PETUNJUK PRAKTIKUM

PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA

EL 2205

Mervin T Hutabarat

Sekolah Teknik Elektro Dan Informatika

Institut Teknologi Bandung

2016

Laboratorium Dasar Teknik Elektro

Petunjuk EL2205

Praktikum Elektronika

Edisi 2015-2016

Disusun oleh

Mervin T. Hutabarat

Laboratorium Dasar Teknik Elektro

Sekolah Teknik Elektro Dan Informatika

Institut Teknologi Bandung

2016

Kata Pengantar

i

Kata Pengantar

Puji syukur ke hadirat Tuhan YME, sejak tanggal 1 Oktober 2012 yang lalu Program Studi

Teknik Elektro telah mendapat akreditasi ABET. Perbaikan-perbaikan praktikum yang

sebelumnya merupakan salah satu titik lemah prodi ini ternyata mendapat apresiasi yang

baik dari para asesor ABET. Perbaikan yang telah dilakukan harus menjadi satu sistem

perbaikan yang berkelanjutan. Oleh karena itu, Petunjuk Praktikum Elektronika ini pun

disusun dalam pola pikir tersebut.

Perubahan yang dilakukan dalam penyusunan materi Petunjuk Praktikum ini dari Petunjuk

Praktikum tahun lalu merupakan perubahan atau perbaikan minor saja terutama pada

redaksi kalimat yang tidak langsung dimengerti mahasiswa dengan baik. Perubahan lain

yang tidak menyangkut materi dilakukan untuk membangun kebiasaan kerja yang

memperhatikan faktor keselamatan kerja. Dalam petunjuk praktikum ini, prosedur kerja

untuk mematikan seluruh hubungan listrik yang tidak diperlukan setelah selesai praktikum

diberi penekanan. Dengan mengikuti prosedur tersebut diharapkan terbentuk kebiasaan

praktikan untuk melakukannya juga pada praktikum lanjutan.

Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang besar-besarnya pada

semua pihak yang telah terlibat dalam penyusunan petunjuk praktikum ini.

Akhir kata, semoga semua usaha yang telah dilakukan berkontribusi pada dihasilkannya

lulusan Program Studi Teknik Elektro sebagai engineer dengan standar internasional.

Bandung, Januari 2016

Kepala Laboratorium Dasar Teknik Elektro,

Ir. Mervin T. Hutabarat, M.Sc., Ph.D.

Daftar Kontributor

ii

Daftar Kontributor

Penulis menghargai semua pihak yang telah membantu dan berkontribusi pada

punyusunan petunjuk praktikum ini. Berikut ini daftar nama yang berkontribusi pada

penyusunan petunjuk praktikum ini

Mervin T. Hutabarat

Amy Hamidah Salman

Esha Ganesha

Rizki Ardianto Priramadhi

Narpendyah Wisjnu Ariwadhani

Harry Septanto

Eric Agustian

Muhammad Luthfi

Muh. Zakiyullah R.

Sandra Irawan

Nina Lestari

Daftar Isi

iii

Daftar Isi

Kata Pengantar ........................................................................................................................ i Daftar Kontributor ................................................................................................................. ii Daftar Isi ............................................................................................................................... iii Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro ............................................................. v

Kelengkapan ...................................................................................................................... v Persiapan/ Sebelum Praktikum .......................................................................................... v Selama Praktikum .............................................................................................................. v Setelah Praktikum .............................................................................................................. v Pergantian Jadwal ............................................................................................................. vi

Sanksi .............................................................................................................................. vii

Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium ........................... ix Keselamatan...................................................................................................................... ix

Sanksi ............................................................................................................................... xi Percobaan 1 Dioda : Karakteristik dan Aplikasi .................................................................. 1

Tujuan ................................................................................................................................ 1

Persiapan ............................................................................................................................ 1 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................... 4 Langkah Percobaan............................................................................................................ 4

Tabel Data Pengamatan ..................................................................................................... 9 Percobaan 2 Karakteristik BJT ........................................................................................... 11

Tujuan .............................................................................................................................. 11 Persiapan .......................................................................................................................... 11

Transistor BJT ................................................................................................................. 11 Kurva Karakteristik IC - VBE ............................................................................................ 12

Kurva Karakteristik IC VCE ........................................................................................... 13 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................. 14 Langkah Percobaan.......................................................................................................... 14

Karakteristik Input Transistor IC-VBE .............................................................................. 14 Karakteristik Output Transistor IC-VCE ........................................................................... 15

Early Effect ...................................................................................................................... 16 Pengaruh Bias pada Penguat Transistor .......................................................................... 16 Mengakhiri Percobaan ..................................................................................................... 18

Percobaan 3 Penguat BJT ................................................................................................... 19

Tujuan .............................................................................................................................. 19

Persiapan .......................................................................................................................... 19

Penguat BJT ..................................................................................................................... 19 Konfigurasi Common Emitter ......................................................................................... 20 Konfigurasi Common Base ............................................................................................. 21 Konfigurasi Common Collector ...................................................................................... 22 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................. 23

Langkah Percobaan.......................................................................................................... 23 Tegangan Bias dan Parameter Penguat ........................................................................... 23 Common Emitter ............................................................................................................. 26 Common Base ................................................................................................................. 29 Common Collector .......................................................................................................... 31 Analisis dan Kesimpulan ................................................................................................. 33

Mengakhiri Percobaan ..................................................................................................... 33

Daftar Isi

iv

Percobaan 4 Karakteristik Dan Penguat FET ..................................................................... 35

Tujuan .............................................................................................................................. 35 Persiapan .......................................................................................................................... 35 Transistor FET ................................................................................................................. 35 Penguat FET .................................................................................................................... 36

Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................. 37 Langkah Percobaan.......................................................................................................... 37 Memulai Percobaan ......................................................................................................... 37 Desain Q-point ................................................................................................................. 39 RANGKAIAN PENGUAT ............................................................................................. 41

Penguat Common Source ................................................................................................ 41 Penguat Common Gate .................................................................................................... 43 Penguat Common Drain .................................................................................................. 43

Mengakhiri Percobaan ..................................................................................................... 44 Percobaan 5 Transistor sebagai Switch .............................................................................. 45

Tujuan .............................................................................................................................. 45 Persiapan .......................................................................................................................... 45 Switch Ideal ..................................................................................................................... 45

Transistor BJT sebagai Switch ........................................................................................ 45

MOSFET sebagai Switch ................................................................................................ 46 Rangkaian CMOS ............................................................................................................ 46 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................. 47

Langkah Percobaan.......................................................................................................... 47 Memulai Percobaan ......................................................................................................... 47

Transistor BJT Sebagai Switch........................................................................................ 47

MOSFET sebagai Switch ................................................................................................ 48

Mengakhiri Percobaan ..................................................................................................... 51 Percobaan 6 Proyek Akhir .................................................................................................. 53

Tujuan .............................................................................................................................. 53 Persiapan .......................................................................................................................... 53 Kriteria Rancangan .......................................................................................................... 53

Instrumentasi dan Komponen .......................................................................................... 53 Waktu Pengerjaan ............................................................................................................ 53

Lampiran A Analisis Rangkaian dengan SPICE ................................................................. 55 Pendahuluan .................................................................................................................... 55

Struktur Bahasa(sintaks) SPICE ...................................................................................... 55 Deskripsi Sintaks Library di SPICE ................................................................................ 56

Contoh Deskripsi Rangkaian SPICE ............................................................................... 57 Hasil Analisis SPICE ....................................................................................................... 58 Analisis Waktu SPICE3 .................................................................................................. 58

Lampiran B Pengenalan EAGLE ........................................................................................ 59 Membuat Skematik .......................................................................................................... 59

Membuat Layout PCB ..................................................................................................... 62 Membuat PCB ................................................................................................................. 64

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro

v

Aturan Umum

Laboratorium Dasar Teknik Elektro

Kelengkapan

Setiap praktikan wajib berpakaian lengkap, mengenakan celana panjang/ rok, kemeja dan

mengenakan sepatu. Untuk memasuki ruang laboratorium praktikan wajib membawa

kelengkapan berikut:

Modul praktikum

Buku Catatan Laboratorium (BCL)

Alat tulis dan kalkulator

Kartu Nama (Name tag)

Kartu Praktikum.

Persiapan/ Sebelum Praktikum

Sebelum mengikuti percobaan sesuai jadwalnya, sebelum memasuki laboratorium

praktikan harus mempersiapkan diri dengan melakukan hal-hal berikut:

Membaca dan memahami isi modul praktikum,

Mengerjakan hal-hal yang dapat dikerjakan sebelum praktikum dilaksanakan,

misalnya mengerjakan perhitungan-perhitungan, menyalin source code, mengisi

Kartu Praktikum dlsb.,

Mengisi daftar hadir di Tata Usaha Laboratorium,

Mengambil kunci loker dan melengkapi administrasi peminjaman kunci loker

dengan meninggalkan kartu identitas (KTM/ SIM/ KTP).

Selama Praktikum

Setelah dipersilahkan masuk dan menempati bangku dan meja kerja, praktikan haruslah:

Memperhatikan dan mengerjakan setiap percobaan dengan waktu sebaik-baiknya,

diawali dengan kehadiran praktikan secara tepat waktu,

Mengumpulkan Kartu Praktikum pada asisten,

Mendokumentasikan dalam Buku Catatan Laboratorium. (lihat Petunjuk

Penggunaan BCL) tentang hal-hal penting terkait percobaan yang sedang dilakukan.

Setelah Praktikum Setelah menyelesaikan percobaan, praktikan harus

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro

vi

Memastikan BCL telah ditandatangani oleh asisten,

Mengembalikan kunci loker dan melengkapi administrasi pengembalian kunci

loker (pastikan kartu identitas KTM/ SIM/ KTP diperoleh kembali),

Mengerjakan laporan dalam bentuk SoftCopy (lihat Panduan Penyusunan

Laporan),

Mengirimkan file laporan melalui surat elektronik (E-mail) dalam lampiran ke :

labdasar@ee.itb.ac.id (lihat Panduan Pengiriman Laporan). Waktu pengiriman

paling lambat jam 11.00 WIB, dua hari kerja berikutnya setelah praktikum,

kecuali ada kesepakatan lain antara Dosen Pengajar dan/ atau Asisten.

