalan dengan cepat. Ketika nilainya sedang maka akan terlihat seperti

garis yang kontinyu, tetapi pada dasarnya grafik ini tetap berjalan dari

kiri ke kanan.

Dengan menggunakan kontrol timebase kita dapat menghitung periode

(T) dan frekuensi (f) dari suatu gelombang.


Cara pembacaan gambar pada layar osiloskop :

Gambar 1.2 Tampilan tegangan DC pada layar osiloskop

Pada Gambar 1.2 terdapat 2 tegangan DC yaitu :

CH1 dengan nilai volt/div = 4 v/div, artinya 1 kotak = 4 volt. maka

tegangan DC pada CH1 adalah : 2 kotak x 4 volt/div = 8 Volt

CH2 dengan nilai volt/div = 1 v/div, artinya 1 kotak = 1 volt dan 1

kotak terdiri dari 5 strip maka 1 strip = 1/5 = 0.2 volt, sehingga tegangan

DC pada CH2 adalah : 3 strip x 0,2 volt = 0,6 volt

Gambar 1.3 Tampilan tegangan AC pada layar osiloskop


Pada Gambar 1.3 terdapat tegangan AC dengan nilai volt/divisi = 4 v/div

dan timebase = 5 ms/div. Untuk tegangan AC kita dapat juga menghitung T

(periode) dan f (frekuensi).

Tegangan AC => Vmax = 2 kotak x 4 v/div = 8 volt

Veff = 8 volt x 0,707 = 5,6 volt

Periode (T) = 4 kotak x 5 ms/div = 20 ms = 0,02 s

Frekuensi (f) = 1/T = 1/0,02 = 50 Hz

Beda phasa

Gambar 1.4 Beda phasa tegangan AC dan gambar lissajous

Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop

perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Hal

hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah :

1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan(di-ground-

kan).Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise

dari frekuensi radio atau jala jala.

2. Memastikan probe dalam keadaan baik.

3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di

osiloskop.

Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali

harus muncul di layar adalah garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal

masukan. Yang perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, posisi-X,


dan posisi-Y. Dengan menggunakan tegangan referensi yang terdapat di

osiloskop maka kita bisa melakukan pengkalibrasian sederhana. Ada dua

tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu tegangan persegi 2 Vpp

dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah probe dikalibrasi maka

dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan

muncul tegangan persegi pada layar. Jika yang dijadikan acuan adalah

tegangan 2 Vpp maka pada posisi 1 volt/div ( satu kotak vertikal mewakili

tegangan 1 volt) harus terdapat nilai tegangan dari puncak ke puncak

sebanyak dua kotak dan untuk time/div 1 ms/div ( satu kotak horizontal

mewakili waktu 1 ms ) harus terdapat satu gelombang untuk satu kotak. Jika

masih belum tepat maka perlu disetel dengan potensio yang terdapat di

tengah-tengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada

gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var"

Gambar 1.5 BNC socket atau Probe

Probe merupakan alat bantu untuk menghubungkan antara osiloskop dengan

rangkaian. Terdiri dari dua kabel yaitu :

Kabel merah untuk Line

Kabel hitam untuk Ground

“Perhatikan “ : Dalam rangkaian, kedua kabel ini antara line dan ground

tidak boleh disatukan karena akan merusak probe.


I.3. DAFTAR PERLATAN

1. Power Supply DC 0 - 40 V

2. Power Supply AC 4,5 V

3. Osiloskop

4. Resistor

5. Kapasitor

6. Probe

7. Kabel Penghubung

I.4. PROSEDUR PERCOBAAN

I.4.1. Mengukur dan melihat bentuk gelombang DC

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1.6, ground dihubungkan dengan

salah satu probe. Berikanlah input tegangan DC mulai dari 2V sampai

10V.

2. Ukurlah tegangan pada masing masing tahanan

3. Gambarkanlah bentuk gelombang tegangan DC yang terdapat pada layar

osiloskop di kertas milimeter blok, jangan lupa tuliskan volt/divisi yang

anda pakai, masukkanlah dalam Tabel (tentukan sendiri berdasarkan

gambar).

Gambar 1.6 Rangkaian untuk pengukuran tegangan DC


I.4.2. Mengukur dan melihat bentuk gelombang AC


salah satu probe. Berikanlah input tegangan AC 4,5V

2. Ukurlah tegangan pada masing masing tahanan

3. Gambarkanlah bentuk gelombang tegangan AC yang terdapat pada layar

osiloskop di kertas milimeter blok, jangan lupa tuliskan volt/divisi serta

time/divisi yang anda pakai.

Gambar 1.7 Rangkaian untuk pengukuran tegangan AC

I.4.3. Mengukur dan melihat beda phasa tegangan AC


salah satu probe berikan tegangan input AC 4,5V

2. Ukurlah tegangan pada resistor dan kapasitor, nilai kapasitor anda

tentukan sendiri.

3. Gambarkanlah beda phasa tegangan AC yang terdapat pada layar

osiloskop di kertas milimeter blok, jangan lupa tuliskan nilai kapasitor,

volt/divisi serta time/divisi yang anda pakai.

4. Untuk melihat gambar Lissajous, ubah format V/t menjadi format X-Y.

Caranya yaitu : tekan tombol DISPLAY lalu tekan mode X-Y

5. Gambarkanlah grafik Lissajous tersebut pada kertas milimeter blok.

6. Ulangi sampai 2 kali percobaan dengan nilai kapasitor yang berbeda.


Gambar 1.8 Beda Phasa pada Tegangan AC

I.5. TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Dapatkah CRO dipergunakan untuk mengukur besarnya arus suatu

rangkaian ?

2. Jelaskan Keuntungan CRO dengan adanya tahanan dalam yang tinggi !

3. Sebutkan berapa Frekwensi maksimum yang bisa diukur oleh CRO

tersebut !

