PERANCANGAN DAN PENGGUNAN ALAT UKUR

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Sebelum mempelajari lebih jauh tentang elektronika sebaiknya kita mengenal alat ukur yang biasa digunakan dalam pengukuran,diantaranya adalah multimeter dan osiloskop. Multimeter adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur arus, tegangan, dan tahanan. Selain itu, dapat pula digunakan untuk mengukur daya suatu penguat. Osiloskop digunakan untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode, dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna-warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizonal mewakil sumbu waktu dan garis vertikal mewakli sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan dilayar. Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran. Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu distel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal pada saat pengukuran. 1.2 Tujuan Untuk menghitung nilai hambatan resistor secara teori dan praktek Untuk mengetahui fungsi dari osiloskop Untuk mengetahui cara mengkalibrasi osiloskop Untuk mengetahui pengaruh resistor terhadap LED Untuk mengetahui cara mengkalibrasi multimeter Untuk mengetahui baik-buruknya multimeter dan osiloskop yang digunakan BAB II DASAR TEORI Sebuah ohmmeter digunakan untuk mengukur sebuah tahanan di dalam rangkaian listrik atau tahanan yang merupakan komponen dalam rangkaian tersebut. Pada ohmmeter ini tersedia sejumlah tegangan dan tahanan yang nilainya telah diketahui. Komponen tahanan atau rangkaian yang sedang dalam pengukuran, dapat diukur dengan cara dibandingkan. Penggunaan ohmmeter ini tidak pernah menggunakan sumber tegangan dari rangkaian yang diukur itu sampai dilepaskan (diputuskan). Pada rangkaian yang akan diuji atau diukur, perlu dilengkapi sumber tegangan yang tetap, walaupun pada ohm meternya sendiri sudah dilengkapi dengan sumber tegangan. Pada umumnya, ohmmeter ini dapat dihubungkan dalam dua bentuk sambungan, yaitu ohm meter dengan sambungan seri dan ohmmeter dengan sambungan paralel. Salah satu cara untuk melengkapi rangkaian adalah memperpendek kawat pengujian bersamaan (dihubungkan antara yang satu dengan yang lainya). Baterai E sebagai sumber tegangan dan R adalah tahanan dengan nilai yang tetap. Tahanan ini hanya mampu mengalirkan sejumlah kawat arus untuk menggerakkan jarum dari meter ke posisi skala penuh sedangkan tahanan yang lain merupakan suatu tahanan variabel yang dapat mengatur besarnya jumlah tahan di dalam meter itu sendiri. Pada umumnya sebuah ohm-meter ini mempunyai lebih dari satu batas ukur. Oleh karena itu, meter tersebut dibuat dengan skala dari sampai tidak terhingga. Lain halnya pada beberapa tahanan tetap dengan nilai (harga) tahanan yang berbeda, sebagaimana yang dipasang dan digunakan pada angkaian ohm-meter secara paralel, pemakaian tahanan seperti ini dimaksudkan untuk mendapatkan penambahan daerah batas ukur. Papan skala yang digunakan dalam ohm-meter ini jauh berbeda dengan papan skala yang digunakan pada am-meter dan volt-meter. Pada ohm-meter papan skalanya mempunyai skala yang tidak linier. Oleh karena itu, pembagian skala ini menggambarkan kenaikan harga tahanan dari harga yang kecil sampai dengan harga yang besar atau harga tak terhingga pada akhir skala tersebut. Setiap pembagian 5 garis skala antara angka 0 dan 5 menggambarkan 1 ohm. Pembagian 5 garis skala antara 100 dan 150 adalah saling berdekatan, tetapi tidak setiap garis skala menggambarkan 10 ohm. Untuk mendapatkan pembacaan yang lebih teliti, melalui saklar pemilih ini kita atur, sehingga jarum menunjukkan daerah tengah pelat skala. Pada umumnya untuk mengukur sakelar pemilih batas ukur ditunjukkan dengan tanda tanda seperti: R X 1; R X 10; R X 100; R X 1000; R X 100000. Salah satu cara membaca tanda-tanda ini adalah: R X 1 = R X 1 (R kali 1); RX10 =R X 10 (R kali 10); R X 100 = R X 100 (R kali 100).Untuk memperoleh harga nyata dari pembacaan yaitu hasil dari pembacaan yaitu hasil pembacaan skala dikalikan dengan angka kelipatan. Pada umumnya, ohmmeter ini dapat dihubungkan dalam dua bentuk sambungan, yaitu ohm meter dengan sambungan seri dan ohmmeter dengan sambungan paralel Sebagai contoh : saat arum menunjukkan pada skala pembacaan A, B dan C yang semuanya menunjukkan harga dari sebuah tahanan 150 x 1000-150000 Ω atau 150000Ω (150 kΩ). Setiap saat batas ukur dari ohmmeter ini dapat diubah dengan jalan kawat penguji itu harus dihubungkan secara singkat dan secara bersama-sama. Ini untuk meyakinkan bahwa arum tadi benar-benar turun ke angka nol (0). Jika