tc_mod 5 (laporan)

5/16/2018 TC_Mod 5 (Laporan) - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tcmod-5-laporan 1/27

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Tujuan

1. Mengetahui dan mempelajari karakteristik trasnsistor FET.

2. Mengetahui dan mempelajari penguatan dari sebuah sinyal untuk FET

dalam Common Source Circuit.

3. Menyelidiki amplifikasi sinyal dengan sebuah FET dalam rangkaian

Common Drain.

1.2. Dasar Teori

Transkonduktansi ini didefinisikan sebagai . Dalam

pertanyaan ac, . Dengan menata ulang istilah,

Persamaan ini menyatakan bahwa output arus I d, sama dengan tegangan masukan,

Vgs, dikalikan dengan transkonduktansi, gm.

Sirkuit Yang Ekivalen

Sebuah rangkaian ekivalen FET yang ditunjukkan Gambar 1.1. Pada

bagian (a), resistansi internal, rgs, muncul antara gerbang dan sumber, dan sumber

arus sama dengan gm Vgs, muncul antara drain dan source. Juga, resistansi drain-

ke-sumber internal, rds, disertakan. Pada bagian (b), model yang ideal telah

disederhanakan ditampilkan. Para resistasi, rds, diasumsikan tak berhingga besar

sehingga ada sirkuit terbuka antara gerbang dan sumber. Juga, rds diasumsikan

cukup besar untuk diabaikan.

Sirkuit internal setara FET.



Gambar 1.1. Rangkaian ekivalen FET

Voltage Gain

Sebuah rangkaian ekivalen FET yang ideal dengan resistansi saluran AC

eksternala ditunjukkan pada Gambar 1.2. Tegangan AC gain dari rangkaian ini

adalah

dimana dan . Maka dari itu, tegangan gainnya

adalah :

Gambar 1.2. Rangkaian ekivalen FET dengan resistansi saluran AC

Dari rangkaian ekivalen tersebut, di dapat : Vd= Ids Rds . Dan dari definisi

transkonduktansi di peroleh :

Disubstitusikan dua ekspresi sebelumnya ke dalam persamaan untuk

menghasilkan gain tegangan

Contoh 1

Sebuah JFET tertentu memiliki gm = 4 mS. Dengan resistensi saluran ac eksternal

1,5 kΩ. Apa tegangan gain yang ideal?

Solusi

Ar= gm Rd=(4mS)(1.5 KΩ)= 6



Efek Dari pada Gain

Jika resistansi drain-to-sumber internal dari sebuah FET diperhitungkan,

muncul inparalel dengan Rd, seperti ditunjukkan pada Gambar 1.3. Jika Rds tidak

cukup besar dari Rd (setidaknya 10 kali lebih besar), gain berkurang dari kasus

ideal persamaan sebagai berikut:

(

)

Gambar 1.3 Efek dari pada Gain

Contoh 1.3

Pada JFET pada Contoh 1 memiliki .. Tentukan gain tegangan saat

Rds adalah diperhitungkan.Solusi

Para secara efektif secara paralel dengan resistensi ac Rd menguras

eksternal. Oleh karena itu,

Gain tegangan dikurangi dari nilai 6 (Contoh 1) karena secara paralel

dengan Rd.

Pengaruh Resistansi Eksternal pada Sumber Gain

Berdasarkan resistansi eksternal dari terminal sumber FET pada ground dalam

ekivalen Gambar 1.4. Pemeriksaan sirkuit ini menunjukkan bahwa tegangan

masukan total antara gate dan ground adalah:

Tegangan output yang diambil pada Rd, yaitu :



Oleh karena itu. rumus untuk gain tegangan dikembangkan sebagai berikut:

Gambar 1.4. Resistansi eksternal dari terminal sumber FET pada ground

Penguat Common Source

Sebuah penguat common-source adalah salah satu sumber tanpa resistor.