4. Pada pengukuran beda phasa jelaskan hasil yang telah didapatkan dan

hitung beda phasanya !


BAB II

MENGENAL TERMINAL DIODA

II.1. TUJUAN


a. Menentukan terminal dioda

b. Membedakan macam-macam dioda

II.2. DASAR TEORI

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus

searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus

bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh

berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang

dicatu. Komponen yang sering digunakan sebagai penyearah adalah dioda.

Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan

arus satu arah saja maka disebut penyearah. Dibawah ini merupakan gambar

yang melambangkan dioda penyearah.

Simbol dioda Struktur Dioda

Gambar 2.1 Simbol dan struktur dioda

Sisi P disebut Anoda dan sisi N disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak

panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita

pada arus konvensional yang mudah mengalir dari sisi P ke sisi N. Dalam

pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika

diberi bias forward (maju) dan sebagai saklar terbuka jika diberi bias

reverse (mundur). Artinya secara ideal, dioda berlaku seperti konduktor

sempurna (tegangan nol) jika dibias maju dan seperti isolator sempurna

(arus nol) saat dibias mundur.


II.2.1 Zener

Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan

komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada

perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi

dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan

N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada

dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada

zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada

zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya.

Karakteristik zener yang unik yaitu jika dioda bekerja pada bias maju maka

zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias).

II.2.2 LED

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan

komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. Strukturnya juga sama

dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang

sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi

cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk

mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah

galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan

warna cahaya yang berbeda pula.

II.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power Supply DC

2. Multimeter

3. Lampu Pijar 6 V

4. Dioda : IN 60; IN 4007; 6CC13; BZX 6V8; LED.

5. Kabel Penghubung.


II.4. DIAGRAM RANGKAIAN.

II.5. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian seperti gambar diatas, berikanlah sumber tegangan

DC (Vs) 2V, 4V dan 6V.

2. Amatilah besar tegangan, arus, dan keadaan lampu. Masukanlah

hasilnya pada Tabel 1.

3. Balik Polaritas dioda (bias mundur), berikanlah sumber tegangan DC

(Vs) 2V, 4V dan 6V.

4. Amatilah besar arus, tegangan, keadaan lampu, Masukkanlah hasilnya

pada Tabel 2.

II.6. TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Jelaskan kondisi yang dibangun oleh arah maju dan arah mundur pada

p-n dioda dan bagaimana pengaruh hasil arusnya!

2. Jelaskan bagaimana anda mengingat ketetapan arah maju dan arah

mundur dari sebuah dioda!

3. Jelaskan bagaimana anda menentukan terminal dioda!

4. Berikanlah contoh penggunaan dioda!


II.7. TABEL EVALUASI

1. Tabel 1 untuk Gambar 1

246246246246246

6 CC13

BZX 6V8

L E D

Keadaan Lampu Keterangan

IN 60

IN 4007

Type Dioda Vs (Volt) I (mA) Vd (Volt)


2. Tabel 2 untuk Gambar 1 dengan polaritas dioda dibalik

246246246246246

6 CC13

BZX 6V8

L E D

Keadaan Lampu Keterangan

IN 60

IN 4007

Type Dioda Vs (Volt) I (mA) Vd (Volt)

Laboratorium Elektonika Semester III 14

BAB III

KARAKTERISTIK DIODA

III.1. TUJUAN


a. Menggambarkan karakteristik V-I dioda germanium, silikon dan zener.

b. Menentukan tengangan cut in (VC).

c. Menghitung Resistansi statis (Rs).

d. Menghitung Resistansi dinamis (rd).

e. Menampilkan karakteristik dioda secara langsung dengan

mempergunakan osiloskop.

f. Membandingkan parameter dioda germanium, dioda silikon dan dioda

zener.

III.2. DASAR TEORI

Kita dapat menyelidiki karakteristik statik dioda, dengan cara

memasang dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor.

Kurva karakteristik statik dioda merupakan fungsi dari arus ID (arus yang

melalui dioda) terhadap tegangan VD (beda tegangan antara titik a dan b)

(lihat gambar 1 dan gambar 2)

Gambar 3.1 (a) Rangkaian dioda; (b) karakteristik dioda


Karakteristik statik dioda dapat diperoleh dengan mengubah VDD lalu

mengukur tegangan dioda (VD) dan arus yang melalui dioda (ID). Bila

harga VDD diubah, maka arus ID dan tegangan VD akan berubah pula. Jika

anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif) dioda

dikatakan mendapat bias forward atau bias maju. Bila VD negatip disebut

bias reserve atau bias mundur. Pada Gambar 3.1, VC disebut cut- in-voltage

atau tegangan hidup, IS arus saturasi dan VPIV adalah peak-inverse voltage.

Bila kita mempunyai karakteristik statik dioda dan kita tahu harga VDD dan

RL, maka harga arus ID dan VD dapat kita tentukan sebagai berikut. Dari

Gambar 2.1.

LDDD RIVV . atau L

DD

L

D

RV

RVI

III.2.1 DC atau Resistansi statis dioda

Aplikasi tegangan dc pada rangkaian yang berisi dioda

semikonduktor akan menghasilkan titik operasi pada kurva karakteristik

yang tidak akan berubah terhadap waktu atau disebut resistansi statis.

Resistansi statis dioda pada titik operasi dapat dicari dengan rumus sebagai

berikut :

D

DD I

VR

Gambar 3.2 Menentukan resistansi statik pada titik operasi

III.2.2 AC atau Resistansi dinamis dioda

Pada input sinusoidal terjadi variasi Input yang akan menggerakkan

titik operasi naik dan turun pada daerah karakteristik dan menetapkan

perubahan yang spesifik pada arus dan tegangan seperti pada Gambar 3.3.

jika tidak ada variasi sinyal, titik operasi adalah Q-point.


