JOB IV

KERUSAKAN RESISTOR

4.1 Tujuan

Setelah melakukan praktikum ini, mahasiswa diharapkan mampu:

a. Membaca dan memahami rangkaian penguat transistor satu tingkat.

b. Membuat rangkaian penguat transistor satu tingkat.

c. Mengetahui pengaruh komponen-komponen yang rusak dalam

rangkaian.

4.2 Dasar Teori

Pada praktikum ini di khususkan untuk mengetahui pengaruh

masing-masing komponen yang rusak dalam suatu penguat emitor bersama

satu tingkat. Rangkaian yang diperlihatkan dalam gambar memiliki delapan

buah komponen. Dengan mengingat bahwa resistor dapat rusak karena

menjadi rangkaian terbuka atau rangkaian hubung singkat, dan kapasitor

rusak akibat menjadi rangkaian terbuka atau rangkaian hubung singkat, serta

transistor rusak karena diantaranya sambungannya ada yang menjadi

rangkaian terbuka atas rangkaian hubungan singkat, maka terlihat bahwa

paling tidak seluruhnya ada dua belas kerusakan yang mungkin terjadi.

Untuk masing-masing kerusakan ini terdapat suatu kumpulan keadaan yang

unik.

Sebelum membahas masing-masing kondisi kerusakan, cara kerja

rangkaian harus dimengerti terlebih dahulu. Dalam penguat yang akan kita

coba, arus mengalir melalui transistor dan sinyal masukan menyebabkan

arus ini membesar atau mengecil. Perubahan dalam arus kolektor ini pada

gilirannnya akan membangkitkan sinyal tegangan melintasi kolektor beban

R3. Titik kerja tegangan kolektor adalah tegangan DC diantara kolektor dan

1

ground (0 V, yang merupakan suatu nilai yang memungkinkan sinyal

keluaran terayun sama besar ke arah positif dan negatif. Sebagai pendekatan

kasar, Vc bernilai separuh dari tegangan catu. Tujuan utama dari pemberian

panjaran pada komponen-komponen (R1, R2, R4) adalah untuk mendapat

titik kerja dan menjaganya agar tetap stabil. Kestabilan dan stabilitas

merupakan hal yang penting karena ada beberapa faktor yang menyebabkan

titik kerja berubah. Untuk transistor silikon yang terpenting adalah

perubahan dalam penguatan arusnya atau hfe. Perubahan ini dapat bernilai

antara 50 sampai 500 untuk jenis transistor yang sama dan jelasnya tanpa

bantuan rangkaian penstabil, titik kerja akan berubah secara mencolok setiap

kali resistor diganti. Rangkaian panjaran mendapatkan stabilitasnya dengan

memberikan nilai tegangan basis Vb dan menjaganya tetap tanpa

mengindahkan perubahan dalam arus basis untuk melakukan hal ini nilai R1

dan R2 harus dipilih sehingga arus yang mengalir melewatinya selalu lebih

besar jika dibandingkan dengan arus basis transistor. Resistor-resistor ini

membentuk suatu pembangkit tegangan dan bila arus basis kita abaikan.

dan tegangan emitor VE diberikan diberikan oleh VE=VB-VBE dengan VBE

panjaran maju diantara basis dan emitor, dan nilainya 0,7 khas untuk

transistor silikon.

Selanjutnya

Arus emitor IE =

dan karena arus basis telah kita abaikan, maka IE IC sehingga tegangan dc

pada kolektor Vc diberikan oleh Vc = VCC - ICR3

2

kaena VB tetap, kini arus dc yang melalui transistor juga tetap nilanya dan

ini memberikan titik kerja Vc.

Dalam operasinya rangkaian ini merupakan suatu contoh umpan

balik negatif seri. Bayangkanlah arus kolektor yang meningkat,

menyebabkan munculnya tegangan emitor VE. Sekalipun demikian, karena

VB, karena VB, dibuat tetap oleh pembagian tegangan, maka setiap

peningkatan VE harus memperkecil tegangan antara basis dan emitor

transistor sehingga pada giliran berikutnya arus kolektor akan mengecil. Hal

ini cenderung meniadakan peningkatan awal untuk menstabilkan titik kerja

rangkaian.

