rangkaian elektronika

Praktikum Rangkaian Elektronika

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKRONIKA

DEPARTEMEN ELEKTROFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA

DEPOK 2010


MODUL IV

MOSFET

TUJUAN PERCOBAAN

1. Memahami prinsip kerja JFET dan MOSFET.

2. Mengamati dan memahami DC bias pada MOSFET.

3. Mengamati dan memahami prinsip kerja MOSFET sebagai penguat.

TEORI UMUM

MOSFET merupakan komponen aktif elektronika yang biasa dipergunakan sebagai

penguat dan juga sebagai rangkaian switching. MOSFET (metal oxyde semiconductor field effect

transistor) merupakan transistor yang memakai efek medan listrik saat melakukan switching.

Berdasarkan substratnya, MOSFET terdapat beberapa jenis, yaitu n-channel MOSFET (p-

substrate) dan p-channel MOSFET (n-substrate). Sedangakan berdasarkan tipe mode kerjanya,

MOSFET terdapat 2 jenis, yaitu enhancement MOSFET dan depletion MOSFET.

Gambar 1. MOSFET

Cara kerja MOSFET secara umum: tegangan di gate (bias Vgs) akan menarik minority carrier sehingga akan membuat channel diantara source dan drain, sehingga elektron dapat mengalir dari source ke drain.

Besar kecilnya channel yang terbentuk pada substrat tergantung besarnya tegangan di gate.


Persamaan-persamaan MOSFET: ID=IDSS(1-VGS/VP)2 untuk JFET dan depletion MOSFETID=k(VGS-VT)2 untuk enhancement MOSFET

Gambar 2. Simbol-simbol MOSFET

Langkah Percobaan

1. Susun rangkaian seperti Gambar 3.

2. Hubungkan penguat CS, CD, dan CG dengan generator fungsi, dan atur harga V1 = 2

volt, f = 1 kHz.

3. Ukurlah VA dan VB serta penguatannya.

Gambar 3. Rangkaian CS untuk mencari penguatan

VA CS

B10k

Vg1k

rg A

V1


COMMON SOURCE

Q1IRF540

C2

0.1µF

VCC15V

R1470Ω

R210kΩ

R34.7kΩ

R4470Ω

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

C1

1µF

C3100µF

COMMON DRAIN

Q1IRF540

C2

0.1µF

R247kΩ

R4470Ω

C1

1µF

VCC15V

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _


COMMON GATE

Q1IRF540C1

0.1µF

C2

220µF

R110kΩ

C30.1µF

R2

22kΩ

R310kΩ

R410kΩ

VDD15V

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

ALAT YANG DIGUNAKAN: Power supply DC, multimeter, oscilloscope, bread board, LED,

resistor (10K, 1K, 220 Ohm), IRF540

IRF540


BAHAN BACAAN

Sutanto, Rangkaian Elektronika Analog dan Terpadu.

Millman, Jacob & Arvin Grabel, Microelectronics.


Millman, Jacob & Christos Halkias, Integrated Electronics.

MODUL V

FILTER AKTIF

TUJUAN PERCOBAAN

1. Praktikan dapat mengetahui fungsi dan kegunaan dari sebuah filter.

2. Praktikan dapat mengetahui karakteristik sebuah filter.

3. Praktikan dapat membuat suatu filter aktif dengan karakteristik yang diinginkan.

TEORI UMUM

Filter aktif RC adalah rangkaian pemilah frekuensi yang komponen-komponen pasifnya

terdiri dari tahanan ( R ), kapasitor ( C ) dan Op Amp sebagai komponen aktifnya. Tidak

digunakannya induktansi merupakan suatu keuntungan terutama dalam fabrikasi rangkaian

terpadu. Ada empat jenis filter yang mempunyai tanggapan frekuensi ideal seperti ditunjukkan

pada gambar 1 dibawah ini:


Tanggapan frekuensi filter ideal tersebut ialah dari jenis:

A. Lewat bawah (Low Pass), keluaran filter (yang mungkin merupakan penguatan), yang

dinyatakan oleh H(j2f) muncul untuk frekuensi-frekuensi rendah, dalam gambar

ditunjukkan dari frekuensi nol sampai frekuensi batas atas fH.