Gambar 3.3 Definisi

resistansi dinamik

Garis lurus membentuk tangen pada kurva melalui Q-point seperti

pada Gambar 3.4, akan menentukan perubahan tegangan dan arus yang

dapat digunakan untuk menentukan resistansi dinamik dari karakteristik

dioda. Resistansi dinamik dioda dapat dicari dengan rumus sebagai berikut :

D

DD I

Vr

Dimana menandakan perubahan nilai

Gambar 3.4 Menentukan resistansi dinamik pada titik Q

III.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power Supply DC

2. Power Supply AC

3. Osiloskop

4. Multimeter

5. Dioda germanium, silicon dan Zener.

6. Resistor 100 .


III.4. DIAGRAM RANGKAIAN

III.5. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1, pergunakanlah dioda germanium,

catatlah hasil pengukuran pada Tabel 1!

2. Buatlah rangkaian seperti Gambar 2, pergunakanlah dioda germanium,

catatlah hasil pengukuran pada Tabel 1!

3. Ulangi prosedur 1 dan 2 pergunakanlah dioda silikon, catatlah hasil

pengukuran pada Tabel 2 !


4. Ulangi prosedur 1 dan 2 pergunakanlah dioda zener, catatlah hasil

pengukuran pada Tabel 3 !

5. Buatlah rangkaian seperti Gambar 3,. Hidupkanlah osiloskop pada

format DISPLAY X-Y, naikkanlah tegangan sumber DC secara

perlahan-lahan sampai maksimum. Gambarlah pada kertas grafik yang

nampak pada layar !. Pergunakanlah dioda germanium, silicon dan zener

secara bergantian.

III.6. PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Berapakah nilai tegangan cut in dioda Silikon, dioda Germanium dan

dioda Zener?

2. Hitunglah resistansi statik (Rs) dan dinamik (rd) dioda silikon dan dioda

germanium pada saat bias maju di 2 mA!

3. Adakah perbedaan antara dioda silikon, dioda germanium dan dioda

zener? Jika ada sebutkan perbedaan tersebut!

III.7. TABEL EVALUASI

Tabel 1 : Dioda germanium

Bias Maju Bias MundurVF(Volt) IF(mA) VR(Volt) IR(mA)

0,5 12 35 67 8

10 1015 1220 1430 1640 1850 20


Tabel 2 : Dioda Silikon


0,5 12 35 67 810 1015 1220 1430 1640 1850 20

Tabel 3 : Dioda Zener


0,5 12 35 67 8

10 1015 1220 1430 1640 1850 20


BAB IV

MENGENAL TERMINAL TRANSISTOR

IV.1. TUJUAN


a. Mencari dan menentukan terminal transistor yaitu basis, kolektor dan

emitor.

b. Membedakan macam-macam transistor dan penggunaannya.

IV.2. PENDAHULUAN

Transistor merupakan salah satu komponen elektronika paling penting.

Terdapat dua jenis transistor berdasarkan jenis muatan penghantar listriknya,

yaitu bipolar dan unipolar. Dalam hal ini akan kita pelajari transistor bipolar.

Transistor bipolar terdiri atas dua jenis, bergantung susunan bahan yang

digunakan, yaitu jenis NPN dan PNP. Sebuah transistor memiliki tiga buah

kaki yaitu emitter, basis dan kolektor. 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.

P N P PN N

(a) (b)

Gambar 4.1 Analogi susunan dioda transistor : (a) PNP dan (b) NPN


C (Colector) C (Colector)E (Emitor) E (Emitor)

B (Basis) B (Basis)

(a) (b)

Gambar 4.2 Lambang transistor: (a) PNP dan (b) NPN

Dalam praktek kita dapat mengetahui terminal-terminal komponen

transistor dengan melihat pada: “ Buku Data” atau pada beberapa komponen

dapat diketahui secara langsung dengan membaca tanda-tanda yang ada

pada komponen tersebut.

Selain cara tersebut di atas, kita dapat juga menentukan terminal-terminal

transistor dengan bantuan multimeter, resistor, dan sumber tegangan.

IV.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power supply DC

2. Multimeter

3. Transistor : BC 109; AD 161; 2N 3055; 2SB 56; MJ 2955; MPS 4355

4. Resistor

5. Lampu


IV.4. DIAGRAM RANGKAIAN

IV.4.1 Mencari terminal basis dan menentukan jenis transistor NPN atau

PNP

A

A

B

C Tr+-

A

B

C Tr

A

A

B

C Tr+-

A

B

C Tr

(1) (2) (3) (4)

A

+-

A

B

C Tr

(5) (6) (7) (8)

A

A

B

CTr+

-

A

B

C Tr

(9) (10) (11) (12)

A

B

C Tr

A

B

CTr

A

B

C Tr

A

+-

A

B

C Tr

A

B

C Tr

A

+-

IV.4.2 Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor NPN

A

+-

D

D'

Basis

D

D'

Basis

D

D'

Basis

D

D'

Basis

(1) (2) (3) (4)


IV.4.3 Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor PNP

A

+- D

D'

Basis

D

D'

Basis

D

D'

Basis

D

D'

Basis

(1) (2) (3) (4)

IV.5. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Hubungkanlah rangkaian tersebut di atas dengan tegangan sumber dc

Vs = 2 volt.

2. Ukurlah nilai arus, lihat kondisi lampu dan tentukan jenis transistor

Catatlah hasilnya pada tabel!

IV.6. PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Bandingkanlah antara transistor PNP dengan NPN, terangkan bedanya!

