BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pada kebanyakan sumber isyarat dihubungkan dengan masukan melalu sesuatu

kapasitor penggandeng, agar arus panjar pada basis masuk tidak masuk ke dalam

sumber syarat. Jika ini terjadi tegangan panjar transistor akan terganggu. Juga Hal

ini serupa juga dilakukan pada keluaran, yaitu untuk menghubungkan penguat

dengan suatu beban. Gandengan yang menggunakan kapasitor disebut gandengan

RC.

Telah diketahui bahwa untuk penguatan yang relative besar, maka sulit

didapatkan daerah frekuensi kerja pada jalur yang cukup lebar. Untuk

memperlebar jalur frekuensi kerja ini biasanya digunakan beberapa tahap penguat

dengan factor penguatan masing-masing yang tidak terlalu besar, sehingga daerah

kerja dari masing-masing penguat relative cukup besar.

Pada percobaan ini diperkenalkan suatu cara menggangdengkan dua buah penguat

dengan menggunakan kapasitor sebagai penggandeng. Dengan cara ini dikatakan

kedua penguat bergandengan RC. Karena sifat kapasitor menahan arus DC, maka

arus-arus bias untuk masing-masing tahap penguat tidak saling mempengaruhi.

Dalam percobaan ini akan diamati tanggapan amplitudo penguat dan kehilangan

tegangan pada penggandengan yang disebabkan adanya ketidakcocokan

impedansi antara suatu penguat dengan tahap berikutnya.

I.2 Ruang Lingkup

Pada percobaan rangkaian penguat gandengan RC ini meliputi bagaimana cara

menetukan titik-titik pengukuran pada rangkaian penguat, mengukur hilangnya

tegangan pada penggandengan dua penguat, mengukur tanggapan amplitudo

penguat, serta memahami kegunaan kapasitor copling, kapasitor miller, dan

kapasitor pintas serta pengaruhnya terhadap lebar jalur frekuensi kerja.

I.3 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan yang dilakukan yaitu:

1. Menentukan titik-titik pengukuran pada rangkaian penguat.

2. Mengukur hilangnya tegangan pada penggangdengan dua penguat.

3. Mengukur tanggapan amplitudo penguat.

4. Memahami kegunaan kapasitor copling, kapasitor miller, dan kapasitor

pintas serta pengaruhnya terhadap lebar jalur frekuensi kerja.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 PENGUAT GANDENGAN RC

Pada kebanyakan penguat sumber daya dengan masukan melalui sebuah

kapsitor penggandeng, agar arus panjar pada basis tidak masuk ke dalam

sumber isyarat. jika ini terjadi tegangan panjar transistor akan terganggu. Hal

serupa juga dilakukan pada keluaran, yaitu untuk menghubungkan penguat

dengan suatu beban. Gandengan yang menggunakan kapasitor disebut

gandengan RC. disamping gandengan RC, orang juga menggunakan

gandengan langsung atau gandengan dc, dan gandengan transformator.

Tanggapan Frekuensi Penguat Sinyal Kecil

Gambar 1.1 Tanggapan frekuensi suatu penguat satu tahap gandengan RC

Dalam penguat sinyal kecil, sinyal-sinyal masukannya kecil bila dibandingkan

dengan bias arus searah dan kisaran keluaran hasilnya kecil ketimbang nilai-nilai

kerja tegangan dan arusnya. Dalam kerja sinyal kecil, pemberian prategangan

tidak terlalu menentukan dan cacat amplitudo dengan mudah dapat dihindari.

Telah digunakan model-model linear untuk meramalkan unjuk kerja penguat satu

tingkat pada frekuensi menengah. Selanjutnya akan ditinjau pengaruh

penggabungan beberapa tingkat dan diselidiki penguatan penguat tanpa tala

sebagai fungsi frekuensi. Tabung elektron dan transistor dengan gandengan RC

merupakan rangkaian yang paling banyak dipakai untuk penguatan sinyal kecil

dalam rentang frekuensi dari beberapa hertz sampai beberapa megahertz.

Meskipun tabung elektron dan transistor bekerja dengan prinsip fisika yang

berbeda, perilaku luarnya serupa dan pendekatan yang sama dapat digunakan

dalam meramalkan tanggapan frekuensinya.