Pergantian Jadwal

Kasus Biasa

Pertukaran jadwal hanya dapat dilakukan per kelompok dangan modul yang sama. Langkah

untuk menukar jadwal adalah sebagai berikut:

Lihatlah format Pertukaran Jadwal di http://labdasar.ee.itb.ac.id pada halaman

Panduan

Setiap praktikan yang bertukar jadwal harus mengirimkan e-mail ke

labdasar@ee.itb.ac.id . Waktu pengiriman paling lambat jam 16.00 WIB, sehari

sebelum praktikum yang dipertukarkan

Pertukaran diperbolehkan setelah ada email konfirmasi dari Lab. Dasar

Kasus Sakit atau Urusan Mendesak Pribadi Lainnya

Jadwal pengganti dapat diberikan kepada praktikan yang sakit atau memiliki urusan

mendesak pribadi.

Praktikan yang hendak mengubah jadwal untuk urusan pribadi mendesak harus

memberitahu staf tata usaha laboratorium sebelum jadwal praktikumnya melalui

email.

1. Segera setelah praktikan memungkinkan mengikuti kegiatan akademik,

praktikan dapat mengikuti praktikum pengganti setelah mendapatkan

konfirmasi dari staf tata usaha laboratorium dengan melampirkan surat

keterangan dokter bagi yang sakit atau surat terkait untuk yang memiliki

urusan pribadi.

Kasus kepentingan massal

Kepentingan massal terjadi jika ada lebih dari sepertiga rombongan praktikan yang tidak

dapat melaksanakan praktikum pada satu hari yang sama karena alasan yang terkait

mailto:labdasar@ee.itb.ac.idhttp://labdasar.ee.itb.ac.id/mailto:labdasar@ee.itb.ac.id

Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro

vii

kegiatan akademis, misalnya Ujian Tengah Semester pada jadwal kelompoknya. Jadwal

praktikum pengganti satu hari itu akan ditentukan kemudian oleh laboratorium.

Sanksi

Pengabaian aturan-aturan di atas dapat dikenakan sanksi pengguguran nilai praktikum

terkait.

viii

Panduan Umum dan Keselamatan dan Penggunaan Laboratorium

ix

Panduan Umum Keselamatan dan

Penggunaan Peralatan Laboratorium

Keselamatan

Pada prinsipnya, untuk mewujudkan praktikum yang aman diperlukan partisipasi seluruh

praktikan dan asisten pada praktikum yang bersangkutan. Dengan demikian, kepatuhan

setiap praktikan terhadap uraian panduan pada bagian ini akan sangat membantu

mewujudkan praktikum yang aman.

Bahaya Listrik

Perhatikan dan pelajari tempat-tempat sumber listrik (stop-kontak dan circuit breaker) dan

cara menyala-matikannya. Jika melihat ada kerusakan yang berpotensi menimbulkan

bahaya, laporkan pada asisten.

Hindari daerah atau benda yang berpotensi menimbulkan bahaya listrik (sengatan

listrik/ strum) secara tidak disengaja, misalnya kabel jala-jala yang terkelupas dll.

Tidak melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya listrik pada diri sendiri

atau orang lain.

Keringkan bagian tubuh yang basah karena, misalnya, keringat atau sisa air wudhu.

Selalu waspada terhadap bahaya listrik pada setiap aktivitas praktikum.

Kecelakaan akibat bahaya listrik yang sering terjadi adalah tersengat arus listrik. Berikut ini

adalah hal-hal yang harus diikuti praktikan jika hal itu terjadi:

Jangan panik,

Matikan semua peralatan elektronik dan sumber listrik di meja masing-masing dan

di meja praktikan yang tersengat arus listrik,

Bantu praktikan yang tersengat arus listrik untuk melepaskan diri dari sumber

listrik,

Beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di sekitar anda

tentang terjadinya kecelakaan akibat bahaya listrik.

Bahaya Api atau Panas berlebih

Jangan membawa benda-benda mudah terbakar (korek api, gas dll.) ke dalam ruang

praktikum bila tidak disyaratkan dalam modul praktikum.

Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan api, percikan api atau panas

yang berlebihan.

Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya api atau panas

berlebih pada diri sendiri atau orang lain.

x

Selalu waspada terhadap bahaya api atau panas berlebih pada setiap aktivitas

praktikum.

Berikut ini adalah hal-hal yang harus diikuti praktikan jika menghadapi bahaya api atau

panas berlebih:

Jangan panik,

Beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di sekitar anda

tentang terjadinya bahaya api atau panas berlebih,

Matikan semua peralatan elektronik dan sumber listrik di meja masing-masing,

Menjauh dari ruang praktikum.

Bahaya Lain

Untuk menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan selama pelaksanaan percobaan

perhatikan juga hal-hal berikut:

Jangan membawa benda tajam (pisau, gunting dan sejenisnya) ke ruang praktikum

bila tidak diperlukan untuk pelaksanaan percobaan.

Jangan memakai perhiasan dari logam misalnya cincin, kalung, gelang dll.

Hindari daerah, benda atau logam yang memiliki bagian tajam dan dapat melukai

Hindari melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan luka pada diri sendiri atau

orang lain, misalnya bermain-main saat praktikum

Lain-lain

Praktikan dilarang membawa makanan dan minuman ke dalam ruang praktikum.

Penggunaan Peralatan Praktikum

Berikut ini adalah panduan yang harus dipatuhi ketika menggunakan alat-alat praktikum:

Sebelum menggunakan alat-alat praktikum, pahami petunjuk penggunaan alat itu.

Petunjuk penggunaan beberapa alat dapat didownload di

http://labdasar.ee.itb.ac.id.

Perhatikan dan patuhi peringatan (warning) yang biasa tertera pada badan alat.

Pahami fungsi atau peruntukan alat-alat praktikum dan gunakanlah alat-alat

tersebut hanya untuk aktivitas yang sesuai fungsi atau peruntukannya.

Menggunakan alat praktikum di luar fungsi atau peruntukannya dapat

menimbulkan kerusakan pada alat tersebut dan bahaya keselamatan praktikan.

Pahami rating dan jangkauan kerja alat-alat praktikum dan gunakanlah alat-alat

tersebut sesuai rating dan jangkauan kerjanya. Menggunakan alat praktikum di luar

rating dan jangkauan kerjanya dapat menimbulkan kerusakan pada alat tersebut

dan bahaya keselamatan praktikan.

Panduan Umum dan Keselamatan dan Penggunaan Laboratorium

xi

Pastikan seluruh peralatan praktikum yang digunakan aman dari benda/ logam

tajam, api/ panas berlebih atau lainnya yang dapat mengakibatkan kerusakan pada

alat tersebut.

Tidak melakukan aktifitas yang dapat menyebabkan kotor, coretan, goresan atau

sejenisnya pada badan alat-alat praktikum yang digunakan.

Kerusakan instrumentasi praktikum menjadi tanggung jawab bersama rombongan

praktikum ybs. Alat yang rusak harus diganti oleh rombongan tersebut.

Sanksi

Pengabaian uraian panduan di atas dapat dikenakan sanksi tidak lulus mata kuliah

praktikum yang bersangkutan

xii

Percobaan 1

Petunjuk Praktikum Elektronika 1

Percobaan 1

Dioda : Karakteristik dan Aplikasi

Tujuan

Memahami karakteristik dioda biasa dan dioda zener

Memahami penggunaan dioda dalam rangkaian penyearah

Mempelajari pengaruh filter sederhana pada suatu sumber DC

Memahami penggunaan dioda untuk rangkaian Clipper dan Clamper

Persiapan

Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.

Karakteristik Dioda

Dalam percobaan ini akan diamati karakteristik i=f (v) tiga jenis dioda yaitu:

Dioda Ge

Dioda Si

Dioda Zener

Dengan menggunakan rangkaian pada kit praktikum yang tersedia, akan diamati dan

dipahami:

Tegangan cut-in

Tegangan breakdown

Kemiringan kurva yang berarti besarnya resistansi dinamis pada titik tersebut

Beberapa kemungkinan penggunaan dioda berdasarkan karakteristiknya

Penyearah

Dalam percobaan ini akan diamati 3 jenis penyearah gelombang sinyal, yaitu:

Penyearah gelombang setengah

Penyearah gelombang penuh (dengan trafo center tapped)

Penyearah gelombang penuh tipe jembatan

Dengan menggunakan rangkaian pada kit praktikum yang tersedia, amati dan pahami:

Perbedaan penyearah gelombang setengah dan gelombang penuh

Pengaruh tegangan cut-in dan bentuk karakteristik dioda pada output

Beban yang ditanggung trafo untuk masing-masing jenis penyearah

Percobaan 1

2

Penggunaan dioda yang paling dasar adalah sebagai penyearah arus bolak-balik jala-jala

menjadi arus searah pada suatu sumber tegangan DC, seperti catu daya. Suatu analisa

pendekatan untuk suatu penyearah dengan filter C dapat dilihat pada buku teks kuliah

bagian 4.5.4. Tegangan pada rangkaian penyearah gelombang penuh diperoleh sebesar

rpO VVV

2

1

dimana Vp adalah magnituda tegangan puncak sinyal AC yang disearahkan dan tegangan

ripple Vr sebesar

fCR

VV

p

r2

dengan f frekuensi sinyal AC jala-jala yang digunakan, C kapasitansi filter dan R beban pada

rangkaian penyearah dan filter.

Untuk catu daya tegangan ideal (DC murni), tegangan ripple harus bernilai nol. Keadaan

ini dapat diperoleh bila (i) nilai resistansi R beban adalah tak hingga dan (ii) nilai kapasitansi

C sangat besar (tak hingga). Nilai resistansi resistansi beban tak hingga berarti rangkaian

tanpa beban (beban terbuka). Dengan demikian untuk keadaan praktis hal yang dapat

digunakan adalah dengan menggunakan kapasitansi C yang besar. Nilai kapasitansi C yang

besar akan memberikan tegangan ripple yang kecil. Dalam percobaan ini akan dilakukan

pengamatan pengaruh nilai kapasitansi dan resistansi beban terhadap tegangan ripple.

Sebuah catu tegangan ideal juga seharusnya tidak mengalami degradasi tegangan

outputnya bila mendapat beban, yang berarti catu tegangan ideal dapat dimodelkan

dengan sumber tegangan. Pada kenyataannya catu tegangan seperti ini selalu mengalami

degradari dengan naiknya arus beban. Perilaku seperti ini dapat dimodelkan dengan

Rangkaian Thevenin berupa hubungan seri sumber tegangan dan resistansi output.

