PAPER ELEKTRONIKA DASAR 1

“MULTIVIBRATOR : BISTABLE DAN ONE SHOOT

MULTIVIBRATOR”

Tujuan

Disusun untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah teknologi pembelajaran

Dosen pengampu : Drs. Jamzuri, M.Pd.

DISUSUN OLEH :

SITI KHOIRUNIKA

(K2313067/ Pendidikan Fisika 2013 B)

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

2014

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Multivibrator adalah rangkaian elektronik terpadu yang digunakan untuk

menerapkan variasi dari sistem dua keadaan (two state system) yang dapat

menghasilkan suatu sinyal kontinu, yang dapat digunakan sebagai pewaktu (timer) dari

rangkaian-rangkaian sekuensial. Multivibrator dalam pengoperasiannya memiliki dua

keadaan utama, yaitu keadaan stabil dan keadaan tak stabil. Keadaan stabil adalah

keadaan di mana taraf amplitudo sinyal keluaran adalah tetap/stagnan pada suatu nilai

tertentu. Adapun keadaan tak stabil adalah keadaan di mana taraf ampiltudo sinyal

selalu berubah-ubah mengikuti denyut tegangan pada komponen aktif. Keadaan tak

stabil dipengaruhi oleh waktu laju pengisian/pengosongan kapasitor yang besarnya

ditentukan dari kapasitas kapasitor.Pada umunya multivibrator ini tidak memerlukan

pemicu, oleh karena itu multivibrator ini berfungsi seperti osilator relaksasi.

Multivibarator dapat dibangun dengan menggunakan komponen-komponen

diskrit ataupun menggunakan rangkaaian terintegrasi (IC) atau BJT. Begitu pula dengan

Op-Amp yang dibuat sebagai multivibrator monostable dan bisable. Oleh sebab itu,

penulis melengkapi paper ini yang didalamnya berisi pengertian, jenis, karakteristik dan

kegunaan/fingsi multivibrator, khususnya monostabel dan bisable.

B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan diatas, dapat dituliskan

beberapa rumusan masalah yang akan dibahas dalam paper ini, diantaranya :

1. Apa konsep dasar multivibrator?

2. Apa saja jenis-jenis multivibrator?

3. Apa sajakah karakteristik multivibrator?

4. Apa saja kegunaan multivibrator?

BAB II

PEMBAHASAN

2. 1. Konsep Dasar Multivibrator

Multivibrator adalah rangkaian elektronik terpadu yang digunakan untuk

menerapkan variasi dari sistem dua keadaan (two state system) yang dapat menghasilkan

suatu sinyal kontinu, yang dapat digunakan sebagai pewaktu (timer) dari rangkaian-

rangkaian sekuensial. Multivibrator juga merupakan osilator. Sedangkan osilator adalah

rangkaian elektronika yang menghasilkan perubahan keadaan pada sinyal output.

Osilator dapat menghasilkan clock / sinyal pewaktuan untuk sistem digital seperti

komputer. Osilator juga bisa menghasilkan frekuensi dari pemancar dan penerima radio.

Multivibrator adalah suatu rangkaian yang terdiri dari dua buah piranti aktif dengan

keluaran yang saling berhubungan dengan masukan yang lain. Umpan balik positif yang

dihasilkan menyebabkan piranti yang satu harus di cut off, sedangkan piranti yang lain

dipaksa melakukan penghantaran.

Multivibrator dalam pengoperasiannya memiliki dua keadaan utama, yaitu keadaan

stabil dan keadaan tak stabil. Keadaan stabil adalah keadaan di mana taraf amplitudo

sinyal keluaran adalah tetap/stagnan pada suatu nilai tertentu. Adapun keadaan tak stabil

adalah keadaan di mana taraf ampiltudo sinyal selalu berubah-ubah mengikuti denyut

tegangan pada komponen aktif. Keadaan tak stabil dipengaruhi oleh waktu laju

pengisian/pengosongan kapasitor yang besarnya ditentukan dari kapasitas

kapasitor.Multivibrator tak stabil memiliki dua keadaan yang selalu berubah-ubah. Pada

umumnya multivibrator ini tidak memerlukan pemicu, oleh karena itu multivibrator ini

berfungsi seperti osilator relaksasi.