Setiap tahap suatu penguat bertahap terdiri atas suatu jala-jala kutub-empat,

rangkaian prategangan, dan rangkaian gandengan. Umumnya, keluaran suatu

transistor digandengkan dengan tahap berikutnya melalui suatu resistor beban (R)

dan suatu kapasitor gandengan (C).

Pengaruh perubahan rangkaian pada tanggapan frekuensi dapat ditentukan secara

percobaan atau diramalkan berdasarkan pembahasan sebelum ini. Jika nilai

resistansi beban dalam rangkaian penguat itu diperbesar, seluruh lengkungan

penguatan akan meningkat

Secara umum, suatu rangkaian

penguat dapat dilukiskan seperti pada

Gambar 1.2. Sinyal masukannya dapat

berasal dari suatu ‘sumber,’ yang

dapat berupa sinyal dari sensor DVD

atau keluaran penguat tahapan

sebelumnya dan dinyatakan sebagai

suatu sumber tegangan Vs dan impedansi setara Thévenin Zs. Sinyal masukan itu

terdiri atas sinusoida dengan berbagai amplitudo dan frekuensi, sehingga variabel

itu dinyatakan sebagai fasor dengan nilai efektif. Penguat satu tahap itu dicirikan

oleh impedansi masukan dan keluaran Zi dan Zo serta suatu sumber tak bebas yang

dikendalikan oleh tegangan atau arus masukan. Penguatan penguat itu adalah

seperti yang diberikan oleh Persamaan (1.1), yaitui

o

VVA dengan A merupakan

suatu fungsi frekuensi kompleks. Beban penguat itu dapat berupa suatu transduser

atau penguat pada tahap berikutnya. Bila komponen-komponen sinyal masukan

dan karakteristik sumber dan beban

diketahui, dapat diramalkan keluarannya jika diketahui pula tanggapan frekuensi

penguat tersebut.

Rangkaian penguat sinyal kecil khas

ditunjukkan pada Gambar 1.3.

Rangkaian yang ditunjukkan itu

menggunakan FET sebagai komponen

aktifnya, yang tentu saja – dengan

sedikit penyesuaian – dapat dengan

mudah menggantikan FET itu dengan

BJT atau pentode bila diperlukan.

Rangkaian tersebut adalah rangkaian penguat gandengan RC karena kapasitor

gandengan CC1 dan CC2 serta resistornya yang terkait. Selanjutnya rangkaian yang

cukup rumit itu digantikan oleh model linear yang akan menanggapi sinyal bolak-

balik. Dengan mengandaikan bahwa transistor itu bekerja pada titik kerja yang

sesuai, maka tegangan dan prategangan yang ada tidak perlu diperhatikan lagi.

Resistor prategangan RS dan RE diandaikan telah dipintas (bypass) oleh kapasitor

CS dan CE sehingga tidak digambarkan dalam model pada Gambar 1.4. Karena

baterai merupakan hubung singkat bagi sinyal bolak-balik, kutub atas RD atau RC

ditanahkan melalui baterai. Dipandang dari sinyal masukan, R1 dan R2 merupakan

hubungan paralel dan digantikan oleh RG. Semua baterai dihilangkan.

Model linear itu berlaku cukup baik untuk frekuensi dari beberapa hertz sampai

beberapa megahertz. Memang dimungkinkan untuk melakukan analisis umum

bagi rangkaian-rangkaian itu sebagaimana adanya, tetapi lebih memudahkan, dan

lebih mendidik untuk meninjau pendekatan dengan

penyederhanaan. Gambar 1.5 menunjukkan bahwa rangkaian seri dan paralel

resistansi R dan kapasitansi C adalah

2

22par

222

ser

)(1)(1

1

111

CRR

CR

Z

CRR

CRZ

(1.2)

Tampak bahwa dalam Persamaan (1.2) itu bahwa jika CR 10, Zser R dalam

0,5%. Juga jika CR 0,1, Zpar R dalam 0,5%. Bila persyaratan itu dipenuhi,

impedansinya adalah resistif murni dan tidak bergantung kepada

frekuensiKenyataan bahwa penguatan tak tergantung kepada frekuensi sepanjang

frekuensi menengah,

)(11

)(111

TC

o

TC

TT

T

CT

L

RRCj

RRCj

RRR

CjRR

R

VV

VV (1.6)

