documentp5

BAB VI

PERCOBAAN 5

PERCOBAAN COMMON COLLECTOR

6.1 Tujuan Percobaan

1. Memahami cara merangkai rangkaian common collector

2. Memahami prinsip kerja dari common collector

3. Memahami pengaruh Rl dan amplitude pada rangkaian common collector

6.2 Alat dan Bahan

1. Audio Frequency Generator

2. Osiloskop

3. DC Power Supply

4. Resistor 1 kΩ ; 1,8 kΩ ; 82 kΩ dan 5,6 kΩ;

5. Kapasitor 100 uF

6. Transistor BC 237

7. Proto board

8. Jumper

6.3 Gambar Rangkaian

Gambar 6.1 Rangkaian Penguat Kolektor Bersama

Keterangan :

R1 = 5K6Ω

R2 = 5K6 Ω

RD = 1K8Ω

RE = 5K6Ω

RC = 5K6Ω

RL = 1K,87K Ω

C1=C2 = C3 = 100µF

6.4 Langkah Percobaan

1. Rangkai rangkaian seperti gambar rangkaian kolektor bersama seperti

Gambar 6.1

2. Nyalakan osiloskop, lalu kalibrasikan osiloskop yang tersedia

3. Sambungkan hambatan Rc dengan sumber tegangan +12 Volt

4. Beri masukan Vin pada rangkaian menggunakan audio generator dengan

frekuensi 2 KHz, kemudian mengubah posisi variasi amplitudo menjadi ke

arah kiri penuh.

5. Ukur tegangan masukan di RD dan ukur tegangan keluaran pada RL

menggunakan osiloskop.

6. Amati dan gambar gelombang yang keluar di RD dan juga variasi RL pada

osiloskop, catat tegangan masukan dan keluarnya, V/Div dan T/Div.

7. Ulangi dari langkah awal sampai langkah 6 dengan mengganti Rs

menggunakan variasi hambatan 1KΩ dan 82KΩ serta dengan variasi

amplitudo posisi tengah dan arah kanan penuh.

6.5. Data Percobaan6.5.1. Data Percobaan Rangkaian LC dengan beban RL = 1k Ω

Tabel 6.1 Hasil Pengukuran Rangkaian CC Variasi Amplitudo dengan RL = 1 kΩ

RL Frekuensi AmplitudoGelombang

masukan (Vin)

Gelombang

Keluaran (Vout)

1 kΩ 2kHz Kiri

Vpp = 32 V Vpp = 12 V

1 kΩ 2 kHz Tengah

Vpp = 140 V Vpp = 78 V

1 kΩ 2 kHz Kanan

Vpp = 280 V Vpp = 200 V

6.5.2. Data Percobaan Rangkaian LC dengan beban RL = 82k Ω Tabel 6.2 HasilPengukuran Rangkaian CC Variasi Amplitudo dengan RL= 82kΩ

RL Frekuensi AmplitudoGelombang

masukan (Vin)

Gelombang

Keluaran (Vout)

82 kΩ 2kHz Kiri

Vpp = 52 V Vpp = 22,4 V

82kΩ 2 kHz Tengah

Vpp = 136 V Vpp = 72 V

82kΩ 2 kHz Kanan

Vpp = 352 V Vpp = 192 V

6.6 Dasar Teori

Gambar 6.2 Rangkaian Untaian Hybrid

Sebagaimana kita ketahui, ada tiga jenis konfigurasi transistor sebagai

berikut:

1. Transistor dengan konfigurasi basis bersama (CB)

Pada konfigurasi ini dapat diketahui dengan melihat basis sebagai

acuan tegangan atau basis yang diketanahkan. Sebagai masukan adalah

emitter, dan sebagai keluaran adalah kolektor.

2. Transistor dengan konfigurasi emitter bersama (CE)

Dalam hal ini emitor sebagai acuan tegangan atau yang

diketanahkan, sementara sebagai masukan adalah basis, dan sebagai

keluaran adalah kolektor.