Sehingga sumber terhubung ke ground. Self-bias umum-sumber n-channel JFET

penguat dengan sumber ac capacitively digabungkan ke pintu gerbang

ditunjukkan pada Gambar 1-5 (a). Resistor, RG, melayani dua tujuan: Ini membuat

gerbang di sekitar 0 Vdc (karena IGGS sangat kecil). Dan nilai yang besar (biasanya

beberapa megohms) mencegah pemuatan sumber sinyal ac. Tegangan bias yang

dihasilkan oleh drop di Rs. Kapasitor bypass C2 menjaga sumber efektif FET di

ground ac.



Gambar 1.5. Self bias sumber n-channel JFET

Penguat Common Drain

Seperti dalam semua amplifier, gain tegangan adalah A1 = Vout / Vin.

Untuk pengikut-sumber, Vout adalah Id R2 dan Vin adalah Vgs + IdR2. Oleh karena

itu, gain tegangan gerbang-to-source Id R 5I(VGX + IdR2). Mengganti Id = gin VGX

ke dalam ekspresi memberikan hasil sebagai berikut:

Istilah Vgs dibatalkan, sehingga:



BAB II

PROSEDUR PERCOBAAN

2.1. Alat dan Bahan

Tabel 2.1. Alat dan Bahan

No. Alat dan Bahan Jumlah

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

UniTr@in

Kartu percobaan Field effect transistors

SO4201-7J

Voltmeter

Function Generator

Osiloskop

Jumper

Kabel Penghubung

1

1

1

1

1

Secukupnya

Secukupnya

2.2. Prosedur Percobaan

Common Source Circuit

Percobaan Set-up

Gambar 2.1. Rangkaian percobaan common source circuit



1. Suatu percobaan dihubungkan dengan UniTr@in di interface dan kartu

percobaan Field effect transistors SO4201-7J dimasukkan.

Jumper dimasukkan seperti yang ditunjukkan oleh garis padat dalam

diagram rangkaian dan dihubungkan ke UniTr@in seperti yang tercantum

dalam daftar sambungan.

Tabel 2.2. Daftar Sambungan

Dari Untuk

Interface S (analog out)

Interface (analog out)

Interface S (analog)


MP2 (operating point)/MP7 (output)

Interface A

MP3

MP5 (mungkin dihilangkan)

Interface A+

Interface A –

Interface B+

Interface B –

Jumper

B1, B2 (awal)

B4 (ditambahkan kemudian)

2. Semua instrumen virtual ditutup yang mungkin telah dibuka dan instrumen

virtual berikut dibuka dari menu Instrumen

- Voltmeter B

- Function Generator

- Osiloskop (Voltmeter ditutup terlebih dahulu) dan menyesuaikan seperti

yang ditunjukkan dalam tabel.

Karena voltmeter dan osiloskop tidak dapat digunakan pada saat yang

bersamaan, mungkin akan membantu untuk menyimpan satu ruang kerja

dengan voltmeter mengatur dan lain dengan pengaturan untuk osiloskop.

Kemudian Anda dapat beralih di antara ruang kerja daripada harus

membuka dan menutup Vs dan menyesuaikan pengaturannya setiap kali.



Tabel 2.3. Daftar Setting

Setting

Voltmeter B

Range 10V

DC dan AV untuk mengukur titik operasi

AC dan Vpp untuk mengukur gain

Osiloskop

A volt/div 100mV AC merah

B volt/div 100mV AC biru

Time/div 500µs

Mode X/T

Trigger A meningkat

Function Generator

Tegangan 1:10, 20%

Frekuensi 1 kHz

Mode Sinus

Power ON

3. Dengan B1 dan B2 jumper dimasukkan, potensiometer R3 digunakan un –

tuk mengatur tingkat operasi dari setengah pasokan listrik tegangan VB

pada drain FET (MP2) yang diukur sehubungan dengan pentanahan

(MP5). Kemudian tegangan VGS ditentukan antara gate dan source.

4. Sinyal 1 kHz gelombang sinus 400 mV amplitudo diaplikasikan ke input

di MP3. Tegangan input (MP3-MP5) dan output (MP7-MP5) pada osilos –

kop dicatat dan disalin ke dalam Grid 1.