tidak demikian, aturlah melalui knop pengatur 0 Ω. Selain jenis ohm-meter di atas, ada lagi bentuk (type) ohm-meter yang lainya itu ohm-meter paralel atau ohm-meter shunt. Beberapa elektron ditangkap oleh lubang pada dasar, dan dasar menjadi cendurung menarik . Pada umumnya sebuah ohm-meter ini mempunyai lebih dari satu batas ukur. Ohm-meter jenis ini digunakan untuk pengukuran yang memerlukan ketelitian yang tinggi dalam mengukur tahanan yang nilai harganya sangat rendah (kecil). Besarnya tahanan yang diukur kadang-kadang berkisar beberapa ratus ohm. Ohm-meter yang berjenis sambungan paralel (shunt) ini banyak digunakan dalam laboratorium, dimana ketelitian ini sangat diperlukan. Papan skala yang terdapat atau yang dipasang pada ohm-meter paralel ini adalh terbalik dengan papan skala yang dipasang pada ohm-meter seri. Pada Ohm-meter shunt (paralel) garis skala untuk angka 0 terletak disebelah kiri skala dan harga maksimum terletak disebelah kanan. Harga terbesar dari tahan ini dapat diukur dengan skala ini yaitu 10 ohm. Sejak tipe ohm-meter shunt ini hanya mempunyai satu skala angka skala (skala tahanan dengan nilai rendah), maka pembacaanya dapat diperoleh secara langsung dari skala yang terterap ada alat ukur tersebut. (Suryatmo,2000) Kalau rangkaian terdiri dari dua resistor, maka resistivitas differensial sama dengan resistivitas. Kalau salah satu komponen bukan resistor, tetapi komponen yang lain (misalnya dioda atau dioda zener), makabukan resistivitasnya, tetapi resistivitas differensialnya yang dipakai untuk menentukan sifat output dari rangkaian tersebut. Dari pengertian bahwa sebenarnya resistivitas differensial yang menentukan sifat keluaran, maka dengan mudah bisa dimengerti bahwa resistivitas output (resistivitas keluaran) Ro dibentuk oleh rangkaian paralel dari dua resistor R1 dan R2. Sumber voltase dianggapa sebagai sumber voltase yang sempurna. Untuk mengerti apa yang terjadi kalau arus atau voltase output berubah sedikit , sumbernvoltase bisa diganti dengan resitor yang memiliki resistivitas nol, yang berarti kaki sumber voltase disambungkan secara langsung. Rangkaian ekuivalen untuk arus bolak-balik karena dengan voltase/arus campur pada outputnya (misalnya terdapat voltase asli V2 dan tambahan voltase bolak – balik) rangkaian ekuivalen ini menggambarkan sifat-sifat dari bagian voltase bolak-balik. Dalam rangkaian ekuivalen untuk arus bolak-balik memang langsung jelas bahwa rangkaian paralel dua resistor R1 dan R2 menentukan perubahan voltase output ketika terdapat perubahan srus pada output dari rangkaian pembagi tegangan ini. Resistivitas yang merupakan resistivitas pengganti dari rangkaian paralel R1 dan R2 disebut resistivitas otuput dari sumber tegangan. Kalau terdapat rangkaian yang kompleks, resistor pengganti untuk seluruh rangkaian bisa dicari dengan membagi rangkaian itu kedalam bagian-bagian rangkaian yang merupakan rangkaian paralel dan rangkaian seri, dan resistor pengganti dihitung langkah demi langkah. Kita telah mengenal suatu sumber voltase yang tidak ideal, berarti voltasenya tidak konstan. Voltase akan turun ketika arus output naik. Sumber-sumber voltase yang sebenarnya ada biasanya bukan sumber voltase ideal, dimana voltase konstan dan sama sekali tidak tergantung dari besar arus yang mengalir. Kalau ada sumber voltase yang ideal, maka jika output dari sumber voltase itu dihubungkan dengan sebuah resistor dengan resistivitas R, arus yang mengalir akan ditentukan dengan hukum Ohm. Ketika resistivitas R mendekati nol, arus akan mendekati tak berhingga dan daya yang dikeluarkan dari sumber voltase tersebut akan menjadi tak berhingga juga. Tetapi arus dan daya tidak mungkin menjadi tak berhingga. Pada sumber tegangan, voltase akan turun kalau sumber dibebani dengan arus. Situasi ini selalu bisa digambarkan dengan dua rangkaian. Memang jelas bahwa voltase output tidak mungkin negatif sehingga arus output terbatas sampai arus maksimal Imax dimana Vouy=0. Arus maksimal ini akan mengalir kalau terminal dari sumber tegangan dihubungkan singkat. Hubungan antara voltase dan arus ouput dengan dua titik adalah linier. Satu ujung terdapat pada arus nol yang mana voltase output maksimal dan sebesar Vo atau voltase tanpa beban Vtb. Titik ujung kedua terdapat pada hubungan singkat dimana voltase output dari sumber tegangan menjadi nol . Rangkaian pertama dijelaskan dengan teorema Thevenin. Mengenai sifat dari luar (sifat output) setiap jaringan linier dengan resistor-resistor dan sumber-sumber energi bisa digantikan dengan rangkaian seri dari suatu sumber