Rangkaian multivibrator terdiri dari komponen penguat aktif yang dikopel silang

dengan komponen-komponen pasif (resistor dan kapasitor). Fungsi resistor pada

rangkaian multivibrator adalah sebagai sumber arus bagi pengisian muatan kapasitor,

sedangkan kapasitor berfungsi sebagai kopel yang akan menentukan besar tegangan dari

komponen penguat yang aktif.

Rangkaian multivibrator dapat dibuat dengan transistor bipolar (bipolar junction

transistor, BJT), FET dan penguat operasional (operational ampilfier, op-amp), yang

mana bentuk rangkaian untuk setiap komponen aktif perlu disesuaikan dengan

karakteristik dari setiap komponen aktif tersebut.Karena Prinsip kerja FET lebih rumit

dari Prinsip kerja BJT, rangkaian multivibrator pada umumnya dibuat dengan rangkaian

BJT.

2. 2. Jenis-jenis Multivibrator

Berdasarkan bentuk sinyal keluaran (output), multivibrator dibagi ke dalam 3 jenis,

yaitu : multivibrator astabil (astable multivibrator), one shoot multivibrator (monostable

multivibrator), dan multivibrator bistabil (bistable multivibrator).

1) Multivibrator Monostabel (One Shoot Multivibrator), adalah multivibrator

yang memiliki satu kondisi stabil dan satu kondisi tak stabil. Pada multivibrator

jenis ini, mempunyai satu buah masukan denyut pemicu (input trigger pulse) untuk

mengubah keadaan stabil dan tak stabil. Keadaan stabil akan menjadi tak stabil

apabila diberikan suatu denyut pemicu negatif (negative trigger pulse) pada

komponen penguat yang sedang aktif.

Jika suatu denyut masukan berulang-ulang yang diterapkan pada rangkaian

dapat mempertahankan kondisi tak stabil, maka rangkaian tersebut disebut

retriggerable monostable.

Sebaliknya jika suatu denyut masukan berulang-ulang yang diterapkan pada

rangkaian tidak mempengaruhi periode kondisi tak stabil, maka rangkaian tersebut

disebut nonretriggerable monostable.

Multivibrator ini disebut juga multivibrator one-shoot, hal ini dikarenakan

menghasilkan pulsa output tunggal pada waktu pengamatan tertentu saat mendapat

trigger dari luar. Monostable multivibrator memiliki satu kondisi stabil sehingga

sering juga disebut sebagai multibrator one-shoot (timer)

Bentuk rangkaian multivibrator One Shoot Multivibrator (monostable

multivibrator) dikategorikan pada 2 bentuk, yaitu BJT dan Op-Amp. Berikut adalah

rangkaian multivibrator Monostable :

Gambar Rangkaian Multivibrator Monostabil (BJT)

Prinsip kerja rangkaian multivibrator monostable (BJT), terdapat 2 keadaan, yaitu:

a) Keadaan stabil (Q2 aktif)

- Jika diberi suatu denyut masukan pada basis Q2, maka kapasitor C1 akan

mengosongkan muatan karena tegangan pada titik sambungan R3 dan R4 adalah 0 V,

sehingga tegangan basis dari Q2 berada di bawah tegangan ground (0 V), yang

menyebabkan Q2 berada dalam daerah cut-off sehingga Q2 nonaktif.

- Arus basis Q1 akan naik dengan cepat mencapai nilai 0,7 V akibat tidak adanya

kapasitor pada R3 , sehingga Q1 berada dalam daerah aktif dalam waktu yang relatif

singkat, dan keadaan ini merupakan keadaan tak stabil.

b) Keadaan tak stabil

- Kapasitor C1 akan diisi muatannya oleh R1 & R2, sehingga arus basis Q2 akan naik

mencapai 0,7 V , dan akibatnya Q2 berada dalam daerah aktif, yang menandakan

bahwa multivibrator dalam keadaan stabil.