Dengan memberikan panjaran pada resistor secara cepat sinyal

masukan ac harus dikopel dari dan ke rangkaian tanpa merusak level dc-nya.

Keadaan ini diperoleh dengan menggunakan kapasitor C1 dan C2. Kedua

kapasitor ini merupakan kapasitor elektrolit yang agak besar katakanlah

10µF, agar mengijinkan rangkaian untuk memperkuat frekuensi-frekuensi

rendah. Kapasitor C3, kapasitor kopling atau decopling atau kopling

degenertif, memastikan bahwa tak ada sinyal ac yang muncul pada emitor

sehingga penguatan rangkaian akan menyusut. Karena resistansi internal

3

persambungan basis emitor cukup rendah, maka C3 harus besar. Nilainya

yang khas adalah 100µF.

Untuk rangkaian yang diperlihatkan gambar 1.1. perhitungan untuk

menentukan pemberian panjaran dc adalah sebagai berikut :

VB = R2

VE = VB - VBE

VC = VCC - IC R3

Dengan IC = IE = VE I R4

Ini dibuat dengan anggapan bahwa penguatan arus besar nilainya

dan arus basis dapat diabaikan. Kasus-kasus yang di temui hampir selalu

demikian,

karenanya

VC = 12 – (3,05mA x 2,2kΩ)

Nilai diatas menunjukkan kesepakatan hasil perhitungan dengan

nilai terukur. Jika anda melacak kerusakan pada setiap rangkaian cobalah

selalu beriktiar untuk mendapatkan perkiraan kasar tegangan yang akan

diukur.

a. Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk

membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian.

Kemampuan resistor dalam menghambat arus listrik sangat beragam

disesuaikan dengan nilai resistansi resistor tersebut. Resistor bersifat

resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi

dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω.

4

Gambar (a). Resistor

Bentuk resistor yang umum adalah seperti tabung dengan dua kaki di

kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk cincin

kode warna untuk mengetahui besar resistansi tanpa mengukurnya

menggunakan Ohmmeter. Kode warna tersebut merupakan standar

manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries

Association) seperti yang ditunjukkan pada tabel dibawah.

Tabel Kode Warna Resistor

5

b. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk

menyimpan muatan listrik, dan secara sederhana terdiri dari dua

konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik)

tiap konduktor di sebut keping. Kapasitor atau disebut juga

kondensator adalah alat (komponen) listrik yang dibuat sedemikian

rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara

waktu. Pada prinsipnya sebuah kapasitor terdiri atas dua konduktor

(lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator).

Isolator penyekat ini sering disebut zat dielektrik. Zat dielektrik yang

digunakan untuk menyekat kedua penghantar dapat digunakan untuk

membedakan jenis kapasitor. Beberapa kapasitor menggunakan

bahan dielektrik berupa kertas, mika, plastik cairan dan lain

sebagainya. Kegunaan dari kapasitor yaitu mencegah loncatan bunga

api listrik pada rangkaian yang mengandung kumparan apabila tiba-

tiba arus listrik diputuskan dan dinyalakan, menyimpan muatan atau

energi listrik dalam rangkaian penyala elektronik, memilih panjang

gelombang pada radio penerima dan sebagai filter dalam catu daya

(power supply).

Gambar (b). Kapasitor

6

c. Transistor

Transistor sebagai salah satu komponen aktif elektronika terbuat dari

bahan semikonduktor Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide

yang memiliki beberapa fungsi di antaranya sebagai penguat, saklar

(switching), dan modulasi sinyal.