voltase ideal dan satu resistor dalam. Besar voltase Vo dari sumber voltase sama dengan voltase pada output Vtb ketika rangkaian terbuka, berarti ketika tidak ada sambungan pada output dan tidak ada arus yang mengalir dari sumber tegangan. Resistivitas Rdalam dan resistor Rdalam sebesar perbandingan antara voltase Vtb dan arus hubung singkat I yang mengalir ketika output dihubungkan. Kalau suatu voltmeter memilki resistivitas dalam yang tak berhingga, maka tidak ada arus yang mengalir didalamnya. Ketika Voltmeter ini dipasang pada rangkaian, rangkaian itu sama sekali tidak dipengaruhioleh voltmeter. Voltmeter dengan resistivitas dalam yang tak berhingga akan kitasebut sebagai voltmeter ideal. Rangkaian kedua dijelaskan dengan teorema Norton. Mengenai sifat dari luar (sifat output) setiap jaringan linier dengan resistor-resitor dan sumber-sumber energi bisa digantikan dengan rangkaian paralel dari satu sumber arus yang ideal dan sartu resistor Rdalam. Besar arus Io dari sumber arus sama besar dengan arus Ihs yang mengalir dari output ketika output dihubung-singkat. Resistivitas Rdalam dari resistor Rdalam sebesar perbandingan dari voltase Vtb yang terdapat kalau rangkaian terbuka, berarti tidak ada sambungan pada output dan tidak ada arus yang mengalir dari sumber tegangan dan arus hubung singkat Ihs. Hanya sifat outputnya yang ssma dengan rangkaian asli. Cara pengukuran ini sama dengan cara mengukur sifat dari komponen. Rangkaian ini hanya merupakan suatu contoh, ada juga beberapa rangkaian lain yang bisa digunakan mengukur resistivitas masukan suatu komponen elektronika. Kalau kita mengukur arus dalam suatu rangkaian, maka sambungan dimana arus mau diukur dibuka dan amperemeter dirangkai secara seri didalam sambungan itu. Kalau mau mengukur voltase dalam suatu rangkaia, maka voltase dirangkai secara paralel pada dua titik dimana voltase mau diukur. Alat ukur yang ideal tidak akan mempengaruhi rangkaian yang diukur. Kalau seandainya amperemeter memilki resistivitas dalam nol, Maka arus bisa mengalir dalam amperemeter dan bisa diukur tanpa adanya voltase pada amperemeter. Berarti sama sekali tidak ada perbedaan dalam rangkaian ketika ampermeter dipasang atau tidak dipasang. Amperemeter dengan resistivitas dalam nol disebut amperemeter ideal. Tetapi amperemeter ideal tidak ada. Setiap ampermeter memilki resistivitas dalam yang lebih besar dari nol. Sebab itu, ketika arus mengalir dalam amperemeter, akan ada voltase pada amperemeter dan voltase itu akan mempengarui rangkaian aslinya. Kalau voltase itu cukup kecil (dibandingkan dengan voltase lain yang terdapat dalam rangkaian), voltase itu bisa diabaikan, tetapi kalau besar voltase dalam amperemeter hampir sebesar atau bahkan lebih besar daripada voltaase lain dalam rangkaian, pengaruh dari ampermeter kepada rangkaian akan besar. Ampermeter yang ada mempunyasi sifat dimana suatu ampermeter ideal dirangkai secara seri dengan resistor dalam. Situasi dengan voltmeter sebagai berikut. Kalau suatu voltmeter memilki resistivitas dalam yang tak berhingga, maka tidak ada arus yang mengalir didalamnya. Ketika Voltmeter ini dipasang pada rangkaian, rangkaian itu sama sekali tidak dipengaruhioleh voltmeter. Voltmeter dengan resistivitas dalam yang tak berhingga akan kitasebut sebagai voltmeter ideal. Voltmeter ideal jelas tidak ada, tetapi setiap voltmeter memilki resistivitas dalam yang berhingga. Makan ada arus dalam voltmeter dan arus itu akan mempengaruhi rangkaian yang diukur. tetapi kalau arus-arus lain dalam rangkaian kira-kira sama atau bahkan lebih kecil daripada arus dalam voltmeter, maka arus dalam voltmeter bisa mempengaruhi kerja dari rangkaian asli secara drastis. voltmeter yang ada dirangkai parallel dengan resistor atau hambatan dalam. (Richard Blocher, 2004) Ketika resistor dua atau lebih yang terhubung secara paralel. Perbedaan potensial yang sama diterapkan di semua dari mereka. Seperti yang akan kita temukan, arus yang melewati resistor setiap inversally sebanding dengan resistensi, semakin sedikit perlawanan, semakin banyak saat ini. Mari kita mempertimbangkan R1, R2, dan R3. Yang terhubung secara paralel. Arus total saya pikir set sama dengan jumlah arus melalui resistor yang terpisah, sehingga I = I1 + I2 + I3,V Perbedaan potensial adalah sama, di semua resistor, dan dengan menerapkan hukum ohm untuk masing-masing pada gilirannya kita menemukan bahwa I1 = V/R_1 (2.3) I2 = V/R_2 (2.4) I3 =V/R_3 (2.5) Semakin kecil perlawanan, semakin besar proporsi arus total mengalir melalui itu. Arus total yang mengalir melalui set tiga