3. Transistor dengan konfigurasi kolektor bersama (CC)

Dengan kolektor sebagai ground (ditanahkan). Masukan adalah

basis, dan keluaran adalah emitter. Dalam praktikum ini akan diujikan

tentang penguat common kolektor atau lebih dikenal dengan penguat

CC.

Penguat Common Collector adalah penguat yang kaki kolektor transistor

di groundkan, lalu input di masukkan ke basis dan output diambil pada kaki

emitor. Penguat Common Collector juga mempunyai karakter sebagai

penguat arus. Penguat Common Collector mempunyai karakteristik sebagai

berikut :

Sinyal outputnya sefasa dengan sinyal input (jadi tidak membalik fasa

seperti Common Emitor)

Mempunyai penguatan tegangan samadengan 1.

Mempunyai penguatan arus sama dengan HFE transistor.

Cocok dipakai untuk penguatpenyangga (buffer) karena mempunyai

impedansi input tinggi dan mempunyai impedansi output yang rendah.

Persamaan-persamaan untuk bati arus, hambatan masukan, bati tegangan,

dan hambatan keluaran pada pada konfigurasi Common collector:

A I=−I o

I b

=−h fc

1+hoc RL

=1+hfc

1+hoc RL

Ri=V i

I b

=hic+hrc A I RL=hic+ A I RL

AV =V o

V i

=A I RL

Ri

=Ri−hic

Ri

=1−hic

R i

Y o=hoc−h fc hrc

hic+Rs

=hoc+1+h fc

hic+R s

Pada penguat kolektor bersama sumber ac menggerakkan basis, dan

sinyal output diambil dari emitter. Karena kolektor dalam pertanahan ac,

rangkaian tersebut sering disebut penguat kolektor bersama atau pengikut

emitter.

Penguatan Arus

Dengan menggunakan rangkaian ekivalen yang disederhanakan dalam

gambar diatas, harga perkiraan dari bati arus

A I akan berkelebihan dengan

selisih kurang dari 10 persen jika hoe R L< 0,1. A I=−

Ic

I b

=1+h fc

Hambatan Masukan

Persamaan A I memberikan harga yang terlalu tinggi dengan selisih

hamper 10 persen. Berarti bahwa Ri yang dihitung menurut persamaan

hambatan masukan Ri juga merupakanperkiraan berkelebihan yang

berselisih kurang dari 10 persen. BerikutpersamaanhambatanmasukanRi .

Ri=V b

I b

=h ie+ (1+h fc ) RL

PenguatanTegangan

Ri=V b

I b

≈hic

AV =A I

RL

Ri

=−h fe RL

hie

Jika mengambil logaritma dari persamaan ini, kemudian mengambil

diferensialnya, maka akan diperoleh

dAV

AV

=dA I

A I

−dR i

Ri dengan AV =A I

RL

Ri

=−h fc RL

hic

Jika persamaan diatas digunakan untuk penentuan bati tegangan maka

kesalahan harga AV yang diperoleh itu sangat kecil akibat alas an serupa

yang digunakan dalam kasus CE.

Impedansi Keluaran

Tegangan keluaran dalam hubung terbuka dari rangkaian hybrid

adalah V S dan arus keluaran dalam hubung pendek adalah :

I=(1+hfc ) I b=(1+h fc )V s

hie+ Rs

Perhitungan tanpa Hybrid

Mencari Av

Av=VoVi

Mencari Ai

Ai= IoIi

Mencari Zo

Zo=VoIo

Mencari Zi

Zi = R1 || R2 || β (Re + Rc)

Perhitungan dengan Hybrid

Mencari Av

Av=h fc . RL∨¿ ℜ

Zi ( hoc (RL∨¿ℜ)+1 )Mencari Ai

Ai=−hfc

hoc(RL∨¿ℜ)+1

Mencari Zo

Zo=RD+hic

(RD+hic)hoc−h ic .h fc

Mencari Zi

Zi=hic−hrc . hfc (RL∨¿ℜ)1−hoc .(RL∨¿ℜ)