5. Ditentukan gain tegangan dari rangkaian.

Gain Vu =

6. Jumper B4 ditambahkan sehingga sumber terhubung ke tanah melalui

kapasitor C4. Sinyal gelombang sinus 1 kHz yang sama dari 400 mV

amplitudo diterapkan ke input diMP3. Masukan dan tegangan keluaran

pada osiloskop dicatat dan disalin ke dalam Grid 2.

7. Ditentukan gain tegangan dari rangkaian dengan kapasitor pada

sumbernya.

Gain Vu =

8. Apa yang dapat disimpulkan dari hasil yang Anda peroleh ?



9. Jelaskan bagaimana rangkaian beroperasi, digunakan transistor bipolar

dengan rangkaian penguat untuk menyoroti persamaan dan perbedaan.

Common Drain Circuit

Percobaan set-up

Gambar 2.1. Rangkaian percobaan common source circuit

1. Suatu percobaan dihubungkan dengan UniTr@in di interface dan kartu

percobaan Field effect transistors SO4201-7J dimasukkan.

Jumper dimasukkan seperti yang ditunjukkan oleh garis padat dalam

diagram rangkaian dan dihubungkan ke UniTr@in seperti yang tercantum

dalam daftar sambungan.

Tabel 2.4. Daftar Sambungan

Dari Untuk

Interface S (analog out)


Interface S (analog)


MP3

MP5 (mungkin dihilangkan)

Interface A+

Interface A –



MP6 (operating point)/MP8 (output)

Interface A –

Interface B+

Interface B –

Jumper

B1, B2, B3

2. Semua instrumen virtual ditutup yang mungkin telah dibuka dan instrumen

virtual berikut dibuka dari menu Instrumen

- Voltmeter B

- Function Generator

- Osiloskop (Voltmeter ditutup terlebih dahulu) dan menyesuaikan seperti

yang ditunjukkan dalam tabel.

Karena voltmeter dan osiloskop tidak dapat digunakan pada saat yang

bersamaan, mungkin akan membantu untuk menyimpan satu ruang kerja

dengan voltmeter mengatur dan lain dengan pengaturan untuk osiloskop.

Kemudian Anda dapat beralih di antara ruang kerja daripada harus

membuka dan menutup Vs dan menyesuaikan pengaturannya setiap kali.

Tabel 2.3. Daftar Setting

Setting

Voltmeter B

Range 10V

DC dan AV untuk mengukur titik operasi

AC dan Vpp untuk mengukur gain

Osiloskop

A volt/div 100mV AC merah

B volt/div 100mV AC biru

Time/div 500µs

Mode X/T

Trigger A meningkat

Function Generator

Tegangan 1:10, 20%

Frekuensi 1 kHz

Mode Sinus

Power ON



3. Dengan B1, B2 dan B3 jumper dimasukkan, potensiometer R3 digunakan

untuk mengatur tingkat operasi dari setengah pasokan listrik tegangan VB

pada drain FET (MP2) yang diukur sehubungan dengan pentanahan

(MP5). Kemudian tegangan VGS ditentukan antara gate dan source.

4. Sinyal 1 kHz gelombang sinus 4 V amplitudo diaplikasikan ke input

di MP3. Tegangan input (MP3-MP5) dan output (MP8-MP5) pada osilos –

kop dicatat dan disalin ke dalam Grid 1.

5. Ditentukan gain tegangan dari rangkaian

Gain Vu =

6. Jelaskan bagaimana rangkaian beroperasi kesamaan dan perbedaan dengan

disorot rangkaian penguat menggunakan transistor bipolar.

7. Diringkas perbedaan antara sumber yang sama dan sirkuit common souce,

tabel berikut diisi dengan karakteristik yang telah diamati selama

percobaan.

Tabel 2.4 Perbedaan antara common source dan common drain

Common Source Common Drain

Input resistansi re

Output resistansi ra

Tegangan gain Vu

Perbedaan ɵ

8. Beberapa aplikasi disarankan untuk rangkaian common source dan

common drain dengan FET.