resistor diberikan dalam hal R setara perlawanan mereka dengan: I = V/R (2.6) Secara umum, kebalikan dari perlawanan setara dengan resistor set terhubung secara paralel adalah sama dengan jumlah dari recipprocals dari perlawanan individu akan di dapat. ( Arthur Beiser, 1986) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1. Peralatan dan Komponen 3.1.1. Peralatan dan Fungsi Multimeter Digital Fungsi: untuk mengukur besar hambatan dan tegangan Protoboard Fungsi: sebagai tempat untuk merangkai rangkaian sementara Osiloskop Fungsi: Untuk mengukur besar tegangan listrik Untuk mengukur frekuensi sinyal Untuk membedakan arus DC dan arus AC Untuk mengecek noise pada suatu rangkaian PSA Adjust Fungsi: sebagai sumber tegangan DC Penjepit Buaya Fungsi: sebagai penghubung antara komponen dengan peralatan 3.1.2. Komponen dan Fungsi Resistor (3K3 Ω , 22K Ω, 18K Ω , 10K Ω, dan 270 Ω) Fungsi: sebagai hambatan atau komponen yang akan diukur nilai hambatannya Dioda pemancar cahaya Fungsi: sebagai indikator adanya arus yang lewat atau masuk pada rangkaian 3.2. Prosedur Percobaan 3.2.1. Mengukur nilai tahanan resistor dengan multimeter Disiapkan peralatan dan komponen yang akan digunakan Dihitung besar hambatan-hambatan 5 buah resistor secara teori Dicatat hasilnya Dikalibarsi multimeter, untuk mengkalibrasi multimeter, kabel merah dan hitam dihubungkan langsung, kemudian tepatkan jarum penunjuk pada Ohm dengan cara memutar Ohm adjustment Dirangkai gambar komponen seperti gambar dibawah Diarahkan tombol putar pada multimeter ke arah ohm (Ω) Dihubungkan kutub positif dan kutub negatif pada kaki resistor Dilihat display angka yang ditampilkan pada layar multimeter digital Dicatat hasilnya Dibandingkan nilai yang diperoleh secara praktek dengan nilai secara teori Diulangi prosedur no 4 sampai no 10 untuk nilai resistor yang lain 3.2.2. Menghitung nilai tegangan di LED dan di Resistor Disiapkan peralatan dan komponen yang akan digunakan Dirangkai rangkaian seperti gambar dibawah ini Dihubungkan PSA ke sumber tegangan PLN Dihidupkan PSA Disetel tegangan pada PSA sampai bernilai 5 volt Dihubungkan Resistor dengan multimeter untuk dicari nilai tegangannya Dicatat hasilnya Dihubungkan LED dengan multimeter untuk dicari nilai tegangannya Dicatat hasilnya 3.3.3 Mengkalibrasi Osiloskop Dihidupkan Osiloskop Dihubungkan kabel koaksial ke CH1 Dihubungkan kabel koaksial ke 2Vp-p Diatur posisi vertikal dan horizontal Diatur nilai volt/Div ke 2V Jila gelombang yang ditambilkan sebesar 1 kotak, maka osiloskop berhasil dikalibrasi BAB IV ANALISA DATA Gambar Percobaan 4.1.1 Menghitung nilai tahanan resistor Menghitung Pembagian tegangan di LED dan di Resistor Mengkalibrasi Osiloskop 4.2 Data Percobaan Kode Warna Resistor Ωt Ωp orange, orange, merah, dan emas 3300 3200 merah, merah, orange, dan emas 22K 19K6 coklat, abu-abu, orange, dan emas 18K 17K5 coklat, hitam, orange, dan emas 10K 9K4 merah, ungu,cokalt, dan emas 270 267 Vin Vled Vresistor 5 V 1,73 V 3,27 V Medan, 24 November 2012 Asisten, Praktikan, (Emy Alemmita Tarigan) (Rintho) Analisa Data Menghitung persen ralat setiap resistor. %Ralat = (R_t- R_p)/R_t x 100% orange, orange, merah, dan emas %Ralat = (3300- 3200)/3300 x 100% = 3,03% merah, merah, orange, dan emas %Ralat = (22000- 19600)/22000 x 100% = 10,91% coklat, abu-abu, orange, dan emas %Ralat = (18000- 17500)/18000 x 100% = 2,78% coklat, hitam, orange, dan emas %Ralat = (10000- 9400)/10000 x 100% = 6% merah, ungu,cokalt, dan emas %Ralat = (270- 267)/270 x 100% = 1,11% Menghitung kuat arus Kuat arus yang resistor I = V_R/R=3,27/22000 = 0,149 mA Kuat arus yang LED I = V_LED/R= 1,73/22000 = 0,07867 mA Jelaskan bagaimana memproses kalibarsi osiloskop Dihidupkan Osiloskop Dihubungkan kabel koaksial ke CH1 Dihubungkan kabel koaksial ke 2Vp-p Diatur posisi vertikal dan horizontal Diatur nilai volt/Div ke 2V Jila gelombang yang ditambilkan sebesar 1 kotak, maka osiloskop berhasil dikalibrasi dan berada dalam kondisi yang baik BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari hasil percobaan diperoleh Kode Warna Resistor Ωt Ωp orange, orange, merah, dan emas 3300 3200 merah, merah, orange, dan emas 22K 19K6 coklat, abu-abu, orange, dan emas 18K 17K5 coklat, hitam, orange, dan emas 10K 9K4 merah, ungu,cokalt, dan emas 270 267 Osiloskop berfungsi untuk melihat sinyal dalam bentuk gelombang yang masuk serta dapat menentukan besar tegangan, frekuensi,dan perioda yang masuk pada osiloskop. Cara mengkalibrasi osiloskop adalah sebagai berikut: Dihidupkan Osiloskop Dihubungkan kabel koaksial ke CH1 Dihubungkan kabel