Jadi, keluaran tegangan frekuensi rendah VL kedua rangkaian penyaring

tersebut bergantung kepada keluaran tegangan menengah Vo, faktor kompleks

yang bergantung kepada frekuensi, dan suatu hasil kali RC. Pada saat frekuensi

berkurang, lebih besar tegangan VT yang muncul di antara CC sehingga V pada

keluaran akan berkurang

Frekuensi potong atau frekuensi setengah daya yaitu pada saat

2

111

1

jVV

O

L

didefinisikan oleh

)(

1co

TC RRC (1.7)

Dengan mengacu kepada Gambar 1.7. pada suatu frekuensi yang didefinisikan

oleh

)(

1

111

GsC RRC (1.8)

Tegangan masukan Vgs akan turun sebesar 70% bila dibandingkan dengan Vo dan

penguatan penguat itu akan berkurang. Pada suatu frekuensi yang didefinisikan

oleh

)(

1

212

LDC RRC (1.9)

Tegangan keluaran Vos akan turun sebesar 70% bila dibandingkan dengan gmVgsR

dan penguatannya akan berkurang. Penguatan tegangan frekuensi rendah

keseluruhan untuk penguat FET dapat dinyatakan sebagai

)(1

1

)(1

1

21 LDCGsC

OL

RRCj

RRCj

AA (1.10)

atau, penguatan relatif pada frekuensi rendah dapat dituliskan sebagai

1211 1

1

1

1jj

O

L

AA

(1.11)

Analisis tanggapan frekuensi rendah yang telah dibahas sebelumnya

mengandaikan bahwa CS telah

disimpangi (bypass) oleh RS

pada frekuensi yang terendah.

Dalam praktik ternyata CS lebih

besar ketimbang CC1 atau CC2

dan CS merupkan unsur yang

penting dalam menentukan

frekuensi potong bawah.

Gambar 1.9 Model penguat frekuensi rendah dengan CS menjadi kritis

Pendekatan praktis dalam hal ini adalah dengan mengandaikan bahwa kapasitor-

kapasitor gandengan itu masih efektif pada frekuensi yang membuat CS harus

diperhitungkan. Dengan pengandaian itu, model penguat FET frekuensi rendah

diberikan pada Gambar 1.9.

Pada frekuensi rendah, penguatan tegangan berkurang karena arus gmVgs mengalir

melalui Zs (yang merupakan kombinasi paralel antara RS dan CS) menimbulkan

suatu tegangan yang mengurangi tegangan sinyal Vs. Pada rangkaian tertutup

masukan,

Vgs = Vs – gmVgsZS

atau

Sm

sgs Zg

1VV (1.12)

dan penguatan tegangannya, s

o

VV

, berkurang dengan faktor (1 + gmZS). Frekuensi

potong bawah diperoleh bila (1 + gmZS) besarnya sama dengan 2 . Karena ZS

adalah besaran kompleks, tidak terlalu sederhana untuk menetapkan nilai CS. Oleh

karena itu diperlukan kiat khusus untuk menentukan suatu pendekatan.

Dengan RS tidak disimpangi, penguatannya akan rendah (tetapi tidak sama dengan

nol, karena nilai maksimum ZS adalah sama dengan nilai RS). Dengan RS

disimpangi, penguatannya adalah AV = gmRo. Oleh karena itu andaikan CS cukup

besar sehingga pada f1 reaktansi SC1

1

sama dengan resistansi efektif yang

disimpanginya. Resistansi efektif itu didefinisikan sebagai resistansi setara

Thévenin dilihat dari kutub-kutub RS tempat CS terhubung. Dengan membuat ZS =

RS dalam Persamaan 1.12.

sSm

SmS

Sm

smSgsmOC V

RgRgR

RgVgRVgV

11 (1.13)

Karena ISC = gmVs dengan RS dihubung singkat, resistansi setara Théveninnya

adalah

Sm

Sm

S

SC

OCT

RgRg

RIVR 1

11

(1.14)

atau resistansi efektif itu merupakan kombinasi paralel antara RS dan mg

1. Oleh

karena itu kriteria rancangan untuk frekuensinya adalah

S

Sm

TS CR

g

RCf

11π2 11

(1.15)

1. Penguat Tanpa Tala Bertingkat

Untuk menguatkan sinyal dari suatu antena atau dari suatu mikrofon ke tingkat

daya yang mampu menggerakkan pengeras suara biasanya memerlukan beberapa

tahap penguatan. Untuk mendapatkan penguatan tegangan atau arus yang cukup

besar, dapat memerlukan beberapa tahap. Secara umum, tiga tahap: tahap

masukan, tahap penguatan, dan tahap keluaran diperlukan.