Besaran resistansi output ini menentukan berapa degradasi tegangan yang diperoleh.

Untuk rangkaian penyearah gelombang penuh, besar resistansi output efektif dapat

dihitung

fCRO

4

1

Besaran lain yang dapat digunakan untuk menunjukkan perilaku yang sama adalah faktor

regulasi tegangan VR. Besaran ini tidak bersatuan dan didefinisikan sebagai

%100

fl

flnl

V

VVVR

dimana Vnl adalah tegangan tanpa beban dan Vfl adalah tegangan beban penuh. Nilai

regulasii tegangan VR yang kecil menunjukkan sumber tegangan yang lebih baik.

Percobaan 1

Petunjuk Praktikum Elektronika 3

Filter

Dalam percobaan ini hanya akan diamati filter RC orde 1 dengan beberapa nilai resistansi

dan kapasitansi.

Rangkaian Clipper dan Clamper

Dalam percobaan ini akan dilakukan pengamatan sinyal output yang dihasilkan oleh

rangkaian Clipper dan Clamper.

Rangkaian clipper adalah rangkaian yang digunakan untuk membatasi tegangan agar tidak

melebihi dari suatu nilai tegangan tertentu. Rangkaian ini dapat dibuat dari dioda dan

sumber tegangan DC yang ditunjukkan oleh gambar berikut.

Gambar 1-1 Rangkaian clipper dengan dioda

Rangkaian alternatif dapat juga dibuat dengan menggunakan dioda zener seperti yang

ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

Gambar 1-2 Rangkaian clipper dengan zener

Rangkaian Clamper adalah rangkaian yang digunakan untuk memberikan offset tegangan

DC, dengan demikian, tegangan yang dihasilkan adalah tegangan input ditambahkan

dengan tegangan DC. Rangkaian ini ditunjukkan oleh Gambar 1-3Gambar 1-3.

Percobaan 1

4

C

R

Gambar 1-3 Rangkaian clamper

Alat dan Komponen yang Digunakan

Kit Praktikum Karakteristik Dioda & Rangkaian Penyearah

Sumber tegangan DC (2 buah)

Osiloskop (1 buah)

Multimeter (2 buah)

Dioda 1N4001 /1N4002 (3 buah)

Dioda Zener 5V1 (2 buah)

Resistor Variabel (1 buah)

Resistor 150 K (1 buah)

Kapasitor 10 uF (1 buah)

Breadboard (1 buah)

Kabel - kabel (2 buah kabel Banana-BNC, 1 buah kabel BNC-BNC )

Langkah Percobaan

Memulai Percobaan

1. Lakukan kalibrasi osiloskop

Karakteristik Dioda

2. Dengan menggunakan generator sinyal dan kit praktikum susun rangkaian seperti

Gambar 1-4. Lalu hubungkan osiloskop untuk pengamatan rangkaian. Sinyal yang

digunakan adalah sawtooth atau sinusoidal. Untuk mengawali, gunakan DC offset

nol untuk sinyal dari generator sinyal.

Percobaan 1

Petunjuk Praktikum Elektronika 5

Gambar 1-4 Pengukuran karakteristik dioda

3. Gunakan mode X-Y untuk mengamati sinyal

4. Tekan tombol invert untuk channel B

5. Amati dan catat tegangan cut-in, tegangan break-down, dan gambarkan bentuk

karakteristik arus-tegangan dioda silikon (perhatikan detail gambar pada saat

menggambar).

6. Ulangi langkah 2 untuk jenis dioda lainnya: Dioda Germanium dan Dioda Silikon

Zener.

7. Catat semua pengamatan pada buku log praktikum.

Penyearah dan Filter

8. Dengan menggunakan rangkaian yang tersedia pada kit praktikum, susunlah

rangkaian penyearah gelombang setengah seperti ditunjukkan pada Gambar 1-5 di

bawah ini. Gunakan jala-jala untuk memberikan tegangan 220V/50Hz ke

transformator pada kit praktikum. Gunakan osiloskop untuk mengamati tegangan

output. Pilihlah kopling input osiloskop yang sesuai, DC untuk pengukuran tegangan

DC, dan AC untuk pengukuran tegangan ripple. Sinkronisasi menggunakan line.

9. Amati bentuk gelombang, frekuensi gelombang, dan pengaruh pemasangan C

(minimum 2 nilai kapasitansi) pada tegangan ripple. Catat nilai resistansi (beban),

kapasitansi (filter) dan tegangan DC dan tegangan ripple yang diperoleh.

Gambar 1-5 Rangkaian filter

Percobaan 1

6

10. Ulangi langkah 10 untuk suatu nilai C konstan, ubah-ubahlah besarnya beban

(minimum 2 nilai resitansi).

11. Ulangi langkah 10 dan 11 untuk kondisi berikut ini:

Lepaskan hubungan CT trafo dengan Ground.

Hubungkan resistor Rm dari CT trafo ke Ground seperti yang ditunjukkan oleh

gambar di bawah ini. (Catatan: Nilai Rm harus sekecil mungkin agar tidak

terlalu mempengaruhi rangkaian).

Gunakan osiloskop untuk melihat arus pada resistor ini, gambarkan bentuk

arusnya, ukur arus masksimum dan frekuensi arus yang diamati.

12. Lepaskan resistor Rm dan hubungkan lagi CT trafo dan Ground secara langsung.

Lepaskan hubungan resistansi beban (RL) dari rangkaian penyearah dan filter.

Dengan menggunakan nilai-nilai kapasitasi pada langkah 11, ukur tegangan output

DC dengan menggunakan multimeter.

13. Hubungkan resistor variabel pada output rangkaian penyearah di atas, ubahlah nilai

resitansi hingga diperoleh tegangan output sebesar setengah tegangan output

dalam keadaan tanpa beban (langkah 13). Perhatikan, pada saat melakukan

langkah ini mulailah dari nilai resistansi terbesar.

14. Lepaskan resistor variabel dari rangkaian dan ukur resistansinya dengan

menggunakan multimeter. Langkah 14 dan 15 ini dapat pula diamati dengan

osiloskop, namun akan lebih mudah bila menggunakan multimeter.

15. Susunlah rangkaian penyearah gelombang penuh 2 dioda seperti ditunjukkan pada

Gambar 1-7 berikut ini. Lakukan hal yang sama dengan langkah 10 hingga 15 untuk

rangkaian ini.

Gambar 1-6 Rangkaian filter

Percobaan 1

Petunjuk Praktikum Elektronika 7

Gambar 1-7 Rangkaian penyearah gelombang penuh

17. Kecuali langkah 12, ulangi langkah 10 sampai langkah 15 untuk rangkaian

penyearah gelombang penuh seperti pada Gambar 1-8. Khusus untuk langkah 13

lakukan hal berikut: Lepaskan hubungan resistansi beban (RL) dari rangkaian

penyearah dan filter. Dengan menggunakan nilai-nilai kapasitasi pada langkah 10,

ukur tegangan output DC dengan menggunakan multimeter.

Gambar 1-8 Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan dioda bridge

18. Lakukan analisis terhadap hasil yang anda peroleh.

Rangkaian Clipper

D1

5V 5V

D2

Gambar 1-9 Rangakain clipper dengan menggunakan dioda

19. Buatlah rangkaian pada breadboard seperti Gambar 1-9

Gunakan nilai komponen-komponen sebagai berikut:

Resistor R: 150 K

Dioda D1 dan D2: 1N4001 / 1N4002

Percobaan 1

8

Vin : Trafo CT 15 V pada kit praktikum

Tegangan DC : 5 Volt dari sumber tegangan DC

20. Amati dengan menggunakan Osiloskop sinyal output yang diperoleh dan

gambarkan bentuk sinyalnya.

21. Susunlah rangkaian seperti Gambar 1-10. Lakukan pengamatan seperti pada

langkah 19.

Gambar 1-10 Rangkaian clipper dengan menggunakan zener

22. Bandingkan hasil percobaan kedua rangkaian di atas dan Lakukan analisis terhadap

hasil yang anda peroleh!

Rangkaian Clamper

23. Buatlah rangkaian pada breadboard seperti Gambar 1-11

C

R

Gambar 1-11 Rangkaian clamper

Gunakan nilai komponen-komponen sebagai berikut:

Resistor R 150 K

Dioda D: 1N4001 / 1N4002

Kapasitor C: 10 uF, 16-35 V

Vin : Trafo CT 15 V pada kit praktikum

Percobaan 1

Petunjuk Praktikum Elektronika 9

Tegangan DC : 5 Volt dari sumber tegangan DC

24. Amati dengan menggunakan Osiloskop sinyal output yang diperoleh dan

gambarkan bentuk sinyalnya.

25. Berilah analisis terhadap hasil yang anda peroleh.

Mengakhiri Percobaan

26. Selesai praktikum rapikan semua kabel dan matikan osiloskop, generator sinyal

serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan dalam

keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).

27. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

28. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku

Catatan Laboratorium (log book) Anda. Catatan percobaan yang tidak

ditandatangani oleh asisten tidak akan dinilai.

Tabel Data Pengamatan

Tabel Pengamatan Karakteristik Dioda

Jenis Dioda Tegangan

Cut-in [V]

Tegangan

Breakdown [V] Catatan

Silikon

Germanium

Zener

Tabel Pengamatan Penyearah dan Filter Rangkaian Diamati Resistansi

[] Kapasitans

i [F] Tegangan

DC [V] Tegangan

Ripple Perhitungan

[mV]

Tegangan Ripple

Pengamatan [mV]

Frekuensi tegangan

ripple

Frekuensi arus dioda

(Hz)

Arus Maksimum

(mA)

Resistansi Output (Ohm)

Penyearah gelombang setengah dengan Resistansi konstan

Penyearah gelombang setengah dengan Kapasitansi C konstan

Penyearah gelombang penuh

Percobaan 1

10

2 dioda dengan Resistansi konstan

Penyearah gelombang penuh 2 dioda dengan Kapasitansi C konstan

Penyearah gelombang penuh jembatan dioda dengan Resistansi konstan

Penyearah gelombang penuh jembatan dengan Kapasitansi C konstan

Catatan:

Contoh tabel isian untuk pengamatan yang lengkap seperti ini hanya diberikan untuk

percobaan 1. Pada percobaan selanjutnya tidak semua tabel isian untuk pengamatan

diberikan dalam petunjuk praktikum, praktikan harus merancang sendiri bentuk tabel isian

pengamatannya mengikuti langkah pada percobaan dalam petunjuk praktikum.