B. Lewat pita (Band Pass), keluaran filter yang dinyatakan oleh H(j2f) muncul untuk

frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan frekuensi batas atas f2.

C. Lewat atas (High Pass), keluaran filter yang dinyatakan oleh H(j2f) muncul untuk

frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan frekuensi batas atas tak

terhingga.

D. Eliminasi pita / penolakan pita (Band Rejection), keluaran filter yang dinyatakan oleh

H(j2f) tidak muncul untuk frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan

frekuensi batas atas f2.

Pada kenyataannya, tanggapan frekuensi sebuah filter tidak seideal seperti yang ditunjukkan

pada gambar 1. Tanggapan H(j2f) tidak tetap besarnya, bervariasi antara harga maksimum H0

dan H1. Beda antara H0 dan H1 dinamakan kerutan (ripple). Untuk lebih jelasnya pada gambar 2

akan terlihat karakteristik yang sesungguhnya dari suatu filter lewat bawah (Low Pass).


Jika melihat bentuk konfigurasi rangkaiannya, Filter aktif dapat dibedakan menjadi :

1. Filter Butterworth, merupakan filter yang keluarannya dapat mengurangi atenuasi, seiring

dengan bertambahnya orde dari filter tersebut.

2. Filter Chebyshev, merupakan filter yang keluarannya dapat mengurangi ripple, seiring

dengan bertambahnya orde dari filter tersebut.

3. Filter Bassel, merupakan filter yang keluarannya dapat mengurangi perbedaan fasa,

seiring dengan bertambahnya orde dari filter tersebut.

4. Filter Sallen Key, merupakan filter aktif, yang digunakan untuk orde genap (n = 2,4,6,..)

sehingga dapat langsung menghasilkan orde 2 (atau kelipatannya) dan dapat menghemat

pemakaian komponen lainnya.

A. LOW PASS FILTER

I. Rangkaian Percobaan

II. Langkah Percobaan

1. Susun rangkaian seperti pada gambar.

2. Pasang function generator dengan mode gelombang sinusoidal

pada kanal input dan oscillator pada kanal output.

3. Beri catu daya pada rangkaian, catat level tegangan dan

frekuensi yang tertera pada oscilloscope untuk masukan frekuensi yang berbeda.


III. Peralatan Percobaan

1. Function generator

2. Oscilloscope

3. Protoboard dan kabel penghubung

4. DC power supply

5. Komponen:

Resistor: 220Ω/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1)

Kapasitor: 0,1μF/400V (2)

Op Amp (1)

B. HIGH PASS FILTER



1. Susun rangkaian seperti pada gambar

2. Pasang function generator dengan mode gelombang sinusoidal pada kanal input

dan oscilloscope pada kanal output.

3. Beri catu daya pada rangkaian, catat level tegangan dan frekuensi yang tertera

pada oscilloscope untuk masukan frekuensi yang berbeda-beda.



2. Oscilloscope

3. Protoboard dan kabel penghubung

4. DC power supply

5. Komponen:

Resistor: 2,2kΩ/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1)



Op Amp (1)

C. BAND PASS FILTER



1. Susun rangkaian Low Pass dan High

Pass secara seri.

2. Pasang function generator dengan mode

gelombang sinusoidal pada kanal input dan oscilloscope pada kanal output.

3. Beri catu daya pada rangkaian, catat

level tegangan dan frekuensi yang tertera pada oscilloscope untuk masukan frekuensi

yang berbeda-beda.



2. Oscilloscope

3. Protoboard dan kabel

penghubung

4. DC power supply

5. Komponen:

Resistor: 220Ω/1W (2); 2,2kΩ/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1)


Op Amp (2)


BAND REJECT FILTER

Rangkaian Percobaan

Langkah Percobaan

Susun rangkaian High Pass dan Low Pass secara seri.

Pasang function generator dengan mode gelombang sinusoidal pada kanal input dan

oscilloscope pada kanal output.

Beri catu daya pada rangkaian, catat level tegangan dan frekuensi yang tertera pada

oscilloscope untuk masukan frekuensi yang berbeda-beda.