koaksial ke 2Vp-p Diatur posisi vertikal dan horizontal Diatur nilai volt/Div ke 2V Jila gelombang yang ditambilkan sebesar 1 kotak, maka osiloskop berhasil dikalibrasi Pada pengujian LED dibutuhkan suatu resistor yang digunakan untuk menghambat arus yang masuk dari sumber tegangan agar tidak langsung megalir ke LED, agar LED tidak mengalami kerusakan (putus). Cara mengkalibrasi multimeter adalah Dihidupkan multimeter disetel jarum ke bagian pengukuran ohm(ohmmeter) disatukan kabel positif dan kabel negatif, jika tampilan display pada multimeter menunjukkan nilai nol, maka multimeter berhasil di kalibrasi dan berada dalam kondisi yang baik Setelah di kalibrasi dalam percobaan, osiloskop dan multimeter berada dalam kondisi baik. 5.2 Saran Praktikan sebaiknya mengkalibrasi mulitmeter terlebih dahulu sebelum percobaan Praktikan sebaiknya tidak lupa memasang resistor sebagai hambatan agar LED tidak rusak Praktikan sebaiknya teliti dalam memilih nilai tegangan 5 volt di PSA Praktikan sebaiknya tidak lupa mencatat hambatan resistor yang digunakan bersama LED DAFTAR PUSTAKA Beiser A. 1986. " Physics”. Fourth Edision. Addison Wesley Publissing Company, Amerika. Pages : 456-459 Bueche, Frederick. 1997.”Technical Physics”. Edisi ketiga.New York.Harper & Row. Pages: 691-692 Suryatmo,F. 2000.”Teknik Pengukuran Listrik dan Elektronika”. Bandung.Bumi Aksara. Halaman : 57-63 Medan, 17 November 2012 Asisten, Praktikan, (Emy Alemmita Tarigan) (Rinto Pangaribuan) Naman : Rinto Pangaribuan Nim :110801050 Nilai :50 RESPONSI 1. Sebutkan fungsi ohmmeter,voltmeter dan watt meter Jb: - ohm meter fungsinya untuk mengukur hambatan (resistansi) -volt meter fungsinya untuk mengukur tegangan -watt meter fungsinya untuk mengukur daya 2. Jenis kapasitor berdasarkan kutub? Jb: - kapasitor polar -kapasitor non polar 3. Penyusun resistor lapisan karbon? Jb: resistor lapisan karbon tersusun dari satu batang kaca atau keramik yang dilapisi campuran karbonyang selanjutnya dilapisi dengan lapisan bukan penghantar dari keramik. TUGAS AKHIR Pengukuran Dengan Avometer dan Osiloskop Nama : Rintho NIM : 110801050 1). Jelaskan jenis – jenis dari resistor, kapsitor, transistor, dan diode serta symbol dan fungsinya! Jawab : Resistor Fungsinyasebagai hambatan penghambat aruslistrik. Resistor terbagi menjadi dua yaitu resistor tetap (Fixed Resistor ) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor). Lambang (symbol) Resistor tetap (Fixed Resistor ) resistansinya tidak dapat diubah–ubah. Macam-macam resistor tetap Resistor Kawat Resistor kawat ini biasanya banyak dipergunakan dalam rangkaian power karena memiliki resistansi yang tinggi dan tahan terhadap panas yang tinggi Resistor Resistor Batang Karbon (Arang) Resistor ini dibuat dari bahan karbon kasar yang diberi lilitan kawat yang kemudian diberi tanda dengan kode warna berbentuk gelang dan pembacaannya dapat dilihat pada table kode warna. Resistor Keramik atau Porselin Jenis resistor ini telah banyak digunakan dalam rangkaian elektronika saat ini karena bentuk fisiknya kecil dan memiliki resistansi yang tinggi Resistor Film Karbon Resistor film karbon in iadalah resistor hasil pengembangan dari resistor batang karbon. Sejalan dengan perkembangan teknologi, para produsen komponen elektronika telah memunculkan jenis resistor yang dibuat dari bahan karbon dan dilapisi dengan bahan film yang berfungsi sebagai pelindung terhadap pengaruh luar. Resistor Film Metal Resistor tahan terhadap perubahan temperatur. Resistor ini juga memiliki tingkat kepresisian yang tinggi karena nilai toleransi yang tercantum pada resistor ini sangatlah kecil, biasanya sekitar 1% atau 5%. Resistor tidak tetap yaitu Potensiometer Potensiometer merupakan variable resistor yang paling sering digunakan. Padaumumnya, potensiometer terbuat dari kawat atau karbon Potensiometer Geser Potensiometer geser merupakan kembaran dari potensiometer yang telah dibahas di atas. Perbedaannya adalah cara mengubah nilai resistansinya Trimpot Trimpot adalah kependekan dari Tripotensiometer. Sifat dan karakteristik dari trimpot tidak jauh beda dengan potensiometer. Hanya saja, trimpot ini memiliki ukuran yang jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan potensiometer NTC dan PTC NTC (Negative Temperature Coefficient) dan PTC (Positive Temperature Coefficient) merupakan resistor yang nilai resistansinya berubah jika terjadi perubahan temperatur di sekelilingnya LDR LDR (Light Dependent Resistor) merupakan resistor yang nilai resistansinya berubah jika terjadi perubahan intensitas cahaya di daerah