- Saat C2 berada dalam keadaan jenuh, jika ada suatu denyut masukan pada basis Q2,

maka siklus pengosongan dimulai kembali hingga Q1 kembali aktif.

Periode waktu di mana multivibrator berada dalam keadaan tak stabil dirumuskan

dengan t = ln(2).R2.C1.

Gambar Rangkaian Multivibrator Monostabil (Op-Amp)

Prinsip kerja rangkaian multivibrator monostable (Op-Amp), terdapat 2 keadaan,

yaitu:

a) Keadaan stabil

Dioda D1 akan menahan (clamp) tegangan pada titik sambungan masukan negatif

pada op-amp sebesar 0,6 V, yang menyebabkan output op-amp tetap.

b) Keadaan tak stabil

Jika diberikan suatu denyut pemicu negatif (negative trigger pulse) pada C2, maka

pada titik sambungan dioda D2 dengan masukan positif op-amp akan timbul denyut

dengan amplitudo cukup besar yang menyebabkan output op-amp menjadi kebalikan

dari keadaan sebelumnya.

Operasi Rangkaian Multivibrator Monostable gerbang NAND sebagai berikut :

a. Ketika tegangan diberikan, anggaplah bahwa dalam keadaan tinggi, Q = rendah, =

tinggi dan pada C terjadi pengosongan tegangan, sehingga titik D = tinggi.

b. Jika diberikan pulsa negatif pada D, maka Q menjadi tinggi dan = NOT Q rendah.

c. Tegangan kapasitor akan berubah dengan segera dan titik D akan drop menjadi 0 V.

Bentuk gelombang pada rangkaian ini menunjukkan karakteristik input/output yang

akan digunakan untuk membangun suatu persamaan untuk menentukan tw. Pada kondisi

state stabil( = tinggi), tegangan pada titik D akan sama dengan VCC.

Berikut adalah gambar rangkaian Multivibrator Monostable NAND GATE dan

gelombang yang dihasilkan :

Adapun dengan operasi Rangkaian Multivibrator Monostable dengan IC 555

adalah:

Lama pulsa yang dihasilkan tergantung dari nilai resitor dan kapasitor eksternal

yang pasangkan.

Rumus:

T=1,1×(ra−rb )cT=1,1×r . c

Keterangan : R = hambatan (Ω)

T = waktu (s)

C = muatan / Kapasitor (pF)

Berikut adalah gambar rangkaian Multivibrator Monostable NAND GATE dan

gelombang yang dihasilkan :

2) Multivibrator Bistabil, adalah jenis multivibrator yang memiliki output dengan

dua keadaan stabil. Pulsa triger pada input rangkaian akan menyebabkan rangkaian

diasumsikan pada salah satu kondisi stabil. Pulsa kedua akan menyebabkan

terjadinya pergeseran ke kondisi stabil lainnya. Multivibrator bistabil ini hanya

akan berubah keadaan jika diberi pulsa triger sebagai input. Multivibrator bistable

ini sering disebut sebagai flip-flop. Output rangkaian multivibrator bistabil akan

lompat ke satu kondisi (flip) saat dipicu dan bergeser kembali ke kondisi lain (flop)

jika dipicu dengan pulsa triger berikutnya. Rangkaian kemudian menjadi stabil

pada suatu kondisi dan tidak akan berubah atau toggle sampai ada perintah dengan

diberi pulsa triger.

Gambar Rangkaian Multivibrator Bistabil (BJT)

Prinsip kerja rangkaian multivibrator bistable (BJT), yaitu :

a) Pada awal rangkaian diaktifkan, kedua transistor berada dalam keadaan aktif karena tak

adanya kapasitor.

b) Jika ada masukan denyut pemicu dari terminal ‘set’, maka Q1 akan berada pada daerah

aktif, sedangkan Q2 akan berada pada daerah cut-off.

c) Jika ada masukan denyut pemicu dari terminal ‘reset’, maka Q2 akan berada pada

daerah aktif, sedangkan Q1 akan berada pada daerah cut-off.