Petunjuk Praktikum Elektronika 11

Percobaan 2

Karakteristik BJT

Tujuan

Memahami karakteristik transistor BJT

Memahami teknik bias dengan rangkaian diskrit

Memahami teknik bias dengan sumber arus konstan

Persiapan

Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.

Transistor BJT

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. Simbol hubungan

antara arus dan tegangan dalam transistor ditujukkan oleh gambar berikut ini.

Gambar 2-1 Transistor BJT NPN

p

Gambar 2-2 Transistor BJT PNP

Percobaan 2

12

Terdapat suatu hubungan matematis antara besarnya arus kolektor (IC), arus Basis (IB), dan

arus emitor (IE), yaitu beta () = penguatan arus DC untuk common emitter, alpha ()=

penguatan arus untuk common basis, dengan hubungan matematis sebagai berikut.

B

C

I

I dan

E

C

I

I ,

sehingga

1

1

Karakteristik sebuah transistor biasanya diperoleh dengan pengukuran arus dan tegangan

pada rangkaian dengan konfigurasi common emitter (kaki emitter terhubung dengan

ground), seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Gambar 2-3 Konfigurasi common emitter

Dari Terdapat dua buah kurva karakteristik yang dapat diukur dari rangkaian diatas, yaitu:

Karakteristik IC - VBE

Karakterinstik IC - VCE

Kurva Karakteristik IC - VBE

Arus kolektor merupakan fungsi eksponensial dari tegangan VBE, sesuai dengan persamaan: kTVBE

ESC eII / . Persamaan ini dapat digambarkan sebagai kurva seperti ditunjukkan

pada gambar berikut ini.

Petunjuk Praktikum Elektronika 13

Gambar 2-4 Kurva Karakteristik IC - VBE

Dari kurva di atas juga dapat diperoleh transkonduktansi dari transistor, yang merupakan

kemiringan dari kurva di atas, yaitu

BE

C

mV

Ig

Kurva Karakteristik IC VCE

Arus kolektor juga bergantung pada tegangan kolektor-emitor. Titik kerja (mode kerja)

transistor dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu daerah aktif, saturasi, dan cut-off.

Persyaratan kondisi ketiga mode kerja ini dapat dirangkum dalam tabel berikut ini.

Mode

kerja

IC VCE VBE VCB Bias B-C Bias B-E

Aktif =.IB =VBE+VCB ~0.7V 0 Reverse Forward

Saturasi Max ~ 0V ~0.7V -

0.7V

Percobaan 2

14

Alat dan Komponen yang Digunakan

Sumber tegangan DC

Kit Percobaan Karakteristik Transisitor dan Rangkaian Bias

Sumber arus konstan

Multimeter (2 buah)

Osiloskop

PEAK Atlas DCA Pro

Langkah Percobaan

Karakteristik Input Transistor IC-VBE

1. Ubah setting Sinyal Generator sehingga mengeluarkan : (pastikan dengan

menyambungkannya ke osiloskop ber-kopling DC)

a. Gelombang Segitiga ~1KHz.

b. Amplituda sinyal 0,8V

c. Set Ofsett positif sehingga nilai minimum sinyal berada di titik nol

(ground).

2. Susunlah rangkaian berikut ini :

B

C

E

10Vdc

Generator

Sinyal

A

RC( minimum)

+

-

+

-

Gambar 2-6 Rangakaian pengukuran karakteristik input Transistor IC-VBE

3. Hubungkan osiloskop :

a. Probe positif (+) Ch-1 (X) ke titik B,

b. Probe positif (+) Ch-2 (Y) ke titik C,

c. Ground osiloskop ke titik A.

4. Gunakan setting osiloskop :

- Skala X pada nilai 0,1V/div dengan kopling AC,

- Skala Y pada nilai 1V/div dengan kopling DC, dan tekan tombol invert nya.

Petunjuk Praktikum Elektronika 15

- Osiloskop pada mode X-Y.

5. Tempatkan tegangan X minimum pada garis grid paling kiri (nilai VBE = 0).

Tempatkan tegangan Y terkecil (minimum) pada garis grid kedua paling bawah

(nilai IC = 0) . Apabila kurva tampak sebagai dua garis, naik atau turunkan frekuensi

generator sinyal hingga diperoleh kurva yang lebih baik.

6. Gambarkan plot IC (mA) - VBE (Volt) di BCL anda

Catatan : Skala Y osiloskop menunjukkan tegangan pada resistor Rc. Arus kolektor (Ic)

adalah tegangan tersebut dibagi resistansi itu (VY / RC), dengan nilai Rc sekitar 82 .

Karakteristik Output Transistor IC-VCE

1. Nyalakan komputer dan sambungkan USB Power Atlas DCA Pro ke komputer

2. Sambungkan kabel Atlas DCA Pro dengan kaki-kaki transistor BJT yang digunakan

secara bebas (warna tidak berpengaruh).

3. Buka aplikasi DCA pro yang tersedia di komputer

4. Pastikan DCA Pro connected pada pojok kiri bawah layar

5. Tekan tombol test pada DCA Pro maupun pada jendela Peak DCA Pro.

6. Perhatikan spesifikasi dan konfigurasi kaki-kaki BJT yang terbaca oleh alat Atlas DCA

Pro.

Gambar PEAK Atlas DCA Pro Gambar Icon DCA Pro

Gambar Jendela Aplikasi DCA Pro

Percobaan 2

16

7. Buka tab Graph BJT Ic/VCE , atur pengaturan tracing Vcc 0-10V dengan point 11, IB

25-100A kemudian klik Start. Tunggu proses tracing.

8. Amati grafik yang terbentuk, catat di BCL dan lakukan analisis.

9. Simpan data tabulasi hasil sampling dengan klik kanan pada grafik dan pilih Save

Data. File yang terbentuk adalah *.txt. Buka file .txt yang terbentuk dan copy

seluruh data yang ada di dalam file tersebut dan paste-kan di spreadsheet. Lakukan

analisis lebih mendalam pada data ini.

Early Effect

Dengan menggunakan hasil pengamatan grafik sebelumnya

1. Pilihlah nilai arus basis (IB) dari grafik curve tracer yang kemiringan kurva-nya cukup besar

2. Pada kurva IC-VCE itu, pilihlah dua titik koordinat yang mudah dibaca, dan masih dalam garis lurus. Baca dan catat nilai IC dan VCE pada kedua titik tersebut.

Gambar 2-7 Kurva Early Effect

3. Hitunglah nilai tegangan Early dengan persamaan berikut :

VA = VCE2IC1 VCE1IC2

IC2 IC1

Dan catat di BCL anda. 4. Pilih nilai arus basis (IB) yang lain, dan lakukan langkah 1 s/d 3 diatas untuk

mengkonfirmasi nilai tegangan Early yang sudah didapatkan.

Pengaruh Bias pada Penguat Transistor

1. Ubah setting Sinyal Generator sehingga mengeluarkan : (pastikan dengan

menyambungkannya ke osiloskop)

a. Gelombang Sinusoid ~1KHz.

b. Amplituda sinyal 50 mVpp (tarik tombol amplituda agar didapat nilai yang

kecil)

c. Gunakan T konektor pada terminal output.

2. Susunlah rangkaian seperti pada gambar dibawah ini.

-VA VCE1 VCE2

vCE

iC

IC2 IC1

0

Petunjuk Praktikum Elektronika 17

B

C

ESumber

Arus

A

RC

-

Generator

Sinyal

9Vdc+

-

+

Gambar 2-8 Pengaruh Bias pada Penguat Transistor

3. Hubungkan Osiloskop ke rangkaian :

- Ch-1 (X) ke Generator Sinyal dengan kabel koaksial konektor BNC-BNC,

- Probe positif (+) Ch-2 (Y) ke titik C,

- Ground osiloskop ke titik E.

4. Gunakan setting osiloskop :

- Skala Ch-1 pada nilai 10mV/div dengan kopling AC,

- Skala Ch-2 pada nilai 1V/div dengan kopling AC,

- Osiloskop pada mode waktu dengan skala horizontal 500S/div.

- Titik nol Ch-1 dan titik nol Ch-2 pada garis tengah layar.

5. Gunakan multimeter digital pada mode Volt-DC untuk mengukur tegangan dari VCE.

6. Set IB pada 25A (minimum sumber arus).

7. Set RC minimum (sekitar 82 ).

8. Baca dan catat tegangan VCE kemudian gambarkan bentuk gelombang tegangan

output VCE yang ditunjukkan osiloskop. Amati adanya distorsi pada bentuk

gelombang output.

9. Dari nilai IB dan VCE yang terbaca, tentukan letak titik kerja kondisi ini pada plot grafik

IC-VCE yang telah dibuat sebelumnya. Dengan memperhatikan titik kerja ini, jelaskan

mengapa distorsi pada langkah-8 terjadi.

10. Ulangi langkah 7-10. Untuk nilai-nilai IB : 200A dan 400A.

11. Ubah nilai RC menjadi nilai maksimum-nya (sekitar 5K). Ulangi langkah 8-10 untuk

nilai RC ini.

12. Ubah nilai IB menjadi 150A. Atur nilai RC sehingga VCE yang terbaca di multimeter

sekitar 5V. Amati dan gambar bentuk tegangan yang terlihat di osiloskop. Dari nilai IB

dan VCE yang terbaca, tentukan letak titik kerja kondisi ini pada plot grafik IC-VCE yang

Percobaan 2

18

telah dibuat sebelumnya. Dengan memperhatikan titik kerja ini, jelaskan mengapa

kondisi ini terjadi.

13. Naikkan amplitude input (dari generator sinyal) hingga tampak terjadi distorsi pada

gelombang tegangan output (VCE). Catat besar amplituda input dan gambarkan

bentuk gelombang outputnya.

14. Naikkan lagi amplituda input. Amati apakah amplituda gelombang output masih bisa membesar, dan catat nilai maksimum amplituda tersebut.

Mengakhiri Percobaan

1. Selesai praktikum rapikan semua kabel dan matikan osiloskop, generator sinyal serta

pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati

(selector menunjuk ke pilihan off).

2. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

3. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku Catatan

Laboratorium (log book) Anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani oleh

asisten tidak akan dinilai.

Tabel Data Pengamatan Pengaruh Bias pada Kerja Transistor

Vin Vout

Daerah cutoff

IB = mA

IC =.. mA

VCE =..V

VBE = .. V

Daerah aktif

IB = mA

IC =.. mA

VCE =..V

VBE = .. V

Daerah saturasi

IB = mA

IC =.. mA

VCE =..V

VBE = .. V

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 19

Percobaan 3

Penguat BJT

Tujuan

Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai penguat

Mengetahui karakteristik penguat berkonfigurasi Common Emitter

Mengetahui karakteristik penguat berkonfigurasi Common Base

Mengetahui karakteristik penguat berkonfiurasi Common Collector

Mengetahui dan mempelajari resistansi input, resistansi output, dan faktor

penguatan dari masing-masing konfigurasi penguat

Persiapan

Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.

Penguat BJT

Transistor merupakan komponen dasar untuk sistem penguat. Untuk bekerja sebagai

penguat, transistor harus berada dalam kondisi aktif. Kondisi aktif dihasilkan dengan

memberikan bias pada transistor. Bias dapat dilakukan dengan memberikan arus yang

konstan pada basis atau pada kolektor.

Untuk kemudahan, dalam praktikum ini akan digunakan sumber arus konstan untuk

memaksa arus kolektor agar transistor berada pada kondisi aktif. Jika pada kondisi aktif

transistor diberikan sinyal (input) yang kecil, maka akan dihasilkan sinyal keluaran (output)

yang lebih besar. Hasil bagi antara sinyal output dengan sinyal input inilah yang disebut

faktor penguatan, yang sering diberi notasi A atau C.

Ada 3 macam konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu : Common-Emitter (CE),

Common-Base (CB), dan Common-Collector (CC). Konfigurasi umum transistor bipolar

penguat ditunjukkan oleh Gambar 3-1.

Percobaan 3

20

Gambar 3-1 Konfigurasi umum transistor bipolar penguat

Untuk membuat penguat CE, CB, dan CC, maka terminal X, Y, dan Z dihubungkan ke sumber

sinyal atau ground tergantung pada konfigurasi yang digunakan.

Konfigurasi Common Emitter

Konfigurasi ini memiliki resistansi input yang sedang, transkonduktansi yang tinggi,

resistansi output yang tinggi dan memiliki penguatan arus (AI) serta penguatan tegangan

(AV) yang tinggi. Secara umum, konfigurasi common emitter digambarkan oleh gambar

rangkaian di bawah ini.

Gambar 3-2 Konfigurasi Common Emitter

Untuk menentukan penguatan teoritis-nya, terlebih dahulu akan kita hitung resistansi

input dan outputnya. Resistansi Input (Ri) adalah nilai resistansi yang dilihat dari masukan

sumber tegangan vi. Perhatikan bahwa Rs adalah resistansi dalam dari sumber tegangan.

Sedangkan Resistansi Output (Ro) adalah resistansi yang dilihat dari keluaran.

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 21

Jika rangkaian diatas kita modelkan dengan model-, maka rangkaian dapat menjadi

seperti gambar berikut ini.

Gambar 3-3 Model- rangkaian common emitter

Dengan model ini, Ri (resistansi input) adalah:

Ri = RB // r

Jika RB >> r maka resistansi input akan menjadi :

Ri r

Kemudian, untuk menentukan resistansi output konfigurasi CE, kita buat Vs = 0, sehingga

gmv = 0, maka:

RO = RC // ro

untuk komponen diskrit yang RC

Percobaan 3

22

Gambar 3-4 Konfigurasi Common Base

Resistansi input untuk konfigurasi ini adalah: ei rR

Resistansi outputnya adalah: RCRo

Faktor penguatan keseluruhan adalah: )//( RLRCGmRR

RAv

si

i

dengan, sR adalah resistansi sumber sinyal input dan Gm adalah transkonduktansi.

Konfigurasi Common Collector

Konfigurasi ini memiliki resistansi output yang kecil sehingga baik untuk digunakan pada

beban dengan resistansi yang kecil. Oleh karena itu, konfigurasi ini biasanya digunakan

pada tingkat akhir pada penguat bertingkat. Konfigurasi common collector ditunjukkkan

oleh Gambar 3-5.

Gambar 3-5 Konfigurasi Common Collector

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 23

Pada konfigurasi ini berlaku:

Resistansi input: Li RrR )1(

Resistansi output: 1

)//(

RBRrR seo

Faktor penguatan: oL

L

RR

RAv

Alat dan Komponen yang Digunakan

Sumber tegangan DC (1 buah)

Generator Sinyal (1 buah)

Osiloskop (1 buah)

Multimeter (3 buah)

Breadboard (1 buah)

Sumber arus konstan (1 buah)

Transistor 2N3904 (1 buah)

Kabel-kabel

Resistor Variable (1 buah)

Langkah Percobaan

Tegangan Bias dan Parameter Penguat

1. Susun rangkaian seperti Gambar 3-6 dengan nilai-nilai komponen sebagai berikut:

VVCC

FCCC

kRCkRB

NQ

10

100321

10Re127

39042

Percobaan 3

24

Gambar 3-6 Rangkaian pengukuran parameter transistor

2. Pasanglah resistor set pada modul current source untuk menghasilkan arus Ic yang

diinginkan dengan menggunakan formula

Ic

mVRset

7.67 Asumsi IC = IE

(Catatan: Arus yang dihasilkan harus kurang atau sama dengan 10 mA).

3. Ukurlah IC , IB dan IE dan catat pada Tabel 1. Kemudian dengan nilai tersebut dan nilai

komponen yang digunakan hitung parameter-parameter transistor serta parameter

rangkaian penguat di bawah ini dan tuliskan pada Tabel 2.

Tabel 1 Pengukuran parameter transistor

Besaran Ukur Nilai

IC

IB

IE

Tabel 2 Perhitungan parameter transistor

Parameter Formula Nilai

Model Ekivalen Transistor

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 25

gm

T

Cm

V

Ig

B

C

I

I

r

mgr

re

E

Te

I

Vr

Penguat CE

Av

S

o

vRr

rRLRCA

)////(

Rin rRR Bi //

Rout oCo rRR //

Penguat CE dengan RE

Av

ee

vRr

RLRCA

//

Rin rrgRR emBi 1//

Rout oCo rRR //

Penguat CB

Av )//( RLRCGm

RR

RAv

si

i

Rin ei rR

Rout RCRo

Penguat CC

Av

oL

L

RR

RAv

Rin Li RrR )1(

Rout

1

)//(

RBRrR seo

Percobaan 3

26

Common Emitter

A. Faktor Penguatan

4. Hubungkan ujung kaki RE ke pin input current source. Lakukan pengecekan arus Ic

tersebut dengan menggunakan amperemeter dan pastikan semua ground terhubung.

5. Buatlah suatu sinyal sinusoidal kecil dari generator sinyal dengan tegangan Vpp = 40-50

mV dan frekuensi 10 kHz.

6. Hubungkan rangkaian di atas dengan sinyal sinusoidal seperti yang ditunjukkan oleh

gambar di bawah ini.

Gambar 3-7 Rangkaian Common Emitter

7. Amati dan gambar sinyal di titik Z dan X menggunakan osiloskop.

8. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati vo/vi, gambar grafik tersebut di buku log

praktikum.

9. Naikkan amplituda generator sinyal dan amati vo sampai bentuk sinyalnya mulai

terdistorsi. Catatlah tegangan vi pada saat hal tersebut terjadi.

10. Ulangi langkah 8 dan 9 dengan menambahkan resistor pada kaki emitor dengan

capasitor bypass C3 seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini.

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 27

Gambar 3-8 Rangkaian Common Emitter bypass C3

B. Resistansi Input

11. Lepaskan hubungan Frekuensi Generator dan Osiloskop dari rangkaian.

12. Atur kembali fungsi generator untuk menghasilkan sinyal sinusoidal sebesar Vpp = 40

50 mV dengan frekuensi 10 kHz seperti yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Rs

adalah Resistansi Internal Frekuensi Generator, kita tidak perlu menambahkan

resistor apapun untuk membentuk skema ini.

13. Dengan tidak merubah nilai-nilai komponen dari rangkaian penguat dan tidak merubah

amplituda output Generator sinyal, susunlah rangkaian seperti pada Gambar 3-9.

14. Ubah nilai Rvar dan catat nilainya yang membuat tegangan vi menjadi dari tegangan

osiloskop sebelum terpasang pada rangkaian penguat. Maka Ri = Rvar + Rs (Rs=50

untuk generator fungsi berkonektor koaksial).

15. Ulangi percobaan ini dengan memasang resistor Re.

Percobaan 3

28

Gambar 3-9 Pengkuran resistansi input

C. Resistansi Output

16. Atur kembali fungsi generator seperti pada langkah 12. Sambungkan dengan rangkaian

pada Gambar 3-10 ini dan catat hasil bacaan Vo di osiloskop (Re dihubung singkatkan).

Gambar 3-10 Pengukuran resistansi output

17. Sambungkan rangkaian di atas dengan Rvar kemudian atur nilai Rvar yang memberikan

Vo di osiloskop yang bernilai dari nilai tegangan sebelum dipasang Rvar. Maka Ro =

Rvar.

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 29

18. Ulangi percobaan ini dengan memasang Re.

Common Base

A. Faktor Penguatan

19. Lakukan langkah 2 sampai langkah 5.

20. Hubungkan rangkaian seperti pada Gambar 3-11.

Gambar 3-11 Pengkuran fakto penguatan common base

21. Amati dan gambar gelombang di titik Z dan Y menggunakan osiloskop.

22. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati vo/vi, gambar grafik tersebut di buku log

praktikum.

23. Naikkan amplituda generator sinyal dan amati vo sampai bentuk sinyalnya mulai

terdistorsi. Catatlah tegangan vi pada saat hal tersebut terjadi.

B. Resistansi Input

25. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Input untuk Common

Emitter (kecuali langkah 15) pada Gambar 3-12.

Percobaan 3

30

Gambar 3-12 Pengukuran resistansi input common base

C. Resistansi Output

26. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Output untuk

Common Emitter (kecuali langkah 18) pada rangkaian di bawah ini.