sekelilingnya. kapasisitor Fungsinya Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik Kapasitor Tetap adalah kapasitor yang memiliki kapasitansi tetap dan tidak dapat diubah-ubah. Pada kategori kapasitor tetap, terdapat 2 jenis kapasitor yang dapat dibedakan berdasarkan polaritas elektrodanya Kapasitor Polar Kelompok kapasitor electrolytic terdiri darikapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida Kapasitor Non-Polar jenis-jenis kapasitor, kapasitor tetap, kapasitor variabel, kapasitor polar, kapasitor non polar, dielektrik kapasitor, electrolit kapasitor, pengertian kapasitor tetap, definisi kapasitor variabel, fungsi kapasitor variabel, contoh kapasitor polar, fungsi kapasitor tetap, kapasitas kapasitor variable. Kapasitor non polar adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang popular serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Kapasitor Tidak Tetap / Kapasitor Variabel Kapasitor tidak tetap atau kapasitor variable adalah kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah atau kapasitansinya dapat diatur sesuai keinginan dengan batas maksimal sesuai yang terterap ad akapasitor tersebut SIMBOL Transisitor Transistor Bipolar (dwikutub) Fungsi transistor bipolar ini adalah sebagai pengatur arus listrik (regulator aru slistrik), dengan kata lain transistor dapat membatasi arus yang mengalir dari Kolektor ke Emiter atau sebaliknya (tergantung jenis transistor, PNP atau NPN) transistor PNP dan transistor NPN. Transistor Efek Medan (FET – Field Effect Transistor) jenis transistor yang juga memiliki 3 kaki terminal yang masing-masing diberi nama Drain (D), Source (S), dan Gate (G). Cara kerja transistor ini adalah mengendalikan aliran electron dari terminal Source ke Drain melalui tegangan yang diberikan pada terminal Gate. Dioda Berfungsi sebagai penyearah arus Dioda Pemancar Cahay aatau LED Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik. FotoDioda FotoDioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya Zener Diode Sebuah diode biasanya dianggap sebagai komponen yang menyalurkan listrik ke satu arah, namun Zener Dioda dibuat sedemikian rupa sehingga arus dapat mengalir ke arah yang berlawanan, jika tegangan yang diberikan melampaui batas tegangan rusak (breakdown voltage) atau teganganZener. 2). Jelaskan secara singkat mengenai multimeter! jawab Multimeter adalah kombinasi dari multi-range voltmeter DC, multi-range voltmeter AC, multi-range ammeter, dan multi-range ohmmeter. Analog un-diperkuat multimeter menggabungkan gerakan meter, rentang resistor dan switch. Untuk gerakan meter analog, DC tegangan diukur dengan resistor seri dihubungkan antara gerakan meter dan sirkuit yang sedang diuji. Satu set switch memungkinkan resistensi yang lebih besar untuk dimasukkan untuk rentang tegangan yang lebih tinggi. Produk dari arus defleksi skala penuh dasar gerakan, dan jumlah dari resistansi seri dan resistensi sendiri gerakan, memberikan tegangan skala penuh dari jangkauan. Sebagai contoh, sebuah gerakan meter yang diperlukan 1 milliamp untuk defleksi skala penuh, dengan resistansi internal dari 500 ohm, akan, pada kisaran 10-volt multimeter, memiliki 9.500 ohm resistansi seri. Untuk saat ini berkisar analog, rendah resistansi shunts dihubungkan secara parallel dengan gerakan meter untuk mengalihkan sebagian arus sekitar kumparan. Sekali lagi untuk kasus hipotetis 1 mA, 500 ohm pergerakan pada kisaran 1 Ampere, resistansi shunt akan lebih 0,5 ohm. Pindah instrument koil merespon hanya untuk nilai rata-rata arus melalui mereka. Untuk mengukur arus bolak-balik, diode penyearah dimasukkan kedalam sirkuit sehingga nilai rata-rata saat ini adalah non-nol. Karena nilai rata-rata dan nilai akar-mean-square dari gelombang yang tidak perlu menjadi sama, sederhana penyearah-jenis sirkuit mungkin hanya akurat untuk bentuk gelombang sinusoidal. Bentuk gelombang lain memerlukan factor kalibrasi yang berbeda untuk berhubungan RMS dan nilai rata-rata. Karena rectifier praktis memiliki non-nol drop tegangan, akurasi dan sensitivitas miskin dengan nilai rendah. Untuk mengukur resistensi, sel kering kecil di dalam instrument melewati arus melalui perangkat yang diuji dan coil meter. Karena yang tersedia saat ini tergantung pada kondisi penyimpanan daya sel kering, multimeter biasanya memiliki penyesuaian untuk skala ohm kenol itu. Di sirkuit yang biasa ditemukan di analog multimeter, defleksi meteran berbanding terbalik dengan perlawanan, maka skala penuh adalah 0 ohm, dan resistensi yang tinggi sesuai dengan defleksi kecil. Skala ohm dikompresi, sehingga resolusi yang lebih baik pada nilai resistensi yang lebih rendah. 