BAB III

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

3.1. Data Hasil Percobaan

Tabel 3.1 Data Hasil Percobaan

No

.Bentuk Gelombang

1.



2.

3.



3.2 ANALISA DATA

Common Source Circuit

dik : Tegangan 1 : 10

Vin = 1 V

Vout = 10 V

Vp-p A = 1,8 div x 100 mV/div

= 180 mV

Amplitudo = x Vp-p

=

x 180 mV

= 90 mV

Vp-p B = 4 div x 500 mV/div

= 2000 mV

Amplitudo = x 2000 mV

= 1000 mV

Waktu (T) = 2 div x 500μs

= 1 ms

Frekuensi = 1/T

= 1/1 ms



= 1000 Hz

Gain Vu = =

= 10

setelah ditambahkan jumper B4, maka


Vin = 1 V

Vout = 10 V

Vp-p A = 4 div x 100 mV/div

= 400 mV


= 200 mV

Vp-p B = 4 div x 500 mV/div

= 2000 mV


= 1000 mV


= 1 ms

Frekuensi = 1/T

= 1/1 ms

= 1000 Hz



Gain Vu = =

= 10

Common Drain Circuit


Vin = 1 V

Vout = 10 V

Vp-p A = 0,4 div x 500 mV/div

= 200 mV


= 100 mV

Vp-p B = 0,8 div x 500 mV/div

= 400 mV


= 200 mV


= 1 ms

Frekuensi = 1/T



= 1/1 ms

= 1000 Hz

Gain Vu = = = 10

3.3. Pembahasan

Dalam modul 5 ini, membahas tentang penguat Field Effect Transistor

(FET) yang dilakukan sebanyak 2 kali percobaan dengan tujuan untuk melihat

perbedaan dari ke tiga komponen FET, yaitu konfigurasi Common Source Circuit,

Common Gate Circuit, dan Common Drain Circuit . Dua jenis percobaan yang

dilakukan yaitu common source dan common drain.

Untuk percobaan pertama, yaitu percobaan dengan konfigurasi Common

Source Circuit . Berdasarkan prosedur percobaan, UniTr@in interface

dihubungkan dengan UniTr@in experiment yang sebelumnya telah dimasukkan

kartu percobaan Field effect transistors SO4201-7J. Setelah selesai dirangkai,

tutup aplikasi UniTr@in, kemudian hidupkan UniTr@in dan tunggu sampai

lampu indikator bewarna hijau. Selanjutnya buka kembali software Lucas Null

dan diatur pula ketentuan yang sesuai dengan yang ada pada prosedur percobaan

yaitu menentukan besar tegangan pada voltmeter B.

Setelah selesai menutup voltmeter B, langkah selanjutnya yaitu mengatur

Function Generator dan osiloskop sesuai dengan Tabel 2.3. Daftar Setting pada

prosedur percobaan. Kemudian akan dapat dilihat bentuk sinyal yang dihasilkan,

dilihat dan dicatat masukan dan keluarannya pada osiloskop dan diatur

gelombangnya dengan menggunakan potensiometer yang ada pada kartu

percobaan. Jumper B1 dan B2 dimasukkan kemudian dengan menggunakan



potensiometer R3 di atur tingkat operasi dari setengah pasokan listrik tegangan

VB pada drain FET (MP2) yang diukur sehubungan dengan ground (MP5).

Bentuk gelombang A adalah setengah dari gelombang B. Hasilnya adalah bentuk

amplitudo gelombang A lebih tinggi daripada gelombang B. Kemudian

ditambahkan jumper B4 sehingga sumber terhubung ke ground melalui kapasitor

C4. Maka diperoleh bentuk gelombang A dan gelombang B sama besar dan

amplitudo serta periode juga sama besarnya.

Pada percobaan kedua dengan konfigurasi Common Drain Circuit , peralatan

praktikum yang digunakan sama seperti pada percobaan pertama, hanya saja ada

penambahan konektor B3 dan konektor B4 dihilangkan. Dengan menggunakan

potensiometer R3 di atur tingkat operasi dari setengah pasokan listrik tegangan

VB pada drain FET (MP2) yang diukur sehubungan dengan ground (MP5).