Gambar (c). Simbol Transistor

Pada rangkaian , transistor yang digunakan adalah BC 107

4.3 Daftar Alat dan Bahan

No. Nama Komponen Jumlah

1. Resistor 47 K 1 buah

2. Resistor 12 K 1 buah

3. Resistor 2,2 K 1 buah

4. Resistor 560 Ω 1 buah

5. Kapasitor 10 µF 2 buah

6. Kapasitor 100 µF 1 buah

7

7. Transistor BC 107 1 buah

8. Protoboard 1 buah

9. Kabel Jumper Secukupnya

4.4 Gambar Rangkaian

Penguat Transistor Emitor Bersama Satu Tingkat

8

R1 Terbuka

R2 Terbuka

9

R3 Terbuka

R4 Terbuka

4.5 Langkah Kerja

1. Siapkan komponen-komponen dan alat-alat yang akan digunakan pada

percobaaan.

2. Rangkailah rangkaian penguat transistor dengan menggunakan jumper

sebagai penghubung.

10

3. Ukur tegangan dan arus pada titik-titik yang telah di tentukan

4. Cek output rangkaian dengan osiloskop dengan frekuensi 1 KHz.

5. Tulislah data hasil percobaan.

4.6 Data Hasil Percobaan

GAMBAR RANGKAIAN

11

Kondisi Rangkaian Gelombang

Rangkaian dalam

Keadaan Sempurna

Vpp in = 3,72 V Fin = 1,021 kHz

Vpp out = 13,4 V Fout = 1,021 kHz

12

R1 Terbuka

Vpp in = 8,80 V Fin = 1,013 kHz

Vpp out =1,20 V Fout = Tidak ada keluaran sinyal

R2 Terbuka

Vpp in = 9,00 V

Vpp out = 8,00 V

Fin = 1,011 kHz

Fout = 1,021 kHz

13

R3 Terbuka

Vpp in = 8,90 V Fin = 1,010 kHz

Vpp out = 960 mV Fout = Tidak ada keluaran sinyal

R4 Terbuka

Vpp in = 9,40 V

Vpp out = 8,80V

Fin =1,010 kHz

14

Fout = 1,020 kHz

4.7 Analisa

Pada percobaan kali ini di ukur keadaan suatu rangkaian transistor

setingkat. Rangkaian ini menggunakan transistor yang dirangkai dengan

mengikuti konfigurasi common emitor (emitor bersama). dimana pada

percobaan ini melakukan pengecekan terhadap 4 kondisi kerusakan resistor,

yaitu R1 terbuka, R2 terbuka, R3 terbuka, dan R4 terbuka .

R1 dan R2 membentuk rangkaian seri yang dihubungkan ke catu

daya . Rangkaian ini menghasilkan tegangan drop pada ujung-ujung kakinya

untuk membuat transistor bekerja dan mengalirkan arus listrik .

R3 yang dipasangkan pada kaki kolektor berfungsi untuk

membatasi arus yang akan mengalir masuk ke kaki kolektor. Pembatasan

arus masuk ke kolektor agar tidak melewati batas maksimum arus yang

boleh masuk ke kaki kolektor agar tidak terjadi kerusakan pada transistor .

15

R4 yang dipasangkan pada kaki emitor berfungsi untuk membatasi

arus yang akan mengalir masuk ke kaki emitor. Pembatasan arus ke

emitor agar tidak melewati batas maksimum arus yang masuk ke kaki

emitor agar tidak terjadi kerusakan pada transistor .

Transistor dalam rangkaian penguat ini berfungsi melipat gandakan

arus yang kecil di bagian masukan (basis) menjadi jauh lebih besar (sesuai

kemampuan transistor) di bagian keluaran (emitor – kolektor).