Gambar Rangkaian Multivibrator Bistabil (Op-Amp)

Prinsip kerja rangkaian multivibrator bistable (BJT), yaitu ada/tidaknya denyut

masukan dari terminal VIN mempengaruhi nilai keluaran (output) dari op-amp, di mana

jika ada sinyal masukan pada terminal masukan negatif op-amp, maka akan timbul nilai

‘1’ pada terminal keluaran dan begitu juga sebaliknya untuk nilai ‘0’ pada keluaran

diperoleh dengan meniadakan sinyal masukan pada terminal masukan negatif.

2. 3. Karakteristik Multivibrator

a) Multivibrator Monostabil

- Keadaan tak stabil dicapai dengan menerapkan sinyal pemicu ujung negatif

(negative edge triggering).

- Memiliki 1 buah masukan pada salah satu komponen kopel yang mengatur keadaan

stabil dan tak stabil.

- Periode waktu osilasi adalah selang waktu yang dibutuhkan untuk mengubah

keadaan rangkaian dari keadaan stabil menjadi tak stabil, yang dirumuskan dengan:

τ=V BE RC

Berikut merupakan bentuk gelombang multivibrator monostabil :

b) Multivibrator bistabil

- Tidak menggunakan kapasitor sehingga pada awal rangkaian diaktifkan komponen

penguat berada pada daerah aktif.

- Pengubahan keadaan dari sinyal keluaran dilakukan dengan menerapkan masukan

“set” dan “reset” pada komponen penguat yang aktif. Jika diberikan masukan pada

salah satu terminal tersebut, maka keadaan keluaran akan berubah ke taraf

kebalikan dari keadaan awal.

Berikut merupakan bentuk gelombang multivibrator monostabil :

2. 4. Fungsi Multivibrator

a) Multivibrator monostabil

- Peregangan periode waktu terhadap denyut sinyal keluaran (pulse stretching).

- Sebagai rangkaian pendeteksi ujung jatuh pada denyut rangkaian flip-flop.

b) Multivibrator bistabil

- Membangkitkan dan memproses sinyal-sinyal denyut.

- Melakukan operasi-operasi seperti penyimpanan bit data dan operasi logika (aljabar

Boole)

- Pembentuk sistem memori dalam bentuk flip-flop RS atau JK.

Berikut adalah rangkaian dan tabel kebenaran RS-FF

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Multivibrator adalah suatu rangkaian yang terdiri dari dua buah piranti aktif dengan

keluaran yang saling berhubungan dengan masukan yang lain.

2. Jenis multivibrator, meliputi :

a) Astable Multivibrator

b) Monostable Multivibrator (multivibrator one-shoot), menghasilkan pulsa output

tunggal pada waktu pengamatan tertentu saat mendapat trigger dari luar.

c) Bistable Multivibrator, ditrigger oleh sebuah sumber dari luar (external source)

pada salah satu dari dua state digital

3. Karakteristik Multivibrator, meliputi Monostable Multivibrator dan Bistable

Multivibrator

4. Fungsi Multivibrator, meliputi

a) Monostable Multivibrator, sebagai rangkaian pendeteksi ujung jatuh pada denyut

rangkaian flip-flop.

b) Bistable Multivibrator, sebagai pembentuk sistem memori dalam bentuk flip-flop

RS atau JK.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, “Bab 5 : Multivibrator”, Slide Share, diakses dari

http://www.slideshare.net/123run/bab5-multivibrator?qid=cd46d69e-ab4d-49d7-9f96-

7833f1a2ed5e&v=qf1&b=&from_search=3 pada tanggal 20 Desember 2014 pukul

14.13

Anonim, “Bistable Multivibrator”, Elektronika Dasar, diakses dari http://elektronika-

dasar.web.id/rangkaian/bistable-multivibrator/ pada tanggal 20 Desember 2014 pukul

14.05

Mia Andilolo, :Multivibrator”, diakses dari

http://mia-andilolo.blogspot.com/2011/04/multivibrator.html pada tanggal 20 Desember

2014 pukul 14. 17

Rachma, “Multivibrator”, Blog Tugas Rachma, diakses dari http://rachma-

taskblog.blogspot.com/2009/05/multivibrator.html pada tanggal 20 Desember 2014 pukul

14.10.