2. Berikan contoh pemakaian transistor PNP dan transistor NPN!


IV.7. TABEL EVALUASI

Menentukan Basis dan jenis Transistor NPN/PNP

No Rangkaian Transistor Arus I(mA)

KondisiLampu

JenisTransistor

1 1 BC 1092 23 34 45 56 67 78 89 9

10 1011 1112 12

Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor NPN

No Transistor Rangkaian IC + IB(mA)

KondisiLampu

1234

Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor PNP

No Transistor Rangkaian IC + IB(mA)

KondisiLampu

1234


BAB V

KARAKTERISTIK TRANSISTOR

V.1. TUJUAN


a. Menggambarkan karakteristik transistor

b. Menampilkan karakteristik input dan output dengan osiloskop

c. Memanfaatkan rangkaian–rangkaian transistor dan prinsip dasarnya

dalam dunia elektronik.

V.2. DASAR TEORI

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran elektron

sebagai prinsip kerjanya. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP,

konstruksi transistor dapat dilihat pada Gambar 5.1.

Gambar 5.1 Konstruksi transistor tipe NPN dan PNP

Karakteristik sebuah transistor biasanya dilihat dari karakteristik

rangkaian dengan konfigurasi common emitter (kaki emitter terhubung dengan

ground), seperti ditunjukkan pada Gambar 5.2.


Gambar 5.2 Rangkaian pengukuran karakteristik transistor

Terdapat dua buah kurva karakteristik yang dapat diukur dari

rangkaian Gambar 5.2, yaitu :

1. Karakteristik input transistor, arus basis IB sebagai fungsi VBE.

Gambar 5.3 Grafik IB fungsi VBE

Grafik diatas terlihat seperti grafik dioda biasa, hal ini dikarenakan

dioda emitter-basis dibias maju sehingga perubahan arus emitter

menurut tegangan emitter ke basis akan serupa dengan karakteristik

maju dari dioda hubungan p-n.

pada transistor NPN

Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barrier-

nya, maka arus basis (IB) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi

potensial barrier-nya, arus basis (IB) akan naik secara cepat.


2. Karakteristik output transistor, arus IC sebagai fungsi VCE

Gambar 5.4 Grafik IC fungsi VCE pada transistor NPN

Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan

daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah saturasi, lalu daerah cut-off,

kemudian daerah aktif dan seterusnya daerah breakdown.

Daerah Aktif

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif,

dimana arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini

diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah

kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).

Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop

kolektor (rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan :

VCE = VCC - ICRC

Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah :

PD = VCE.IC

Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur

transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui

spesifikasi PDmax. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja

maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab


jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya PDmax, maka transistor dapat

rusak atau terbakar.

Daerah Saturasi

Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7

volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-base karena

tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron.

Daerah Cut-Off

Jika kemudian tegangan VCC

1. Power supply DC

dinaikkan perlahan-lahan, sampai

tegangan VCE tertentu tiba-tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan

ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan

saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON). Perubahan ini dipakai pada sistem

digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat

direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.

Aplikasi transistor tidak dibatasi sebagai rangkaian penguat signal

saja, transistor juga dapat dimanfaatkan sebagai saklar elektronik untuk

komputer dan aplikasi kontrol.

V.3. DAFTAR PERALATAN

2. Power supply AC

3. Multimeter

4. Dioda Silikon

5. Potensiometer 10k ; 1k ; 470k

Resistor 33k ; 100 ; 3k3; 10

7. Transistor BC109; 2N3055

8. Osiloskop


V.4. DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 5.5 Rangkaian transistor NPN BC109

Gambar 5.6 Rangkaian transistor PNP 2N3055

Gambar 5.7 Skema Rangkaian transistor NPN BC109 untuk melihat

karakteristik IC sebagai fungsi V CE (karakteristik output)


Gambar 5.8 Skema Rangkaian transistor PNP 2N3055 untuk melihat

karakteristik IC sebagai fungsi VCE

1. Rangkailah Gambar 5.5, buatlah agar V

(karakteristik output)

V.5. PROSEDUR PERCOBAAN

CE tetap 5 volt. Ubahlah nilai

IB IB mulai dari 10 C dan VBE

IBICHFE

.

Hitunglah .

Catat hasil pengukuran dan perhitungan pada Tabel 1.

2. Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu

multimeter sebagai berikut:

Titik-titik pengukuran arus harus di hubung singkat pada saat

multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain.

Titik-titik pengukuran tegangan harus dibiarkan terbuka pada saat

multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain.

3. Masih dengan gambar yang sama Gambar 5.5, ubahlah VCE mulai dari

0,1V sampai 5V dan ubahlah nilai IB dari 25

Tabel 2). Ukurlah nilai IC

4. Ulangi langkah 1,2,3 untuk rangkaian Gambar 5.6. Catat hasil

pengukuran pada Tabel 3 dan 4.

. Catat hasil pengukuran pada Tabel 2.

Perhatikan : polaritas pada multimeter harus disesuaikan.


5. Rangkailah Gambar 5.7, ubahlah VCE mulai dari 0,1V sampai 5V dan

ubahlah nilai IB dari 25 5). Ukurlah

nilai IC

6. Untuk menampilkan karakteristik, ubahlah format YT menjadi XY.

Gambarkanlah grafik yang tampak pada layar osiloskop di kertas

milimeter blok.

. Catat hasil pengukuran pada Tabel 5

7. Ulangi langkah 5 dan 6 untuk rangkaian Gambar 5.8.

V.6. TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Berdasarkan Tabel 1, buatlah grafik karakteristik :

IC = f (IB)

IB = f (VBE)

IC = f (VCE)

2. Apa yang dimaksud dengan karakteristik input dan karakteristik output

pada rangkaian transistor!

3. Mengapa Kurva karakteristik output transistor IC = f (VCE) mempunyai

beda panjang?

4. Apa yang dimaksud dengan disipasi daya? Pada grafik IC = f (VCE),

gambarkanlah daerah kerja transistor yang diperbolehkan jika

PDmax

5. Jelaskan bagaimana menentukan baik tidaknya transistor dan

menentukan jenis NPN/PNP transistor!

=100 mW!