Diperoleh bentuk gelombang A dan gelombang B sama besar dan amplitudo serta

periode juga sama besarnya namun bentuk gelombang pada percobaan Common

Drain Circuit lebih kecil dibanding pada percobaan Common Source Drain.

Dari percobaan ini menghasilkan perbedaan antara percobaan common

source dan percobaan common drain. Seperti yang terdapat pada tabel 3.2 berikut

ini.

Tabel 3.2 Perbedaan Antara Common Source dan Common Drain

Common Source Common drain

Input resistansi re Sama Sama

Output resistansi ra Berbeda Berbeda

Tegangan gain Vu Sama Sama

Perbedaan φ Berbeda Berbeda

Isi tabel di ganti lebih pada penjelasan



BAB IV

PENUTUP

4.1. Kesimpulan

Dari percobaan ini, dapat disimpulkan bahwa :

1. Ada 3 konfigurasi penguat pada FET, yaitu:

- Common Source Circuit

- Common Gate Circuit

- Common Drain Circuit

2. FET menghasilkan arus dari Drain, dilakukan oleh tegangan antara Gate

dan Source.

3. Pada penguat FET ini dilakukan dua percobaan , yaitu common source dan

common drain.

4. Untuk percobaan common source gelombang keluaran yang dihasilkan

lebih besar dari gelombang pertama.

5. Pada percobaan ini potensiometer digunakan untuk mengatur besar –

kecilnya sinyal gelombang keluaran yang dihasilkan.

6. Nilai tegangan puncak ke puncak pada channel A (Vpp-A) yang dihasilkan

pada common source bernilai 180 mV, saat ditambahkan jumper B4 Vpp-

A-nya bernilai 400mV, sedangkan pada common drain bernilai 200 mV.



LEMBAR KERJA/TUGAS

1. Carilah dasar teori tentang Voltmeter, Osiloskop dan Transistor FET!

Jawab :

Voltmeter

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik

. Voltmeter biasanya disusun secara paralel (sejajar) dengan sumber tegangan

atau peralataan listrik. Cara memasang voltmeter adalah dengan menghubungkan

ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih tinggi (kutub positif) harus

dihubungkan ke terminal positif voltmeter,dan ujung sumber tegangan yang

memiliki potensial lebih rendah (kutub negatif) harus dihubungkan ke terminal

negatif voltmeter. Biasanya voltmeter digunakan untuk mengukur sumber

tegangan seperti baterai, elemen Volta, atau aki.

Gambar 4.1. Rangkaian Voltmeter yang dipasang terhadap beban

Bagian-bagian voltmeter hanya terdiri dari skala penunjuk besarnya tegangan,

setup pengatur fungsi, dan kutub positif serta negatif.

Selain voltmeter sederhana, juga tedapat voltmeter elektronik yaitu voltmeter

elektronik analog dan voltmeter digital.

Osiloskop

http://3.bp.blogspot.com/_i5H2zzkFv98/SZU2RFBTMUI/AAAAAAAAAGI/i0mv2kxBGfg/s1600-h/fisik.jpg



Osiloskop adalah alat ukur yang di gunakan untuk memetakan atau membaca

sinyal listrik maupun frekuensi. Osiloskop di gunakan dalam pengukuran

rangkaian elektronik seperti stasiun pemancar radio, TV, atau dalam kegunaan

memonitor frekuensi elektronik seperti di rumah sakit dan untuk kegunaan-

kegunaan lainnya.

Beberapa fungsi osiloskop antara lain untuk:

* Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.

* Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.

* Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.

* Membedakan arus AC dengan arus DC.

* Mengetahui noise pada sebuah rangkaian listrik.