6.7. Analisa dan Pembahasan

6.7.1. Perhitungan Tanpa Hybrid6.7.1.1. Perhitungan pada Variasi RL = 1k Ω

Gambar 6.3 Rangkaian Penguat Kolektor Bersama Variasi 1KΩ

Posisi amplitude kiri dengan RL=1 kΩ

Perhitungan :

1. Menghitung Av

Av=VoutVin

=1232

=0.37 5

2. Menghitung Ai

I ¿=VinRd

= 321800

=0.018 A

I o=VoRL

= 121000

=0.012 A

Ai=IoIin

=0,0120,018

=0.667 A

3. Menghitung Zi

Zi=ViIi

= 320.018

=1800 Ω

4. MenghitungZo

Zo = VoIo

= 12

0,012=¿ 1000 Ω

Tabel 6.3 Hasil Perhitungan Tanpa Hybrid pada Variasi Amplitudo pada RL=1KΩ

No Amplitudo Av Ai Zi (Ω) Zo(Ω)

1 Kiri 0.375 0.667 1800 1000

2 Tengah 0,557 0.997 1800 1000

3 Kanan 0,714 0,777 1800 1000

Pada tabel diatas hasil perhitungan tanpa hybrid dengan variasi

Amplitudo pada RL= 1 K Ω mempunyai nilai Zi yang sama dan Z0 yang

sama.

6.7.1.2. Perhitungan pada Variasi RL = 82k Ω

Gambar 6.4 Rangkaian Penguat Kolektor Bersama Variasi RL 82KΩ

Posisi amplitudokiri dengan RL=82 kΩ

Perhitungan :

1. Menghitung Av

2. Av=VoutVin

=22.452

=0.43

3. Menghitung Ai

4. I ¿=VinRd

= 521800

=0.0289 A

5. I o=VoRL

= 22.482000

=0.00027 A

6. Ai=IoIin

=0,000270,028

=0.009 A

7. Menghitung Zi

8. Zi=ViIi

= 520.028

=1799 Ω

9. MenghitungZo

10. Zo = VoIo =

22.40,00027

=¿ 82000 Ω

Tabel 6.4 Hasil Perhitungan Tanpa Hybrid dengan variasi amplitudo pada RL= 82kΩ

No Av Ai Zi (Ω) Zo(Ω)

1 0.43 0.009 1799 82000

2 0,53 0,011 1800 82000

3 0,55 0,012 1800 82000

Pada hasil perhitungan tanpa hybrid dengan variasi amplitudo pada RL

(82kΩ) memiliki nilai Zi yang sama dan Z0 yang sama. Ada sedikit perbedaan

dalam hasil perhitungan yang disebabkan karena ketelitian dalam pengukuran

6.7.2. Perhitungan Dengan Hybrid

Gambar 6.5 Rangkaian Penguat Kolektor Bersama Variasi 1KΩ

Harga typical parameter-h untuk CC pada transistor BC 237:

hic : 1000 Ω

hrc : 1

hfc : -100

hoe : 0.000018

hoc : 25 µA/ V

1/hoc : 40000 Ω

Keterangan rumus :

Av : Penguatan tegangan Ai : Penguatan arus

Zo : Impedansi output, Zi : Impedansi input


Posisi amplitudo kiri

Contoh Perhitungan :

Mencari Av


Zi ( hoc (RL∨¿ℜ)+1 )

¿−100( 1000.5600

1000+5600 )87687.31(0.000025( 1000.5600

1000+5600 )+1)¿0.947

Mencari Ai

Ai=−hfc

hoc(RL∨¿ℜ)+1

¿−(−100 )

0.000025( 1000.56001000+5600 )+1

¿97.923

Mencari Zi


¿1000−1 (−100 )( 1000.5600

1000+5600 )1−0.000025( 1000.5600

1000+5600 )¿87687.31 Ω

Mencari Zo

Zo=RD+hic

( RD+hic ) hoc−hic . h fc

¿ 1800+1000(1800+1000 ) 0.000025−1000 (−100 )

¿0,028 Ω

Tabel 6.5 Hasil Perhitungan dengan Hybrid pada Variasi RL 1KΩ


1 Kiri 0.947 97.923 87687.31 0,028

2 Tengah 0.947 97.923 87687.31 0,028

3 Kanan 0.947 97.923 87687.31 0,028

Pada tabel 6.5, dapat dilihat bahwa nilai Av dan Ai tidak mengalami

perubahan,dimana Av 0.947 dan Ai 97.923 meskipun amplitudonya meningkat.