6. Buatlah rangkaian transistor untuk menghidupkan lampu dan jelaskan

cara kerjanya!


V.7. TABEL EVALUASI

Tabel 1 = Tabel 3

VCE = 5 Volt Tetap

IC (mA) HFE (IC/IB) VBE (volt)

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tabel 2 = Tabel 4 = Tabel 5

VCE (volt)IC (mA)

0,1

0,2

0,3

0,5

1


BAB VI

KARAKTERISTIK SCR

VI.1. TUJUAN


a. Menentukan terminal SCR

b. Menentukan baik atau tidaknya SCR

c. Menerangkan karakteristik SCR

d. Mempergunakan SCR dalam praktek

VI.2. DASAR TEORI

Sebuah SCR terdiri dari tiga terminal yaitu anoda, katoda, dan gate.

SCR berbeda dengan dioda rectifier biasanya karena dibuat dari empat buah

lapis dioda, lihat Gambar 6.1.

Gambar 6.1 (a) Simbol SCR; (b) Konstruksi dasar SCR

Komponen SCR akan di trigger menjadi ON jika diberi arus gate melalui

kaki (pin) gate. Dengan memberi arus gate IGT yang semakin besar dapat

menurunkan tegangan breakover (VBR) sebuah SCR. Dimana tegangan ini

adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON. Sampai

pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat mudah membuat

SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun,


misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Kurva tegangan dan arus dari

sebuah SCR adalah seperti yang ada pada Gambar 6.2.

Gambar 6.2 Karakteristik SCR

Pada Gambar 6.2 dapat dilihat ada tegangan breakover V(BR)F, yang

jika tegangan forward SCR mencapai titik ini, maka SCR akan ON. Lebih

penting lagi adalah arus IG yang dapat menyebabkan tegangan V(BR)F turun

menjadi lebih kecil. Pada Gambar 6.2 ditunjukkan beberapa arus IG dan

korelasinya terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus trigger

gate ini sering ditulis dengan notasi IGT (gate trigger current). Pada Gambar

6.2 ada ditunjukkan juga arus IH

Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat SCR

menjadi ON. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka

selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke

katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR menjadi OFF adalah dengan

membuat arus anoda-katoda turun dibawah arus I

yaitu arus holding yang mempertahankan

SCR tetap ON. Jadi agar SCR tetap ON maka arus forward dari anoda

menuju katoda harus berada di atas parameter ini.

H (holding current). Pada


Gambar 6.2 kurva I-V SCR, jika arus forward berada dibawah titik IH, maka

SCR kembali pada keadaan OFF. Berapa besar arus holding ini, umumnya

ada di dalam datasheet SCR.

Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan

menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Karena inilah SCR atau

thyristor pada umumnya tidak cocok digunakan untuk aplikasi DC.

Komponen ini lebih banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi tegangan AC,

dimana SCR bisa OFF pada saat gelombang tegangan AC berada di titik

nol.

Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu VGT. Parameter ini

adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkan SCR ON. VGT seperti

halnya VBE

Contoh rangkaian pada Gambar 6.3, Sebuah SCR diketahui memiliki

I

besarnya kira-kira 0.7 volt.

GT=10mA dan VGT=0,7 volt. Maka dapat dihitung tegangan Vin

V

yang

diperlukan agar SCR ini ON adalah

sebesar :

in = Vr + V

VGT

in = IGT(R) + VGT = 4.9 volt

Gambar 6.3 Rangkaian SCR

Aplikasi SCR banyak digunakan pada suatu rangkaian elekronika

karena lebih efisien dibandingkan komponen lainnya terutama pada

pemakaian saklar elektronik. SCR juga biasanya digunakan untuk

mengontrol daya khususnya pada tegangan tinggi karena SCR dapat

dilewatkan tegangan dari 0 sampai 220 Volt tergantung pada spesifik dan

tipe dari SCR tersebut.


VI.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power Supply DC

2. Power Supply AC

3. Multimeter

4. SCR

5. Dioda

6. Resistor 10

7. Potensiometer

8. Osiloskop

9. Kabel Penghubung.

VI.4. DIAGRAM RANGKAIAN.

Gambar 6.4 Skema Rangkaian SCR untuk melihat karakteristik dengan Vs

tegangan DC


Gambar 6.5 Skema Skema Rangkaian SCR untuk melihat karakteristik

dengan Vs tegangan AC

VI.5. LANGKAH PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.4, berilah sumber tegangan DC

10V.

2. Tetapkanlah arus gate (IG), mulai dari 0V. Aturlah potensio 1k

dari 0 sampai SCR tertriger, amati dan catat hasil pengukuran pada

Tabel 1. Ulangi langkah ini dengan arus gate (IG

3. Amati pergeseran titik pada layar osiloskop dan gambarkan pada kertas

milimeter. Ingat : untuk melihat karakteristik ubah format Y-T menjadi

X-Y

) yang berbeda.

4. Tetap dengan rangkaian Gambar 6.4, berilah sumber tegangan DC 30V,

ulangi langkah 2 dan 3.

5. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.5, berilah sumber tegangan AC

48V, lakukanlah seperti pada langkah 2 dan 3.

VI.6. TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Dari Tabel 1, buatlah grafik karakteristik SCR IAK = f (VAK

2. Samakah grafik dari Tabel 1 dengan grafik yang tampak pada layer

osiloskop?

)!


3. Jelaskan cara menguji baik tidaknya SCR dengan menggunakan

multimeter sekaligus tentukan terminal anoda, katoda dan gate!