Gambar 3-13 Pengukuran resistansi output common base

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 31

Common Collector

A. Faktor Penguatan

27. Hubungkan rangkaian seperti pada Gambar 5-15.

Gambar 3-14 Pengukuran faktor penguatan common collector

28. Amati dan gambar gelombang di titik X dan Y menggunakan osiloskop.

29. Gunakan mode osiloskop xy untuk mengamati vo/vi dan vo/vi, gambar grafik

tersebut di buku log praktikum.

30. Naikkan amplituda frekuensi generator dan amati vo sehingga bentuk sinyal vo

mulai terdistorsi. Catat tegangan vi.

Percobaan 3

32

B. Resistansi Input

31. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Input untuk Common

Emitter (kecuali langkah 15) pada rangkaian berikut ini.

Gambar 3-15 Pengukuran reistansi input common collector

C. Resistansi Output

32. Lakukan hal yang sama seperti pada percobaan Resistansi Output untuk

Common Emitter (kecuali langkah 18) pada rangkaian di bawah ini.

Gambar 3-16 Pengukuran reistansi output common collector

Percobaan 3

Petunjuk Praktikum Elektronika 33

Analisis dan Kesimpulan

33. Dari hasil pengamatan yang anda peroleh untuk ketiga konfigurasi penguat

BJT, bandingkanlah karakteristik ketiganya, lakukan analisis, dan tariklah

kesimpulan pada laporan anda.

Mengakhiri Percobaan

34. Selesai praktikum rapikan semua kabel dan matikan osiloskop, generator

sinyal serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan

dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).

35. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

36. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku

Catatan Laboratorium (log book) Anda. Catatan percobaan yang tidak

ditandatangani oleh asisten tidak akan dinilai.

34

Ku

rva k

ara

kte

risti

k I

C v

s V

CE

2N

3904

0123456789

10

11

12

02

46

81

0

VC

E

IC

Percobaan 4

Petunjuk Praktikum Elektronika 35

Percobaan 4

Karakteristik Dan Penguat FET

Tujuan

Mengetahui dan mempelajari karakteristik transistor FET

Memahami penggunaan FET sebagai penguat untuk konfigurasi Common Source,

Common Gate, dan Common Drain

Memahami resistansi input dan output untuk ketiga konfigurasi tersebut

Persiapan

Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.

Transistor FET

Transistor FET adalah transistor yang bekerja berdasarkan efek medan elektrik yang

dihasilkan oleh tegangan yang diberikan pada kedua ujung terminalnya. Mekanisme kerja

transistor ini berbeda dengan transistor BJT. Pada transistor ini, arus yang

dihasilkan/dikontrol dari Drain (analogi dengan kolektor pada BJT), dilakukan oleh

tegangan antara Gate dan Source (analogi dengan Base dan Emiter pada BJT). Bandingkan

dengan arus pada Base yang digunkan untuk menghasilkan arus kolektor pada transistor

BJT.

Jadi, dapat dikatakan bahwa FET adalah transistor yang berfungsi sebagai konverter

tegangan ke arus.Transistor FET memiliki beberapa keluarga, yaitu JFET dan MOSFET. Pada

praktikum ini akan digunakan transistor MOSFET walaupun sebenarnya karakteristik

umum dari JFET dan MOSFET adalah serupa.

Karakteristik umum dari transistor MOSFET dapat digambarkan pada kurva yang dibagi

menjadi dua, yaitu kurva karakteristik ID vs VGS dan kurva karakteristik ID vs VDS. Kurva

karakteristik ID vs VGS diperlihatkan pada gambar berikut. Pada gambar tersebut terlihat

bahwa terdapat VGS minimum yang menyebabkan arus mulai mengalir. Tegangan tersebut

dinamakan tegangan threshold, Vt. Pada MOSFET tipe depletion, Vt adalah negative,

sedangkan pada tipe enhancement, Vt adalah positif.

Pada Gambar 4-1 terlihat bahwa terdapat VGS minimum yang menyebabkan arus mulai

mengalir. Tegangan tersebut dinamakan tegangan threshold, Vt. Pada MOSFET tipe

depletion, Vt adalah negative, sedangkan pada tipe enhancement, Vt adalah positif.

Percobaan 4

36

Gambar 4-1 Kurva karakteristik umum transistor MOSFET

Kurva karakteristik ID vs. VDS ditunjukkan oleh gambar di bawah ini. Pada Gambar 4-2

terdapat beberapa kurva untuk setiap VGS yang berbeda-beda. Gambar ini digunakan untuk

melakukan desain peletakan titik operasi/titik kerja transistor. Pada gambar ini juga

ditunjukkan daerah saturasi dan Trioda.

Gambar 4-2 Kurva karakteristik ID vs. VDS

Penguat FET

Untuk menggunakan transistor MOSFET sebagai penguat, maka transistor harus berada

dalam daerah saturasinya. Hal ini dapat dicapai dengan memberikan arus ID dan tegangan

VDS tertentu. Cara yang biasa digunakan dalam mendesain penguat adalah dengan

menggambarkan garis beban pada kurva ID vs VDS. Setelah itu ditentukan Q point-nya yang

akan menentukan ID dan VGS yang harus dihasilkan pada rangkaian. Setelah Q point dicapai,

maka transistor telah dapat digunakan sebagai penguat, dalam hal ini, sinyal yang

diperkuat adalah sinyal kecil (sekitar 40-50 mVp-p dengan frekuensi 1-10 kHz).

Terdapat 4 konfigurasi penguat pada transistor MOSFET, yaitu Common Source, Common

Source dengan resistansi source, Common Gate, dan Common Drain. Pada praktikum ini,

digunakan konfigurasi Common Source dengan resistansi source dan Common Gate.

Formula parameter penguat untuk dua konfigurasi yang digunakan dijelaskan dalam Tabel

3.

Percobaan 4

Petunjuk Praktikum Elektronika 37

Tabel 3 Formula parameter penguat

Common Source Common Gate

Rangkaian

Penguat AV ( ) ( )

Resistansi Input Rin 1

Resistansi Output

Rout

Alat dan Komponen yang Digunakan

Sumber tegangan DC (2buah)

Generator Sinyal (1 buah)

Osiloskop (1 buah)

Multimeter (3 buah)

Kit Transistor sebagai switch

Breadbord (1 buah)

RG = Potensiometer 1 M (1 buah)

RD = Potensiometer 10 k (1 buah)

RS = Potensiometer 1 k (2 buah)

Resistor 1 M (1 buah)

Kapasitor 100 uF (3 buah)

Kabel-kabel

Peak Atlas DCA Pro (1buah)

Langkah Percobaan

Memulai Percobaan

1. Nyalakan komputer dan sambungkan USB Power Atlas DCA Pro ke komputer.

2. Sambungkan kabel Atlas DCA Pro dengan kaki MOSFET pada kit Transistor Sebagai

Switch pada Gambar 4-4, secara bebas (warna tidak berpengaruh).

Percobaan 4

38

Gambar 4-3: PEAK Atlas DCA Pro

Gambar 4-4: Kit Transistor Sebagai

Switch

Gambar 4-5: Icon DCA Pro

Gambar 4-6: Jendela aplikasi DCA Pro

3. Buka aplikasi DCA Pro yang tersedia di komputer.

4. Pastikan DCA Pro Connected pada pojok kiri bawah layar.

5. Tekan tombol test pada DCA Pro maupun pada jendela Peak DCA Pro.

6. Perhatikan spesifikasi dan konfigurasi kaki-kaki MOSFET yang terbaca oleh alat Atlas DCA Pro.

B. Kurva ID vs. VGS

7. Buka tab MOSFET Id/Vgs pada jendela aplikasi DCA Pro

8. Atur pengaturan tracing seperti pada gambar berikut, kemudian klik Start. Tunggu

proses tracing.

Gambar 4-7: Pengaturan pembuat grafik ID vs VGS

9. Amati grafik yang terbentuk. Catat di BCL dan lakukan analisis.

10. Simpan data tabulasi hasil sampling dengan klik kanan pada grafik dan pilih Save Data.

File yang terbentuk adalah *.txt. Buka file .txt yang terbentuk dan copy seluruh data

yang ada di dalam file tersebut dan paste-kan di spreadsheet. Lakukan analisis lebih

mendalam pada data ini.

11. Tentukan tegangan threshold Vt transistor MOSFET yang digunakan

Percobaan 4

Petunjuk Praktikum Elektronika 39

12. Buka tab MOSFET Id/Vds pada jendela aplikasi DCA Pro

C. Kurva ID vs. VDS

13. Atur pengaturan tracing seperti pada gambar berikut, kemudian klik Start. Tunggu

proses tracing.

Gambar 4-8: Pengaturan pembuat grafik ID vs VDS

14. Amati grafik yang terbentuk. Catat di BCL dan lakukan analisis.

15. Simpan data tabulasi hasil sampling dengan klik kanan pada grafik dan pilih Save Data.

File yang terbentuk adalah *.txt. Buka file .txt yang terbentuk dan copy seluruh data

yang ada di dalam file tersebut dan paste-kan di spreadsheet. Lakukan analisis lebih

mendalam pada data ini.

Desain Q-point

1. Tentukan nilai RD yang akan digunakan pada rangkaian penguat (percobaan IV.C)

2. Dengan menggunakan kurva IDvs VDS dan VDD = 15 V, buatlah garis beban (load line)

pada grafik IDvs VDS dan tempatkan titik Q.

3. Catat nilai DC vGS, vDS, dan iD pada titik Q.

4. Hitung gm dengan terlebih dahulu mencari nilai K berdasarkan formula

iD = K(vGS Vt)2

gm = 2K(vGS Vt)

5. Tentukan nilai gm dengan melihat kemiringan kurva titik Q point pada kurva

karakteristik ID vs VGS. Bandingkanlah kedua nilai gm yang anda peroleh.

Persamaan load line

iD,load line =VDDRD

1

RDvDS

Sehingga garis akan memotong sumbu iD pada nilai iD =VDD

RD.

Percobaan 4

40

Gambar 4-9: Penentuan Titk Kerja Q.

Gambar 4-10 Penentuan nilai dengan metoda kurva

Percobaan 4

Petunjuk Praktikum Elektronika 41

RANGKAIAN PENGUAT

A. Rangkaian Bias

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 4-11: Rangkaian DC (biasing) Common Source

2. Aturlah VDD, potensiometer RG, RD, dan RS agar transistor berada pada titik operasi

yang diinginkan, memperhatikan VDD.