3). Jelaskan secara singkat mengenai osiloskop! Jawab Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar electron memproyeksikan sorotan electron kelayar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari. Osiloskop untuk mengukur beda fase gelombang. Osiloskop biasanya digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang Tepat dari sinyal listrik. Selain amplitude sinyal, osiloskop dapat menunjukkan distorsi, Waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relative dari dua sinyal terkait. Semua alat ukur elektronik bekerja berdasarkan sampel data, semakin tinggi sampel data, Semakin akurat peralatan elektronik tersebut. Osiloskop, pada umumnya juga mempunyais ampel data yang sangat tinggi, oleh karena itu osiloskop merupakan alat ukur elektronik yang mahal. Jika sebuah osiloskop mempunyai sampel rate 10 Ks/s (10 kilo sample/second = 10.000 data per detik), maka alat ini akan melakukan pembacaan sebanyak 10.000 kali dalams edetik. Jika yang diukur adalah sebuah gelombang dengan frekuensi 2500 Hz, maka setiap sampel akan memuat data 1/4 dari sebuah gelombang penuh yang kemudian akan ditampilkan dalam layar dengan grafik skala XY. "HUDOK MA TU HO DANG MAGO JOLMA MAMBAHEN NA DENGGAN"

KARAKTERISTIK DIODA DAN APLIKASINYA

BAB I PENDAHULUAN Latarbelakang Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu. Ketikan suatu sambungan dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-P dan tipe-N, perangkat yang dihasilkan disebut diode. Komponen ini memberikan resistansi sangat rendah terhadap aliran arus pada satu arah dan resistansi yang sangat tinggi terhadap aliran arus pada arah yang berlawanan. Karakteristik ini memungkinkan dioda untuk memberikan tanggapan yang berbeda sesuai arah arus yang mengalir di dalamnya. Dioda sebagai salah satu komponen aktif juga sangat populer digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya : penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N. Dioda-dioda seringkali dikelompokkan menjadi jenis sinyal dan jenis rectifiernya sesuai dengan bidang aplikasi utamanya. Diode sinyal membutuhkan karakteristik bias maju yang jatuh tegangan maju yang rendah. Diode sinyal membutuhkan karakteristik bias maju yang konsisten dengan jatuh tegangan maju yang rendah. Dioda rectifier harus dapat menangani tegangan balik yang tinggi dan tegangan maju yang besar. Dalam praktikum ini, kita akan mengukur tegangan dari sebuah dioda yaitu dioda IN 4007 dan menggambarkan kurva yang dihasilkan dan membandingkannya apakah sama dengan kurva yang kita pelajari di teori. Tujuan Untuk mengetahui dan menjelaskan karakteristik statik dan kurva dioda Untuk mengetahui konstruksi penyusun dasar dioda Untuk mengetahui sifat dioda dan prinsip kerja dioda sebagai penyearah Untuk mengetahui dan menjelaskan terjadinya bias maju dan bias mundur pada dioda Untuk mengetahui aplikasi dari dioda Untuk mengetahui dan menjelaskan jenis-jenis dioda BAB II DASAR TEORI Dioda yang disingkat dengan lambang D ialah suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor yang saling dipertemukan. Dioda mempunyai dua elektroda; bahan positifnya disebut Anoda sedangkan bahan negatif disebut Katoda. Jika dua tipe bahan semikonduktor ini dilekatkan, maka akan didapat sambungan P-N (p-n junction) yang dikenal sebagai dioda. Pada pembuatannya memang materiap tipe P dan tipe N bukan disambung secara harpiah, melainkan dari satu bahan (monolitic) dengan memberi doping (impurity material) yang berbeda. Dioda akan hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja, sehingga dipakai untuk aplikasi rangkaian penyearah (rectifier). Dioda, Zener, dan LED. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Salah satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N. Dalam rangkaian eletronika, adanya dioda yang bertipe DUS atau DUG, hal ini menunjukkan masing-masing Dioda Universal Silikon atau Germanium. Dioda yang bertipe DUS diantaranya adalah: BA127, BA217, BA218, BA211, BA222, BA317, BA318, BAX13, BAY61, 1N914, 1N4148. Dan beberapa dioda yang bertipe DUG adalah: OA85, OA91, AA116. Dioda ini banyak jenisnya: Dioda Germanium yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Germanium Dioda Silikon yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Silikon Dioda Selenium yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Silenium Dioda Zener yaitu : Dioda yang terbuat dari bahan Zener dan banyak digunakan dalam rangkaian Catu Daya sebagai Stabilisator. Dioda Cahaya atau sering disebut LED. LED