VI.7. TABEL EVALUASI

Tabel 1, Vs = 10 volt

IG IAK V(mA) AK V(volt) GK Keterangan(volt)






BAB VII

UJT ( UNI JUNCTION TRANSISTOR)

VII.1. TUJUAN


a. Menentukan terminal UJT

b. Menentukan baik atau tidaknya UJT

c. Menerangkan karakteristik UJT

d. Mempergunakan UJT dalam praktek

VII.2 DASAR TEORI

Transistor Uni junction (UJT) biasanya digunakan untuk

membangkitkan sinyal trigger untuk SCR. UJT memiliki tiga terminal yaitu:

emiter E, base-1 B1 dan base-2 B2. Antara B1 dan B2

Rangkaian penentu waktu (timing) .

, UJT memiliki

karakteristik resistansi biasa. Resistansi ini disebut resistansi interbase RBB

dan nilainya berada pada daerah 4,7 sampai 9,1 K ohm.

Salah satu penggunaan UJT antara lain :

Rangkaian Osilator.

Gambar 7.1 (a) Konstruksi dasar UJT; (b) Rangkaian Ekivalen UJT; (c) Simbol UJT


Besar tegangan pada titik sambung RB1dan RB2 adalah :

V V x RR RB B

B

B B1 1 2

1

1 2

V V xR

R RB BB

B B1 1 2

1

1 2

Dimana RBB = RB1 + RB2

Bila Emitter terbuka, arus yang mengalir adalah :

IVRBB B

BB2

1 2

Harga RBB dengan disipasi daya maksimum PD menentukan harga VB1B2

dengan keadaan IE = 0, maka daya yang didisipasikan oleh UJT adalah :

PV

RDB B

BB

( )1 22

V R xPB B BB D1 2 max

Instrinsic stand off ratio ( ) adalah perbandingan RB1 dengan RBB.

Hubungan antara V1 dan VB1B2 dapat dinyatakan oleh :

V x RR

VB BB

BBB B1 2

11 2

Tegangan puncak Vp = VD + V1

VD = tegangan dioda sehingga Vp = VD + VB1B2

VII.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power supply DC

2. Multimeter.

3. Osciloscope.

4. UJT 2N 2646

5. Dioda

6. Resistor

7. Dioda Zener BZX 10V


VII.4 DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 7.2 Skema rangkaian UJT

Gambar 7.3 Skema rangkaian UJT

VII.5 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buat rangkaian seperti Gambar 7.2, VBB 6 Volt, aturlah VEB1

2. Amati pergeseran titik pada layar osiloskop dan gambar pada kertas

milimeter.

dari 0

sampai Vp kemudian hasil pengukurannya masukkan dalam Tabel 1

Berdasarkan Tabel 1 buat gambar grafik IE = f(VEB1).

3. Ulangi langkah 1 dan 2, dengan VBB

4. Rangkailah seperti Gambar 7.3, dengan menggunakan osiloskop

gambarlah bentuk gelombang pada :

8 Volt.

a. Tegangan Input (Vin)

b. Dioda zener.


c. Kapasitor.

d. Beban

e. Kondisi SCR ON

f. Kondisi SCR OFF

VII.6 TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Jelaskan kegunaan masing-masing komponen pada Gambar 7.3, dan

jelaskan cara kerjanya!

2. Jelaskan apakah Vp UJT bisa berubah!

3. Jelaskan bagaimana menguji baik tidaknya UJT sekaligus menentukan

terminalnya!

VII.7 TABEL EVALUASI

Tabel 1

VEB1(volt)

IEB1

(mA)VB1B2(volt)

IB2

(mA)Vp =

VD + VB1B2

PD saatIE = 0

Ket

Tabel 2

VEB1(volt)

IEB1

(mA)VB1B2(volt)

IB2

(mA)Vp =

VD + VB1B2

PD saatIE = 0

Ket


BAB VIII

DIAC

VIII.1. TUJUAN


a. Menentukan terminal DIAC

b. Menentukan baik atau tidaknya DIAC

c. Menerangkan karakteristik DIAC

d. Mempergunakan DIAC dalam praktek

VIII.2. DASAR TEORI

Kalau dilihat strukturnya seperti Gambar 8.1, DIAC bukanlah

termasuk keluarga thyristor, namun prisip kerjanya membuat ia digolongkan

sebagai thyristor. DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti transistor.

Lapisan N pada transistor dibuat sangat tipis sehingga elektron dengan

mudah dapat menyeberang menembus lapisan ini. Sedangkan pada DIAC,

lapisan N di buat cukup tebal sehingga elektron cukup sukar untuk

menembusnya. Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang sebagai

dua buah dioda PN dan NP, sehingga dalam beberapa literatur DIAC

digolongkan sebagai dioda.

Gambar 8.1 Stuktur dan simbol DIAC


Sukar dilewati oleh arus dua arah, DIAC memang dimaksudkan untuk

tujuan ini. Hanya dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC dapat

menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan tentu saja bisa bolak-balik dari

anoda menuju katoda dan sebaliknya.

Simbol dari DIAC adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar

8.1(b). DIAC umumnya dipakai sebagai pemicu TRIAC agar ON pada

tegangan input tertentu yang relatif tinggi.

Gambar 8.2 Karakteristik DIAC

VIII.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power supply DC

2. Power supply AC

3. Multimeter.

4. Osciloscope.

5. DIAC

6. Resistor 10

7. Kabel penghubung


VIII.4 DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 8.3 Skema rangkaian DIAC dengan sumber tegangan DC

Gambar 8.4 Skema rangkaian DIAC dengan sumber tegangan DC (dibalik)


Gambar 8.5 Skema rangkaian DIAC dengan tegangan AC

VIII.5 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buat rangkaian seperti Gambar 8.3, aturlah sumber tegangan Vs dari 0

sampai 40volt, kemudian hasil pengukurannya masukkan dalam Tabel 1


milimeter.

3. Rangkailah seperti Gambar 8.4, ulangi langkah 1 dan 2. hasil

pengukuran masukkan dalam Tabel 2.