Peralatan Percobaan

Function generator

Oscilloscope

Protoboard dan kabel penghubung

DC power supply

Komponen:

Resistor: 220Ω/1W (2); 2,2kΩ/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1)


Op Amp (2)

BAHAN BACAAN

Sutanto, Rangkaian Elektronika Analog dan Terpadu.

Millman, Jacob & Arvin Grabel, Microelectronics.

Millman, Jacob & Christos Halkias, Integrated Electronics.


MODUL VI

OSCILLATOR DAN MULTIVIBRATOR

TUJUAN PERCOBAAN

Memahami dan mengamati prinsip kerja oscillator dan multivibrator sebagai

pembangkit sinyal.

OSCILLATOR

Oscillator merupakan rangkaian elektronika yang digunakan untuk menghasilkan

sinyal tegangan AC dari sumber DC. Rangkaian oscillator terdiri dari banyak macam,

diantaranya oscillator pergeseran fasa dan oscillator Wien-Bridge.

1. Oscillator pergeseran fasa.

Gambar 1. Oscillator pergeseran fasa

Oscillator pergeseran fasa merupakan oscillator yang bekerja berdasarkan

pergeseran fasa. Pergeseran fasa yang terjadi sebesar -360o. Beda fasa -360o didapatkan

dari penjumlahan fasa yang berasal dari penguat inverting dan fasa dari high-pass filter.

High pass filter disusun dari filter bertingkat 3 dari rangkaian R dan C yang masing-

masing memberikan beda fasa sebesar -60o.


Sinyal yang dibangkitkan dari oscillator berasal dari noise yang terjadi pada op-

amp yang kemudian dikuatkan oleh penguat inverting, kemudian sinyal keluaran dikirim

kembali melalui feedback dan memasuki filter untuk kemudian digeser fasanya dan

dilemahkan sinyalnya.

2. Oscillator Wien-Bridge

Gambar 2. Oscillator Wien-Bridge

Oscillator Wien-Bridge hampir samam dengan oscillator pergeseran fasa, namun

pada oscillator ini yang dipakai adalah penguat non-inverting dan filter yang digunakan

adalah band-pass filter. Oscillator ini terdiri dari 2 feedback yaitu positif dan negatif.

Umpan balik negatif adalah penguat non-inverting, berfungsi sebagai penentu besar

amplitudo sinyal yang dibangkitkan berdasarkan Rpot dan R1. Sedangakn pada umpan

balik negatif terdapat band-pass filter yang berfungsi untuk menentukan besar frekuensi

osilasi dari sinyal yang dibangkitkan.

3. Kriteria Barkhausen

Kriteria Barkhausen adalah kriteria yang digunkan untuk merancang sebuah

oscillator, yaitu:

a. Pergeseran fasa lewat penguat dan umpan balik harus 360o.


b. Besarnya perolehan penguatan dari penguat dan filter harus sama dengan 1.

MULTIVIBRATOR

Multivibrator merupakan rangkaian yang identik dengan oscillator, namun sinyal

yang dihasilkan pada multivibrator tidak sebagus rangkaian oscillator.

Multivibrator terdiri dari multivibrator bisatbil. Monostabil, dan astabil.

Rangkaian multivibrator astabiltediri dari 2 buah transistor yang berfungsi sebagai

pengatur switching, serta komponen R dan C yang berfungsi menentukan besarnya

frekuensi osilasi yang dihasilkan.

Gambar 3. Multivibrator astabil

Langkah percobaan

Oscillator pergeseran fasa

1. Susun rangkaian seperti gambar 1

2. Ubah besar Rpot sehingga didapatkan gelombang osilasi yang sesuai

3. Catat besar tegangan dan gambar sinyal pada V1, V2, V3, dan V4.


Oscillator Wien Bridge


2. Ubah besar Rpot sehingga didapatkan gelombang osilasi yang sesuai

3. Catat besar tegangan dan gambar sinyal pada node A dan node B

Multivibrator astabil


2. Catat besar tegangan dan gambar sinyal pada kolektor Q1 dan Q2, dan basis Q1

dan Q2.

rangkaian elektronika

Documents