3. Buatlah sinyal input sinusoidal sebesar 50 mVpp dengan frekuensi 10 kHz.

Penguat Common Source

A. Faktor Penguatan

1. Hubungkan sinyal input tersebut ke rangkaian dengan memberikan kapasitor

kopling seperti yang ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.

Gambar 4-12 Pengukuran faktor penguatan common source

2. Gunakan osiloskop untuk melihat sinyal pada Gate dan Drain transistor.

3. Tentukan penguatannya (Av = Vo/Vi).

Percobaan 4

42

4. Naikkan amplitudo generator sinyal dan perhatikan sinyal output ketika sinyal

mulai terdistorsi. Catatlah tegangan input ini.

5. Bandingkan nilai penguatan yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai dari

hasil perhitungan dengan menggunakan tabel karakteristik penguat FET.

B. Resistansi Input

6. Hubungkan rangkaian di atas dengan sebuah resistor variable pada inputnya

seperti pada Gambar 4-13.

Gambar 4-13 Pengukuran resistansi input common source

7. Hubungkan osiloskop pada Gate transistor.

8. Aturlah resistor variable tersebut sampai amplitudo sinyal input menjadi dari

sinyal input tanpa resistor variable.

9. Catatlah nilai Rvar yang menyebabkan hal tersebut terjadi. Jadi, Rin = Rvar.

10. Bandingkan nilai resistansi input yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai

dari hasil perhitungan dengan menggunakan tabel karakteristik penguat FET.

C. Resistansi output

11. Hubungkan rangkaian di atas dengan sebuah resistor variable pada outputnya

seperti pada gambar di bawah ini.

Gambar 4-14 Pengukuran resistansi output common source

Percobaan 4

Petunjuk Praktikum Elektronika 43

12. Hubungkan osiloskop pada kapasitor Drain transistor.

13. Aturlah resistor variable tersebut sampai amplitudo sinyal output menjadi dari

sinyal output tanpa resistor variable.

14. Catatlah nilai Rvar yang menyebabkan hal tersebut terjadi. Jadi, Rout = Rvar.

15. Bandingkan nilai resistansi output yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai

dari hasil perhitungan dengan menggunakan tabel karakteristik penguat FET.

Penguat Common Gate

16. Lakukan percobaan Faktor Penguatan, Resistansi input, dan Resistansi Output

seperti pada Common Source, namun dengan konfigurasi rangkaian di bawah ini.

Gambar 4-15 Pengukuran penguatan common gate

Penguat Common Drain

17. Lakukan percobaan Faktor Penguatan, Resistansi input, dan Resistansi Output

seperti pada Common Source, namun dengan konfigurasi rangkaian di bawah ini.

Gambar 4-16 Pengukuran penguatan common drain

Percobaan 4

44

Mengakhiri Percobaan

33. Selesai praktikum rapikan semua kabel dan matikan osiloskop, generator sinyal

serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan dalam

keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).

34. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

35. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani

lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir

akan mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.

36. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku

Catatan Laboratorium (log book) Anda. Catatan percobaan yang tidak

ditandatangani oleh asisten tidak akan dinilai.

Kurva disipasi daya maksimum CD4007

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VDS(V)

ID(mA)

Percobaan 5

Petunjuk Praktikum Elektronika 45

Percobaan 5

Transistor sebagai Switch

Tujuan

Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai switch

Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja Bipolar Junction Transistor ketika

beroperasi sebagai saklar

Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja MOS Field-Effect Transistor baik

tipe n-MOS maupun CMOS ketika beroperasi sebagai saklar

Persiapan

Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul ini.

Switch Ideal

Sebuah switch ideal harus mempunyai karakteristik pada keadaan off ia tidak dapat

dilalui arus sama sekali dan pada keadaan on ia tidak mempunyai tegangan drop.

Transistor BJT sebagai Switch

Komponen transistor dapat berfungsi sebagai switch, walaupun bukan sebagai switch

ideal. Untuk dapat berfungsi sebagai switch, maka titik kerja transistor harus dapat

berpindah-pindah dari daerah saturasi (switch dalam keadaan on) ke daerah cut-off

(switch dalam keadaan off). Untuk jelasnya lihat Gambar 5-1.

Gambar 5-1 Daerah kerja transistor

Dalam percobaan ini perpindahan titik kerja dilakukan dengan mengubah-ubah pra-

tegangan (bias) dari emitter-base.

Percobaan 5

46

MOSFET sebagai Switch

Selain BJT, MOSFET juga dapat berfungsi sebagai switch. Dibandingkan dengan BJT, sifat

switch dari MOSFET juga lebih unggul karena membutuhkan arus yang sangat kecil untuk

operasinya.

Ada dua tipe MOSFET menurut tegangan kerjanya yaitu n-Channel MOSFET (n-MOS) dan

p-Channel MOSFET (p-MOS). Dimana n-MOS bekerja dengan memberikan tegangan positif

pada gate, dan sebaliknya, p-MOS bekerja dengan memberikan tegangan negatif di gate.

n-MOS berlaku sebagai switch dengan membuatnya bekerja di sekitar daerah saturasinya.

Daerah kerja dari n-MOS dapat dilihat pada Gambar 5-2.

Gambar 5-2 Daerah kerja n-MOS

Rangkaian CMOS

Jika n-MOS dan p-MOS digabungkan, akan dihasilkan rangkaian CMOS (Complementary

MOS) yang ditunjukkan oleh gambar berikut ini. Untuk memperlakukan CMOS supaya

bekerja sebagai switch, kita harus mengubah-ubah daerah kerjanya antara cut-off dan

saturasi.

Gambar 5-3 Rangkaian CMOS

Percobaan 5

Petunjuk Praktikum Elektronika 47

Alat dan Komponen yang Digunakan

Sumber tegangan DC (1 buah)

Osiloskop (1 buah)

Kit Transistor sebagai Switch (1 buah)

Multimeter Analog dan Digital (2 buah)

Kabel-kabel (2 buah)

Langkah Percobaan

Memulai Percobaan

1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja

yang tertempel pada masing-masing meja praktikum.

Transistor BJT Sebagai Switch

Gambar 5-4 Rangkaian BJT sebagai switch

2. Susun rangkaian seperti pada Gambar 5-4 dengan VCC = 12 Vdc.

3. Posisikan Rvar pada nilai minimum (VBE=0). Catat harga VCE awal.

4. Naikan tegangan di Base (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat

lampu menyala (relay bekerja).

5. Tepat pada saat lampu menyala, catat harga: IB, IC, VBE dan VCE.

6. Naikkan tegangan di Base (dengan memutar Rvar), catat IB dan IC. Tentukan tiga

nilai pengukuran antara saat lampu menyala sampai potensiometer Rvar

maksimum.

A

Vcc

V

V

A

Rvar

100 k

Rc

IB

VBE

VCE

IC

Vcc

Relay

Lampu

12 V

Percobaan 5

48

7. Kemudian turunkan tegangan catu perlahan-lahan hingga lampu padam

kembali. Catat harga-harga IB, IC, VBE dan VCE yang menyebabkan lampu padam.

8. Ulangi langkah 3 sampai 7 dengan beberapa VCC lain (11, 10, 9 VDC, dll).

9. Gambarkan kurva yang menunjukkan VBE minimum yang menyebabkan Saturasi,

VBE maksimum yang menyebabkan Cut-Off, dan beberapa nilai VCC & VCE yang

berbeda-beda dalam satu grafik.

MOSFET sebagai Switch

A. N-MOS

1. Cara Multimeter

10. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VDD = 5 Vdc.

Gambar 5-5 Pengukuran karakteristik n-MOS dengan multimeter

11. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga VDS dan ID awal.

12. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat

ada arus di Drain (ID).

13. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, ID, VGS dan VDS

14. Ulangi langkah 11 sampai 13 dengan beberapa VDD lain: 6, 7.5, 9, VDC (jangan

melebihi 12V).

15. Gambarkan kurva hubungan VGS ID.

2. Cara Osiloskop

16. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VDD = 5 VDC.

Rd2,2K

Rvar

100K

Vgs

Id

Vds

Vdd

G

D

s

Percobaan 5

Petunjuk Praktikum Elektronika 49

Gambar 5-6 Pengukuran karakteristik n-MOS dengan osiloskop

17. Gunakan generator sinyal sebagai Vin

18. Atur bentuk gelombang fungsi generator segitiga dengan amplitude 0 5 V (atur

offset fungsi generator) dan kemudian hubungkan ke osiloskop channel 1.

19. Hubungkan keluaran (Vout) channel 2, gunakan mode xy untuk melihat kurva Vin

Vout.

20. Amati dan gambar kurva tersebut pada buku log praktikum.

21. Tentukan tegangan Threshold (Vth).

B. Inverter CMOS

1. Cara Multimeter

22. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VCC = 5 VDC.

Rvar

100K

Vgs

Id

Vout

Vdd

G

D

S

a

Gambar 5-7 Pengukuran karakteristik inverter CMOS dengan multimeter

Rd

Vdd

G

D

s

+

-

+

-

Vin

Vout

Percobaan 5

50

23. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga Vout, IS dan ID awal.

24. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat

ada arus di Drain (ID).

25. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, IS, ID, VGS dan VDS.

26. Naikkan terus Va (=VGS) untuk beberapa nilai, kemudian catat IG, IS, ID, VGS dan VDS

dan gambarkan kurva Va-Vout.

27. Ulangi langkah 23 sampai 26 untuk VCC = 10 VDC.

2. Cara Osiloskop

28. Buat rangkaian seperti pada gambar berikut ini dengan VDD = 5 VDC.

Gambar 5-8 Pengukuran karakteristik inverter CMOS dengan osiloskop

29. Gunakan generator sinyal sebagai Vin.

30. Atur bentuk gelombang fungsi generator segitiga dengan amplitude 0 5 V (atur

offset fungsi generator) dan kemudian hubungkan ke osiloskop channel 1.

31. Hubungkan Vout1 ke channel 2 osiloskop, gunakan mode xy untuk melihat kurva

Vin Vout1.