4. Rangkailah seperti Gambar 8.5, gambarlah grafik yang nampak pada

layar osiloskop di kertas milimeter

VIII.6 TUGAS DAN PERTANYAAN

1. Berdasarkan Tabel 1dan Tabel 2 buatlah grafik karakteristik I = f (VAK

2. Jelaskan bagaimana menguji baik tidaknya DIAC!

)!

3. Buatlah satu contoh aplikasi DIAC dan jelaskan cara kerjanya!


VIII.7 TABEL EVALUASI

Tabel 1 Rangkaian Gambar 8.3

Vs (volt) I (mA) V (volt) Keterangan

Tabel 2 Rangkaian Gambar 8.4

Vs (volt) I (mA) V (volt) Keterangan


BAB IX

TRIAC

IX.1. TUJUAN


a. Menentukan terminal TRIAC

b. Menentukan baik atau tidaknya TRIAC

c. Menerangkan karakteristik TRIAC

d. Mempergunakan TRIAC dalam praktek

IX.2. DASAR TEORI

TRIAC tersusun dari lima buah lapis semikonduktor yang banyak

digunakan pada pensaklaran elektronik. Struktur TRIAC sebenarnya adalah

sama dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan kedua gate-nya

disatukan . TRIAC biasa juga disebut thyristor bi-directional.

Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan

polaritas positif saja, TRIAC dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif

dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolak-

balik pada Gate. TRIAC banyak digunakan pada rangkaian pengedali dan

pensaklaran. Gambar 9.1 digambarkan simbol, dan konstruksi dari sebuah

TRIAC.

Gambar 9.1 Simbol dan kontruksi TRIAC


TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada Anoda lebih positif

dibandingkan Katodanya dan gate-nya diberi polaritas positif, begitu juga

sebaliknya. Setelah terkonduksi, sebuah TRIAC akan tetap bekerja selama

arus yang mengalir pada TRIAC (IT) lebih besar dari arus penahan (IH)

walaupun arus gate dihilangkan. Satu-satunya cara untuk membuka (meng-

off-kan) TRIAC adalah dengan mengurangi arus IT di bawah arus IH.

Gambar 9.2 Karakteristik TRIAC

Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameter-

parameter seperti VBR dan –VBR, lalu IGT dan -IGT, IH serta –IH dan

sebagainya. Umumnya besar parameter ini simetris antara yang positif dan

yang negatif. Dalam perhitungan desain, bisa dianggap parameter ini

simetris sehingga lebih mudah di hitung.

Besaran karakteristik :

Tegangan breakdown untuk dU/dt = 10 V/ms U(BR) F,R = 28 … 36V

Rugi tegangan untuk dU/dt = 10 V/ms U

Arus breakdown untuk 0,98U(BR) I(BR)

Harga (besaran) batas :

Arus puncak maksimum yang diijinkan Imax = 2A

Rugi daya maksimum yang diijinkan Pmax = 150 mW


IX.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power supply DC

2. Power supply AC

3. Multimeter.

4. Osciloscope.

5. TRIAC

6. DIAC

7. Resistor 10 3k3

8. Potensio meter 500 k

9. Lampu

10. Saklar satu kutub

11. Kabel penghubung

12. Papan penghubung

IX.4 DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 9.3 Skema rangkaian TRIAC dengan sumber tegangan DC


Gambar 9.4 Skema rangkaian TRIAC dengan polaritas

sumber tegangan DC dibalik

Gambar 9.5 Skema rangkaian TRIAC dengan polaritas sumber tegangan AC

IX.5 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buat rangkaian seperti Gambar 9.3, aturlah sumber tegangan Vs

pertahap dari 0 sampai 40 volt. Atur potensiometer, kemudian hasil

pengukurannya masukkan dalam Tabel 1


milimeter.

3. Rangkailah seperti Gambar 9.4, ulangi langkah 1 dan 2


4. Rangkailah seperti Gambar 9.5 dengan sumber tegangan AC dengan

tegangan input 48 volt.

5. Amatilah dan gambarkanlah karakteristik TRIAC yang tampak pada

layar osiloskop di kertas milimeter.

IX.6 PERTANYAAN

1. Berdasarkan Tabel 1, buatlah grafik karakteristik TRIAC!

2. Jelaskan bagaimana menguji baik tidaknya TRIAC!

3. Buatlah satu contoh aplikasi TRIAC dan jelaskan cara kerjanya!

IX.7 TABEL EVALUASI

Tabel 1

Vs (volt) IG (mA) IA (mA) V (volt) Keterangan

Tabel 2

Vs (volt) IG (mA) IA (mA) V (volt) Keterangan


BAB X

DAYA PADA RANGKAIAN AC

X.1. TUJUAN


a. Menentukan Daya listrik beban RESISTIP, INDUKTIP, KAPASITIP.

b. Menentukan Faktor Daya ( Cos ) dan Faktor Daya Reaktip ( Sin )

c. Menentukan ketiga komponen daya dalam Segitiga Daya beserta vektor

arus dan tegangan.

X.2. DASAR TEORI

Rangkaian arus bolak-balik adalah suatu sumber arus bolak-balik yang

dihubungkan dengan peralatan (beban). Beban peralatan listrik mempunyai

3 sifat yaitu :

1. Resistif

Peralatan yang bersifat resistif adalah resistor, dimana arus sephasa

dengan tegangan. Daya pada beban resistip adalah :

RVP

2

atau RIP 2

2. Induktif

Peralatan yang bersifat induktif sangat banyak antara lain: ballast

lampu, motor listrik, pendingin ruangan (AC), dan lain-lain. Sifat beban

induktif adalah tegangan mendahului 90o terhadap arus.

Gambar 10.1 Tegangan mendahului arus 90o


Daya pada rangkaian induktor ideal adalah nol. Daya pada beban induktif

dapat dihitung dengan rumus :

cosVIP

Dimana sudut dari rangkaian induktor ideal adalah 90o

sinVIQ

.