Transistor FET

Transistor Bipolar dinamakan demikian karena bekerja dengan 2 (bi) muatan yang

berbeda yaitu elektron sebagai pembawa muatan negatif dan hole sebagai

pembawa muatan positif. Ada satu jenis transistor lain yang dinamakan FET

(Field Efect Transistor ). Berbeda dengan prinsip kerja transistor bipolar, transistor

FET bekerja bergantung dari satu pembawa muatan, apakah itu elektron atau hole.

Karena hanya bergantung pada satu pembawa muatan saja, transistor ini disebut

komponen unipolar.

Umumnya untuk aplikasi linear, transistor bipolar lebih disukai, namun transistor

FET sering digunakan juga karena memiliki impedansi input (input impedance)

yang sangat besar. Terutama jika digunakan sebagai switch, FET lebih baik karena

resistansi dan disipasi dayanya yang kecil.

Ada dua jenis transistor FET yaitu JFET ( junction FET ) dan MOSFET ( metal- oxide semiconductor FET ). Pada dasarnya kedua jenis transistor memiliki

prinsip kerja yang sama, namun tetap ada perbedaan yang mendasar pada struktur

dan karakteristiknya.

Transistor JFET



Gambar dibawah menunjukkan struktur transistor JFET kanal N dan kanal P.

Kanal N dibuat dari bahan semikonduktor tipe N dan kanal P dibuat dari

semikonduktor tipe P. Ujung atas dinamakan Drain dan ujung bawah dinamakan

Source. Pada kedua sisi kiri dan kanan terdapat implant semikonduktor yang

berbeda tipe. Terminal kedua sisi implant ini terhubung satu dengan lainnya

secara internal dan dinamakan Gate.

Gambar 4.2. Struktur JFET (a) kanal-n (b) kanal-p

Istilah field efect (efek medan listrik) sendiri berasal dari prinsip kerja transistorini yang berkenaan dengan lapisan deplesi ( depletion layer). Lapisan ini

terbentuk antara semikonduktor tipe N dan tipe P, karena bergabungnya elektron

dan hole di sekitar daerah perbatasan. Sama seperti medan listrik, lapisan deplesi

ini bisa membesar atau mengecil tergantung dari tegangan antara gate dengan

source. Pada gambar di atas, lapisan deplesi ditunjukkan dengan warna kuning di

sisi kiri dan kanan.

Transistor MOSFET

Mirip seperti JFET, transistor MOSFET ( Metal oxide FET) memiliki drain,

source dan gate. Namun perbedaannya gate terisolasi oleh suatu bahan oksida.

Gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti aluminium. Oleh karena itulah

transistor ini dinamakan metal-oxide. Karena gate yang terisolasi, sering jenis

transistor ini disebut juga IGFET yaitu insulated-gate FET.



Ada dua jenis MOSFET, yang pertama jenis depletion-mode dan yang kedua jenis

enhancement-mode. Jenis MOSFET yang kedua adalah komponen utama dari

gerbang logika dalam bentuk IC (integrated circuit ), uC (micro controller ) dan uP

(micro processor ) yang tidak lain adalah komponen utama dari komputer modern

saat ini.



DAFTAR PUSTAKA

1. Floyd, Thomas L, Electronic device, Pearson prentice Hall, US, 2005.

2. http://nationalinks.blogspot.com/2009/02/definisi-voltmeter.html

3. http://elektronika-dasar.com/tag/pengertian-transistor-fet/

http://nationalinks.blogspot.com/2009/02/definisi-voltmeter.html

http://elektronika-dasar.com/tag/pengertian-transistor-fet/

http://elektronika-dasar.com/tag/pengertian-transistor-fet/

http://nationalinks.blogspot.com/2009/02/definisi-voltmeter.html



LAMPIRAN

1.

2.



3.

Darussalam, 24 Maret 2012

Asisten

(Oktavina)



Revisi 1

1. Dasar teori harus beda dengan kawan

2. Jelasan perbedaan pada tabel common souce dan comom drain

3. Kesimpulan di tambah4. Isi prosedur percobaan di perjelas

5. Analisis kesalahan dibuat

6. Prosedur percobaan yang belum di buat tolong di buat

tc_mod 5 (laporan)

Documents