Tiga hal penting berikut:

1. Memilih impedansi

masukan yang sesuai untuk

penguat itu sedhingga tidak

membebani sumber dengan

sinyal kecil (antena atau

mikrofon). Impedansi

masukannya harus besar.

2. Memberikan penguatan yang cukup.

3. Menyepadankan impedansi keluaran penguat dengan beban. Hal itu

umumnya dapat dipenuhi dengan impedansi keluaran yang kecil.

Masing-masing hal itu dapat dilaksanakan dengan cara yang berlainan dan dengan

menggunakan lebih dari satu tingkat penguatan, bergantung kepada

penggunaannya.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Waktu dan Tanggal Percobaan

Dalam percobaan ini dilaksanakan pada hari rabu tanggal 16 April 2014, tepatnya

pada pukul 13.30-17.00 WITA. Percobaan ini berlangsung di Laboratorium

Elektronika Fisis Dasar Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam,

Universitas Hasanuddin.

III.2 ALAT DAN BAHAN

III.2.1 Alat Beserta fungsinya

Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini, sebagai berikut:

1. Papan Rangkaian , berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian

2. Catu Daya ,berfungsi sebagai sumber tegangan AC dan DC

3. Osiloskop,berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan

sinusoidal dan berbagai gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang

dibuat

4. Signal Generator ,berfungsi sebagai peranti pembngkit isyarat

5. Multimeter ,berfungsi sebagai alat ukur resistansi ,kuat arus ,dan tegangan

6. Kabel jumper, berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian

III.2.2 Bahan Beserta Fungsinya

Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :

1. Transistor adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi sebagai

penguat tegangan dan penguat arus.

2. Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk

menghambat aliran arus listrik.

3. Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk

menyimpan muatan listrik dalam bentuk medan listrik.

4. Potensiometer ,berfungsi untuk memberi hambatan dalam suatu rangkaian

III.3 PROSEDUR KERJA

Adapun prosedur percobaan yang dilakukan pada praktikum ini yaitu:

1. Menyiapkan seluruh peralatan dan komponen yang digunakan.

2. Membuat rangkaian pengauat A, seperti pada gambar di bawah ini.

4. Membuat rangkaian penguat B, seperti pada gambar berikut.

4. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat A

mengunakan signal generator,catu daya dan osiloskop.

5. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat B

mengunakan signal generator,catu daya dan osiloskop .

6. Menyambungkan penguat A dan penguat B menjadi penguat AB dengan

menggunakan kabel jumper seperti gambar di bawah ini.

7. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat AB

mengunakan signal generator,catu daya dan osiloskop.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 HASIL

IV.1.1 Tabel Data

Resistor Kapasitor

RB11 = 51 K Ω CD1 = 100 Nf

RB12 = 6.8 K Ω CD2 = 100 µF

RB21 = 22 K Ω CE1 = 100 µF

RB22 = 3.9 K Ω CE2 = 100 µF

RC1 = 10 K Ω C1 = 1 nf

RE11 = 100 K Ω C2 = 10 µF

RE12 = 1 K Ω C3 = 10 µF

RE21 = 1 K Ω C4 = 1 nF

RE22 = 220 Ω Cin = 1 µF

IV.1.2 Hasil Rangkaian

IV.1.2.1 Penguat A

IV.1.2.2 Penguat B

IV.1.2.3 Penguat A dan B

IV.1.3 Gambar Gelombang

IV.1.3.1 Penguat A

Vin = 0,016 volt Vout = 0,028 Volt

Vin = 0,02 volt V out = 0,285 volt

IV.1.3.2 Penguat B

Vin = 0,014 volt V out = 0,016 volt

Vin = 0,016 Volt Vout = 0,012 volt

IV.1.3.4 Penguat Gandeng A dan B

V in = 0,016 Volt V out = 0,03 volt

Vin = 0,01 volt Vout = 0,022 volt

IV.1.4 Pengolahan data

Menghitung penguat A

A = Vout / Vin A= Vout / V

= 0,028 / 0,016 = 0,285 / 0,02

= 1,75 volt = 14,25 volt

Menghitung penguat B

A = Vout / Vin A = Vout / V in

= 0,016 / 0,014 = 0,012 / 0.016

= 1,14 volt = 0,75 volt

Menghitung penguat A dan B

A = Vout / Vin A = V out / V in

= 0,03 / 0.016 = 0,022 / 0,01

= 1,875 volt = 2,2 volt

IV.1.5 Pembahasan

Pada kebanyakan penguat sumber isyarat dihubungkan dengan masukan melalui sebuah

kapsitor penggandeng, agar arus panjar pada basis tidak masuk kedalam sumber isyarat. Jika ini