Daya reaktif

Gambar 10.2 Diagram phasor arus dan tegangan untuk rangkaian

induktor ideal

3. Kapasitif

Arus pada rangkaian kapasitor ideal akan mencapai nilai puncak

ketika tegangannya nol. Sifat bebannya adalah arus mendahului tegangan

90o

cosVIP

, karena arus akan mencapai puncak sebelum tegangan mencapai

puncak. Hubungan antara arus dan tegangan dalam diagram phasor dapat

dilihat pada Gambar 10.3 (c). Daya pada rangkaian AC dapat dihitung

dengan rumus :

RIP 2


Gambar 10.3 (a) Slope kurva tegangan; (b) Arus mendahului tegangan 90o

1. Variabel power supply 0 - 220 V

;

(c) diagram phasor arus dan tegangan

X.3. DAFTAR PERALATAN

2. Lampu pijar 220V/100 watt.

3. Balast

4. Kapasitor 4,5 uF

5. Multimeter

6. Wattmeter

7. Kabel penghubung

8. Papan penghubung


IX.4 DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 10.4 Skema rangkaian AC

X.5 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 10.4, posisi power supply 0 volt.

Beri beban Resistip (Lampu Pijar). Lakukan pengukuran secara bertahap

dari 0 volt sampai tegangan 180 volt. Catatlah hasil pengukuran pada

Tabel 1.

2. Dengan rangkaian yang sama, gantilah beban resistip dengan beban

Induktip L, lakukan seperti langkah 1. Catatlah hasil pengukuran pada

Tabel 2.

3. Dengan rangkaian yang sama, gantilah beban resistip dengan beban

kapasitip C, lakukan seperti langkah 1. Catatlah hasil pengukuran pada

Tabel 3.

4. Ulangi percobaan secara bergantian untuk beban campuran sebagai

berikut :

Paralel R//L

Paralel R//C

Paralel L//C

Paralel R//L//C

R seri L

R seri C

R seri L seri C

Catat semua data yang diperoleh dalam tabel.


X.6 PERTANYAAN

1. Bagaimanakah efek induktansi dan kapasitansi dalam rangkaian AC?

Berikan penjelasan berdasarkan data yang anda dapat!

2. Gambarlah vektor diagram arus-tegangan dan diagram Segitiga Daya

untuk beban RL dan RC!

X.7 TABEL EVALUASI

Tabel 1 Beban R

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 2 Beban L

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 3 Beban C

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180


Tabel 4 Beban R\\L

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 5 Beban R\\C

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 6 Beban L\\C

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 7 Beban paralel R\\L\\C

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180


Tabel 8 Beban R seri L

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 9 Beban R seri C

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 10 Beban L seri C

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180

Tabel 11 Beban R seri L seri C

Vs (volt)

I(mA)

V(volt)

P(Watt)

Q(VA) Cos Sin Ket

306090120150180


BAB XI

DASAR-DASAR GERBANG

XI.1. TUJUAN


a. Menerangkan fungsi gerbang AND, OR, dan NOT

b. Merangkai gerbang-gerbang dengan rangkaian tahanan, dioda dan

transistor.

c. Membuat tabel kebenaran

d. Merangkai fungsi gerbang NAND dan NOR

XI.2. DASAR TEORI

Gerbang AND, OR dan NOT serta kombinasinya merupakan

realisasi dari aljabar Boolean yang mempergunakan notasi (.), (+), (- baca

invers) untuk hubungan antar variabelnya. Tiga simbol dasar digambarkan

pada Gambar 11.1.

Gambar 11.1 Simbol dasar gerbang logika

Fungsi dari masing-masing gerbang dapat direalisasikan dengan

rangkaian tahanan, dioda, dan transistor, tetapi pemakaian yang umum

dipakai dalam bentuk IC (rangkaian terintegrasi). Operator yang

dipergunakan adalah bilangan biner, oleh sebab itu di dalam teknik digital

hanya dikenal logika 0 dan 1. logika ini diwujudkan dengan besar tegangan,

bila logika 1 sama dengan tegangan tinggi (High) = 5 V, dan logika 0 sama

dengan tegangan rendah (Low) = 0 V.


LOGIKA NOT (Inverse)

Gerbang logika NOT akan memberikan output yang berkebalikan dengan

input yang diberikan :

LOGIKA AND

Gerbang logika AND akan memberikan output high untuk 2 input yang high

LOGIKA NAND

Gerbang logika memiliki arti NOT AND

LOGIKA OR

Gerbang logika OR akan memberikan output low untuk 2 input yang low

LOGIKA NOR

Gerbang logika memiliki arti NOT OR


XI.3. DAFTAR PERALATAN

1. Power supply DC

2. Tahanan 100

3. Transistor

4. dioda IN 4007

5. Led

6. Saklar

7. Multimeter

8. Kabel penghubung

9. Papan penghubung

XI.4 DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 11.2 Skema rangkaian gerbang




XI.5 PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, dan 11.6

2. Beri tegangan DC masukkan pada A dan B dengan variasi H-H , H-L,

L-H , L-L dengan H (high) adalah tegangan 5 V dan L (low) adalah

tegangan rendah.


3. Amati dan catat keluaran dari setiap variasi tegangan masukkan diatas.

X.6 PERTANYAAN

1. Terangkan cara kerja masing-masing rangkaian (Gambar 11.2, 11.3,

11.4, 11.5 dan 11.6)!

2. Sebutkan fungsi masing-masing rangkaian dan tuliskan persamaan

booleannya!

3. Jelaskan cara kerja rangkaian dibawah ini lengkap dengan simbol dan

persamaan booleannya!

4. Buatlah rangkaian NAND dan NOR tiga input!


XI.7 TABEL EVALUASI

Tabel 1. Tabel kebenaran untuk Rangkaian 11.2

A B F


A B F


A B F



A B F


A B F

jobsheet laboratorium elektronika

Documents