1. R1 Terbuka

Pengukuran dilakukan pada saat R1 terbuka , diperoleh nilai Vpp

in 8,80 V, Fin 1,1013 Khz , Vpp out 1,20 V dan Fout 0v ( tidak ada

keluaran sinyal . Terlihat dari gambar hasil percobaan memiliki bentuk

gelombang sinusoidal yang bagus . Pada gelombang output nya tidak

terdapat hasil keluaran gelombang, seperti yang terlihat output hanya

berupa garis lurus, ini dikarenakan R1 terbuka, arus yang mengalir pada R2

dan kaki basis transistor bernilai nol. Akibatnya tegangan basis dan emitor

juga bernilai nol. Tegangan yang melewati beban kolektor R3 turun

menjadi 0 volt karena tidak ada arus kolektor yang mengalir sehingga

tidak menghasilkan keluaran sinyal

2. R2 Terbuka

Pengukuran dilakukan pada saat R2 terbuka , diperoleh nilai Vpp

in 9,00 V, Fin 1,011 Khz , Vpp out 8,00 V dan Fout 1,021kHz . Terlihat

dari gambar hasil percobaan memiliki bentuk gelombang sinusoidal yang

bagus . Pada gelombang output nya gambar yang dihasilkan juga

berbentuk sinusoidal dengan sedikit distorsi . Hal ini dikarenakan, saat R2

terbuka arus yang mengaliri R2 masuk ke kaki basis transistor. Tegangan

pada basis membesar karena arus yang mengaliri R1 sedikit akibatnya nilai

arus yang dibatasi oleh penguat transistor.

3. R3 Terbuka

16

Pengukuran dilakukan pada saat R3 terbuka , diperoleh nilai Vpp

in 8,90 V, Fin 1,010 Khz , Vpp out 960mV dan Fout tidak terdapat

keluaran sinyal . Terlihat dari gambar hasil percobaan memiliki bentuk

gelombang sinusoidal. Pada gelombang output nya tidak terdapat keluaran

sinyal sama hal seperti kondisi gelombang pada R1 terbuka , hal ini

dikarenakan saat R3 terbuka, arus pada kolektor bernilai nol, akibatnya

arus basis yang mengalir pada emitor harus dicatu dari basis sehingga

tidak menghasilkan keluaran sinyal.

4. R4 Terbuka

Pengukuran dilakukan pada saat R4 terbuka , diperoleh nilai Vpp

in 9,40 V, Fin 1,010 Khz , Vpp out 8,80V dan Fout 1,020 kHz . Terlihat

dari gambar hasil percobaan , gelombang input dan output sama sama

menghasilkan gelobang sinusoidal , dengan tidak ada distori. Artinya bila

terjadi kerusakan pada R4 pada suatu rangkaian penguat satu tingkat ,

tidak akan berpengaruh terhadap hasil output gelombang . Karena R4 yang

terletak pada emitor dan 0 volt terbuka, tidak ada arus yang mengaliri

transistor yang mengakibatkan tegangan kolektor meningkat .

2.8 Kesimpulan

1. Pada kondisi R1 terbuka menyebabkan transistor tersumbat karena arus

yang mengalir pada R2 dan basis transistor bernilai nol. Pada kondisi ini

tidak terdapat ouput keluaran sinyal .

2. Pada Kondisi R2 terbuka mengakibatkan arus pada R2 masuk ke basis

transistor sehingga tegangan basis menjadi lebih besar. Pada kondisi ini

dihasilkan gelombang output sinusoidal yang memiliki distorsi.

3. Pada Kondisi R3 terbuka mengakibatkan setiap arus basis pada emitor

arus di catu dari basis. Pada kondisi ini sama halnya seperti kondisi

dimana R1 terbuka tidak terdapat ouput keluaran sinyal .

17

4. Pada Kondisi R4 terbuka menyebabkan tegangan pada kolektor

meningkat sampai Vcc. Pada kondisi ini dihasilkan gelombang sinusoidal

pada hasil input dan ouput .

2.9 Saran

1. Pastikan semua peralatan dan komponen dalam keadaan baik.

2. Kalibrasi osiloskop dan multimeter terlebih dahulu

3. Periksa kembali rangkaian yang telah disusun sebelum melakukan

percobaan.

4. Gunakan alas kaki dan perlengkapan keamanan saat melakukan praktikum.

18