32. Amati dan gambar kurva tersebut pada buku log praktikum.

33. Tentukan tegangan Threshold (Vth).

34. Lepaskan hubungan Vout1 dari osiloskop, kemudian hubungkan Vout2 ke channel

2 osiloskop, gunakan mode xy untuk melihat kurva Vin Vout2.

35. Amati dan gambar kurva tersebut pada buku log praktikum.

Percobaan 5

Petunjuk Praktikum Elektronika 51

Mengakhiri Percobaan

36. Selesai praktikum rapikan semua kabel dan matikan osiloskop, generator

sinyal serta pastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan

dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).

37. Matikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

38. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani

lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir

akan mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.

39. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku

Catatan Laboratorium (log book) Anda. Catatan percobaan yang tidak

ditandatangani oleh asisten tidak akan dinilai.

Percobaan 5

52

Percobaan 6

Petunjuk Praktikum Elektronika 53

Percobaan 6

Proyek Akhir

Tujuan

Merancang sebuah penguat berdasarkan pengetahuan komprehensif yang telah

didapatkan pada percobaan-percobaan sebelumnya

Persiapan

Pelajari lagi bahan kuliah/praktikum anda tentang penguat.

Kriteria Rancangan

Setiap kelompok akan mendapatkan tugas perancangan penguat dengan karakteristik

resistansi input, resistansi output, dan faktor penguatan yang telah ditentukan oleh

kordinator laboratorium/asisten.

Keterangan lebih lengkapnya tersedia di http://labdasar.ee.itb.ac.id

Instrumentasi dan Komponen

Instrumentasi dan komponen akan disediakan oleh laboratorium dasar sesuai dengan

tugas perancangan yang didapatkan.

Waktu Pengerjaan

Penguat yang telah anda rancang dapat diuji di laboratorium pada waktu yang telah

ditentukan oleh kordinator laboratorium/asisten dan dikumpulkan serta dipresentasikan

pada waktu yang telah ditetapkan.

Percobaan 6

54

Lampiran A

55

Lampiran A

Analisis Rangkaian dengan SPICE

Pendahuluan

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasys) adalah program yang

digunakan untuk melakukan simulasi dan analisa rangkaian elektronik. SPICE didasari oleh

analisa simpul (node) rangkaian. Pada awalnya, SPICE dikembangkan untuk keperluan

akademis, dan tersedia sebagai perankat lunak gratis di UC Berkeley. Pada

perkembangannya, tersedia berbagai macam versi SPICE baik yang komersil ataupun yang

gratis.

Untuk kuliah di Teknik Elektro, sebaiknya menggunakan Winspice atau Pspice, dengan

perbedaan :

Winspice: dilengkapi kemampuan script matematis

Pspice: GUI yang lebih baik

Namun pada tutorial ini, hanya akan dibahas mengenai Winspice.

Struktur Bahasa(sintaks) SPICE

Secara umum, definisi rangkaian di SPICE menggunakan deskripsi/sintaks khusus, yang

terdiri atas beberapa bagian, yaitu :

1. Baris pertama Judul

2. Blok Uraian Rangkaian

a. NamaDevais Simpul Nilai

b. Bila dimulai dengan * dianggap komentar

c. Bila dimulai dengan + lanjutan baris sebelumnya

3. Blok Perintah Analisis

4. Penutup. Deskripsi rangkaian SPICE harus diakhiri dengan perintah .END

Selain itu, ada beberapa kaidah yang sebaiknya diketahui dalam menyusun rangkaian

menggunakan SPICE, yaitu :

1. SPICE menggunakan prinsip analisis simpul

Nama/nomor simpul bebas, nomor 0 untuk rujukan GND

Arus dapat dibaca bila ada sumber tegangan, gunakan sumber tegangan

nol untuk mencari arus pada cabang tanpa sumber tegangan

2. Elemen selalu dihubungkan pada simpul

Urutan nama devais, simpul-simpul sambungan, dan nilai

Lampiran A

56

Gunakan rujukan tegangan dan arah arus untuk rujukan tegangan positif

dan negatif

Deskripsi Sintaks Library di SPICE

Komponen-komponen yang umum digunakan di SPICE telah memiliki definisi-nya yang ada

dalam library SPICE. Bentuk Umum 2 terminal : NamaDevais simpul+ simpul- nilai

Jenis Komponen NamaDevais simpul+ simpul-

nilai

Keterangan

Sumber tegangan V. s+ s- (DC) nilai tanda DC untuk

sumber sebagai

variabel analisis

DC

Sumber Arus I. s+ s- nilai

Resistor R. s+ s- nilai

Voltage-Controlled Voltage

Source

E. sv+ sv- sc+ sc-

nilai

Voltage-Controlled Current

Source

G sv+ sv- sc+ sc-

nilai

Current-Controlled Voltage

Source

H s+ s- V nilai

Current-Controlled Current

Source

F s+ s- V nilai

Sedangkan untuk perintah analisis rangkaian, terdapat beberapa perintah yang umum

dipakai :

Jenis Analisa Perintah yang

digunakan

Titik kerja DC tunggal OP

Variabel Nilai DC DC

Variabel Frekuensi

(linierisasi)

AC

Variabel Waktu (transien) TRAN

Lampiran A

57

Contoh Deskripsi Rangkaian SPICE

Misalkan terdapat rangkaian pada Gambar 1 dibawah yang akan dianalisa menggunakan

SPICE

.

Gambar 1 Contoh rangkaian yang akan dianalisa SPICE.

Langkah pertama yang perlu kita lakukan adalah memberi nama simpul dan nama devais,

seperti yang digambarkan pada Gambar 2dibawah.

Gambar 2 Pemberian nama node dan komponen di rangkaian.

Sehingga dari rangkaian gambar 2 itu, dapat dibuat deskripsi rangkaiannya di SPICE sebagai

berikut :

RANGKAIAN CONTOH

* Komponen Pasif

R12 1 2 20

R23 2 3 10

RA 2 0 30

R3 3 0 40

* Sumber

V120 1 0 120

IB 3 0 3

.control

OP

print v(1) v(2) v(3) v120#branch

.endc

.end

Baris ke-1 adalah Judul dari rangkaian itu. Baris ke-2 adalah komentar untuk menjelaskan

bahwa beberapa baris dibawahnya adalah deskripsi rangkaian pasif yang ada di rangkaian.

Baris ke-3 sampai ke-6 adalah deskripsi komponen resistor, yang diawali dengan nama

resistor, nama node yang terhubung dengan kaki-1 resistor, nama node yang terhubung

dengan kaki-2, dan nilai resistor itu dalam satuan ohm.

V120

R1

2

R2

3

RA

R3

I

B

Lampiran A

58

Baris ke-8 adalah definisi sumber tegangan independen, yang dimulai dengan namanya,

nama node yang terhubung dengan kaki-positif, nama node yang terhubung dengan kaki-

negatif, dan nilai tegangannya dalam satuan volt. Baris ke-9 adalah definisi sumber arus

independen, yang dimulai dengan namanya, nama node yang terhubung dengan kaki-

positif, nama node yang terhubung dengan kaki-negatif, dan nilai tegangannya dalam

satuan ampere.

Baris ke-10 adalah sintaks yang menyatakan bahwa setelah ini adalah sintaks-sintaks

kontrol. Baris ke-11 adalah sintaks perintah analisa titik kerja DC (Operating Point) dari

rangkaian. Dan baris ke-12 adalah perintah untuk mencetak nilai tegangan di node-1 (v(1)),

node-2 (v(2)), node-3 (v(3)), dan nilai arus di cabang V120 (v120#branch).

Hasil Analisis SPICE

Setelah di-RUN, SPICE akan menampilkan hasil analisanya berupa tulisan:

v(1) = 1.200000e+02

v(2) = 3.483871e+01

v(3) = 3.870968e+00

v120#branch = -4.25806e+00

yang artinya dapat dijelaskan melalui gambar 3 dibawah.

Gambar 3 Nilai tegangan di titik-titik yang dianalisa SPICE.

Analisis Waktu SPICE3

Pada blok kontrol berikan perintah:

TRAN tstep tstop [tstart tmax]

Perhitungan pada analisis dengan variabel waktu dimulai dari t=0 dengan langkah

tstep dan berakhir pada tstop.

Bila hanya diingin data pada selang waktu tertentu saja dalam selang 0-stop

berikan tstart dan tmax.

Akan dibahas lebih lanjut setelah Kuliah Bab 8 tentang gejala transien

Lampiran B

59

Lampiran B

Pengenalan EAGLE Eagle (Easily Applicable Graphical Layout Editor) adalah aplikasi untuk membuat Layout

PCB dan skematiknya. EAGLE tersedia sebagai FreeWare di www.cadsoft.de dengan

beberapa batasan. Untuk membuat PCB menggunakan EAGLE, ada beberapa tahap yang

perlu dilakukan :

1. Membuat Skematik Rangkaian

2. Membuat Layout PCB dari rangkaian

3. Membuat PCB nya

Pada tutorial ini, akan dijelaskan langkah-langkah pembuatan PCB menggunakan EAGLE

v6.2

Membuat Skematik

Misalkan ada rangkaian penguat seperti pada Gambar 4 dibawah, yang perlu kita buat

PCB-nya.

Function

Generator

Power

Supply

Osiloskop

1K

10K

2n2222

Gambar 4 Rangkaian yang ingin dibuat

Langkah pertama, kita buka EAGLE. Lalu akan terbuka layar seperti pada Gambar

5dibawah.

Gambar 5 Tampilan Eagle

http://www.cadsoft.de/

Lampiran B

60

Kemudian kita masuk ke Schematic Editor dengan memilih menu : File >> New >>

Schematic

Setelah masuk ke Schematic Editor, langkah berikutnya adalah mengambil komponen dari

library. Caranya adalah : Edit >> Add maka akan muncul jendela seperti pada Gambar 6.

Kita ingin menambahkan/mengambil RESISTOR untuk dimasukkan ke rangkaian. Ketikkan

resistor pada menu Search , dan kemudian pilih resistor di library rcl R-EU_ R-

EU_0207/7, kemudian klik OK.

Masukkan resistor sebanyak yang diperlukan di rangkaian.

Gambar 6 Menambahkan resistor dari Library

Dengan cara yang sama, masukkan transistor 2n2222 ke rangkaian. Seperti pada Gambar

7.

Gambar 7 Menambahkan transistor dari Library

Lampiran B