Sedangkan untuk nilai Zi sendiri juga tidak mengalami perubahan sama

sekalidengan nilai87687.31 Ω, meskipun nilai amplitudonya meningkat. Sementara

untuk nilai Zo mengalami perubahan menjadi 0,028 Ω.

Pada tabel diatas hasil Av dan Ai dari segi nilai sudah sesuai dengan teori,

dimana nilai Av terletak antara 0-1 dan nilai Ai dari 0-100.Namun seharusnya

nilai Av dan Ai berubah menjadi semakin kecil seiring dengan meningkatnya

amplitudo.Untuk nilai Zi dan Zo tidak sesuai dengan teori karena nilai yang

diperolehpada perhitungan jauh berbeda dengan teori.Nilai Zi seharusnya

mendekati RD dan nilai Zo seharusnya mendekati RL.Halini bisa terjadi karena

kurang baiknya kondisi komponen dan terjadi kesalahan saat pengukuran.


Posisi Amplitudo kiri

Mencari Av


Zi ( hoc (RL∨¿ℜ)+1 )

¿−100( 82000.5600

82000+5600 )603222.09(0.000025( 82000.5600

82000+5600 )+1)¿0.6633

Mencari Ai

Ai=−hfc

hoc(RL∨¿ℜ)+1

¿−(−100 )

0.000025( 82000.560082000+5600 )+1

¿88.41

Mencari Zi


¿1000−1 (−100 )( 82000.5600

82000+5600 )1−0.000025( 82000.5600

82000+5600 )¿603222.09 Ω

Mencari Zo

Zo=RD+hic

( RD+hic ) hoc−hic . h fc

¿ 1800+1000(1800+1000 ) 0.000025−1000 (−100 )

¿0,028 Ω

Tabel 6.6 Hasil Perhitungan dengan Hybrid pada Variasi RL 82KΩ


1 Kiri 0.6633 88.41 603222.09 0,028

2 Tengah 0.6633 88.41 603222.09 0,028

3 Kanan 0.6633 88.41 603222.09 0,028

Pada tabel 6.6, dapat dilihat bahwa nilai Av dan Ai tidak mengalami

perubahan, di mana Av 0.6633 dan Ai 88.41 meskipun amplitudonya meningkat.

Sedangkan untuk nilai Zi sendiri juga tidak mengalami perubahan sama sekali

dengan nilai 603222.09Ω, meskipun nilai amplitudonya meningkat. Sementara

untuk nilai Zo mengalami perubahan menjadi 0,028 Ω.

Pada tabel diatas hasil Av dan Ai dari segi nilai sudah sesuai dengan teori,

dimana Av terletak antara 0-1 dan Ai dari 0-100.Namun seharusnya nilai Av dan

Ai berubah menjadi semakin kecil seiring dengan meningkatnya amplitude.Untuk

nilai Zi dan Zo tidak sesuai dengan teori karena nilainya jauh berbeda.Nilai Zi

seharusnya mendekati RD dan nilai Zo harusnya mendekati RL.Hal ini terjadi

karena kurang baiknya kondisi komponen ataupun terjadi kesalahan saat

pengukuran.