terjadi tegangan panjar transistor akan terganggu, hal ini serupa juga dilakukan pada keluaran,

yaitu untuk menghubungkan penguat dengan suatu beban.Gandeng yang menggunakan

kapasitor disebut dengan gandengan RC. Suatu contoh penguat dengan gandengan RC adalah

penguat emitor ditanahkan (common emitor).

Pada praktikum “Penguat Gandengan RC” ini menggunakan dua buah transistor

emitor ditanahkan yang digandengkan. Kedua transistor tersebut memiliki tipe

yang sama.

Adapun untuk resistor yang digunakan memiliki nilai resistansi yang yang

berbeda-beda dari yang paling kecil, yaitu RE11, RE12, dan RE21, hingga yang

paling besar RE22. Perbedaan pada nilai resistansi yang dipakai pada rangkaian

menyatakan bahwa resistor tersebut memiliki fungsi masing-masing dalam

rangkaian yang dibuat penguat gandengan RC.

Komponen kapasitor yang digunakan memiliki nilai kapasitansi mulai dari

sampai . Kapasitor decoupling CD1 (kapasitor keramik) berfungsi untuk

mencegah osilasi yang terjadi pada frekuensi tinggi, sedangkan kapasitor

decoupling CD2 (kapasitor elektrolit) berfungsi untuk mencegah osilasi yang

terjadi pada frekuensi rendah .

Jika dilihat berdasarkan isyarat keluaran penguat, baik penguat A, penguat B,

maupun penguat AB sama-sama mempunyai output yang lebih besar dari pada

inputnya, sehingga penguatan peroleh cukup kecil yaitu penguat A ( 1,75 volt dan

14,25 volt) , penguat B ( 1,14 volt dan 0,75 volt ) dan penguat AB (1,875 volt dan

2,2 volt ).Nilai penguat ini diperoleh dari V out / V in.Selain itu juga jika

frekuensinya semakin besar maka semaikn besar pula penguatan yang akan

dihasilkan.

BAB V

PENUTUP

V.1 KESIMPULAN

Adapun kesimpulan yang dapat ditarik setelah melakukan praktikum ini

adalah sebagai berikut:

1.Telah mampu menentukan titik-titik pengukuran pada rangkaian penguat.

2 Telah mampu mengukur hilangnya tegangan pada penggandengan dua

penguat.

3.Telah mampu mengukur tanggapan amplitudo penguat.

4. Telah mampu memahami kegunaan kapasitor kopling, kapasitor miller, dan

kapasitor pintas serta pengaruhnya terhadap lebar jalur frekuensi kerja.

V.2 Saran

V.2.1 Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi

Kritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi yaitu:

1. Alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu

ditambah lagi.

2. Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik sebaiknya diperbaiki atau

diganti.

V.2.2. Asisten

Kritik dan saran untuk asisten yaitu :

1. Sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama

praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2011.PenguatGandengRC(http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/2028573

3-S...pdf diakses pada tanggal 18 April 2014)

Anonim.2011.emiter ditanahkan

(http://fmipa.unmul.ac.id/gjm/pedoman_akademik_fmipa.pdf diakses pada

tanggal 18 April 2014 )

Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan penerapannya. Jilid 2. Bandung: Penerbit

ITB.

Unsri ,Zamroni, dkk, 2004, Acuan pelajaran Fisika. Jakarta: yudistira

Wahyunggoro, Oyas. 1998. Pengukuran Besaran Listrik. Yogyakarta: Diktat

bahan kuliah Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada.

Yohannes, H.C. 1979. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Ghalia Indonesia.

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA FISIS DASAR II

“PENGUAT GANDENGAN RC”

NAMA : NUR AENI

NIM : H2 11 11 002

KELOMPOK : I ( SATU )

ASISTEN : ANDI WIRAMANDA

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2014