6.7.3 Perbandingan Perhitungan Hybrid dan Tanpa Hybrid

Tabel 6.7 Perbandingan Nilai Av,Ai,Zi,Zo Perhitungan Hybrid dengan Tanpa

Hybrid pada Variasi RL 1KΩ

NoHybrid Non-Hybrid

Av Ai Zi (Ω) Zo (Ω) Av Ai Zi(Ω) Zo (Ω)

1 0.947 97.923 87687.31 0,028 0.375 0.667 1800 1000

2 0.947 97.923 87687.31 0,028 0.557 0.997 1800 1000

3 0.947 97.923 87687.31 0,028 0.714 0,777 1800 1000

Dari tabel perbandingan dengan variasi RL 1kΩ diatas dapat terlihat

bahwa hasil perhitungan hybrid dengan non-hybrid berbeda sangat jauh dimana

hasil percobaan non-hybrid seharusnya sama atau mendekati hybrid. Hal ini

disebabkan oleh kesalahan praktikan dalam melakukan percobaan dan alat yang

digunakan kurang presisi.

Tabel 6.8 Perbandingan Nilai Av,Ai,Zi,Zo Perhitungan Hybrid dengan Tanpa

Hybrid pada Variasi RL 82KΩ

NoHybrid Non-Hybrid

Av Ai Zi (Ω) Zo (Ω) Av Ai Zi(Ω) Zo (Ω)

1 0.6633 88.41 603222.09 0,028 0.43 0.009 1799 82000

2 0.6633 88.41 603222.09 0,028 0.53 0.011 1800 82000

3 0.6633 88.41 603222.09 0,028 0.55 0.012 1800 82000

Dari tabel perbandingan dengan variasi RL 82KΩ diatas dapat terlihat

bahwa hasil perhitungan hybrid dengan non-hybrid berbeda sangat jauh dimana

hasil percobaan non-hybrid seharusnya sama atau mendekati hybrid. Hal ini

disebabkan oleh kesalahan praktikan dalam melakukan percobaan dan alat yang

digunakan kurang presisi.

6.8 Kesimpulan

1. Pada penguatan kolektor bersama, output akan diukur dari kaki emitter

transistor dan diukur secara paralel dengan RL.

2. Penguatan tegangan (Av) pada rangkaian CCdengan perhitungan tanpa

hybrid mendekati satu. Pada percobaan, nilai Av berkisar antara 0.44-1

pada variasi RL 1K, dan 0.86-1 pada variasi 4K7.

3. Penguatan arus (Ai) pada rangkaian CC dengan perhitungan tanpa hybrid

adalah kurang dari satu. Pada percobaan, nilai Ai berkisar antara 0.8-1.8

pada variasi RL 1K, dan 0.32-0.38 pada variasi RL 4K7.

4. Pada rangkaian CC dengan perhitungan tanpa hybrid, nilai Zo akan

mendekati nilai RL dan nilai Zi akan mendekati nilai RD. Pada percobaan

nilai Zo mendekati RL, yaitu 1K dan 4K7 sesuai variasi, dan nilai Zi akan

mendekati RD yaitu 1K8.

5. Pada perhitungan tanpa hybrid, semakin tinggi amplitudo maka nilai Ai

dan Av semakin kecil

6. Pada perhitungan tanpa hybrid, semakin tinggi amplitudo nilai Zi dan Zo

tetap. Sekalipun ada perubahan hanya sedikit dan perbedaannya tidak jauh

7. Pada rangkaian CC perhitungan dengan hybrid, nilai Av, Ai, Zo, dan Zi

tidak mengalami perubahan sama sekali jika resistor beban RL yang

digunakan masih sama, meskipun amplitudo dinaikkan hasilnya akan tetap

sama.

8. Pada rangkaian CC dengan perhitungan dengan hybrid, nilai Av terletak

antara 0,9-1 dan nilai Ai terletak mendekati -100.

9. Pada rangkaian CC perhitungan dengan hybrid, nilai Av dan Ai akan

menurun seiring dengan bertambahnya nilai resistor RL. Pada percobaan

RL 4K7, nilai Av dan Ai adalah 0.8767 dan 93.995, sedangkan pada RL

1K 0.947 dan 97.923.

10. Pada rangkaian CC perhitungan dengan hybrid, nilai Zi akan meningkat

seiring dengan bertambahnya RL. Pada RL 1K, Zi adalah 87687.31

sementara untuk RL 4K7 Zi nya 273972.41,

documentp5

Documents