yang merupakan singkatan dari Light Emiting Dioda yaitu: Dioda yang terbuat dari bahan Ga (Galium), As dan Fosfor yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah galium, arsenic, dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Pada saat ini warna-warna cahaya LED yangbanyak adalah warna merah, kuning, dan hijau. LED berwarna biru sangat langka. Pada dasarnya semua warna bia dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi daya-nya. Rumah (Chasing) LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong. Sifat dari LED yaitu: ia akan mengemisi cahaya, jika memperoleh tegangan panjar maju. Dan tidak tahan terhadap tegangan tinggi, hanya kira-kira 1,5-20 Volt. (Efvy Zamirda Zam, 2002) Walaupun sambungan pn dapat digunakan di dalam banyak cara, namun pada dasarnya sebuah sambungan pn adalah sebuah pelurus (rectifier). Yakni, jika anda menghubungkannya melalui terminal-terminal sebuah aki, maka arus (beberapa pikometer) di dalam rangkaian tersebut akan sangat jauh lebih kecil untuk satu polaritas hubungan aki itu daripada untuk polaritas lainnya. Gambar 2.1 Sebuah dioda sambungan pn Gambar 2.1 memperlihatkan salah satu dari banyak pemakaian yang mungkin dari sebuah pelurus dioda. Sebuah potensial masukan gelombang sinus menghasilkan sebuah potensial keluaran gelombang setengah, dengan pelurus dioda yang pada pokoknya bertindak sebagai sebuah rangkaian pendek untuk satu polaritas potensial masukan dan yang pada pokoknya bertindak sebagai rangkaian terbuka untuk polaritas yang lainnya. Ternyata, sebuah pelurus dioda ideal, hanya mempunyai kedua ragam operasi ini. Operasi itu adalah ON (yakni hambatannya nol) atau OFF (yakni hambatannya tak terhingga). Gambar 2.1 memperagakan simbol konvensional untuk sebuah pelurus dioda. Kepala panah bersesuaian dengan terminal tipe-p dari alat tersebut dan menunjuk di dalam arah aliran arus konvensional “yang mudah”. Yakni, dioda itu adalah ON bila terminal dengan kepala panah (cukup) positif terhadap terminal lainnya. Gambar 2.2 Gambar rincian dari sambungan pn Gambar 2.2 memperlihatkan rincian dari kedua hubungan tersebut. Didalam gambar 2.2 – yakni susunan condong belakang – tegangan gerak listrik (emf) aki menambah selisih potensial hubungan,dan dengan demikian akan menambah tingginya rintangan yang harus diatasi oleh pengangkut mayoritas. Tidak banyak pengangkut mayoritas itu dapat mengatasi rintangan tersebut, dan sebagai akibatnya maka arus difusi akan berkurang secara nyata. Akan tetapi, arus hanyut tidak mengindera adanya rintangan dan dengan demikian tidak akanbergantung dari besarnya atau arahnya potensial luar tersebut. Keseimbangan arus yang mulus yang terdapat pada kecondongan nol dengan demikian akan terganggu, dan seperti yang diperlihatkan di dalam Gambar 2.2, sebuah arus – tetapi merupakan arus yang sangat kecil – muncul di dalam rangkaian tersebut. Efek lain dari kecondongan belakang adalah untuk memperlebar zona penipisan. Hal ini kelihatannya wajar karena terminal aki positif dihubungkan ke ujung tipe-n dari sambungan tersebut, cenderung menarik elektron ke luar dari zona penipisan kembali ke dalam bahan tipe-p. Karena zona penipisan sangat sedikit pengangkut muatan, maka zona penipisan ini adalah kawasan yang resistivitasnya tinggi. Jadi, lebarnya yang bertambah cukup banyak, yang konsisten dengan nilai arus condong belakang yang kecil. Kita sudah biasa mengenal angka-angka berwarna terang yang kita lihat bercahaya dari mesin hitung uang, pompa bensin, dan kalkulator saku. Di dalam hampir semua kasus, cahaya ini dipancarkan dari sekumpulan sambungan pn yang beroperasi sebagai dioda pemancar cahaya (LED = Light Emitting Diode). Gambar 2.3 Gambar peragaan LED Gambar 2.3 memperlihatkan bahwa setiap elemen dari peragaan ini adalah ujung dari sebuah lensa plastik yang rata, dan yang pada ujungnya yang lain ada sebuah LED kecil, mungkin kira-kira seluas 1 mm2. Bagaimanakah sebuah sambungan pn dapat memancarkan cahaya? Bila sebuah elektron yang berada dim puncak pita valensi, maka Energi Eg dilepaskan, di mana Eg adalah lebar sela. Apa yang terjadi kepada energi ini? Setidak-tidaknya ada dua kemungkinan. mungkin energi ini ditransformasikan menjadim energi termal dari kisi yang bergetar dan, dengan kemungkinan yang tinggi, dan itulah yang betul-betul terjadi di dalam sebuah semikonduktor berbasis elektron. Akan tetapi, di dalam beberapa bahan semikonduktor kondisi-kondisi-nya adalah sedemikian rupa sehingga energi yang dipancarkan itu dapat juga muncul sebagai radiasi elektromagnetik, yang panjang gelombangnya diberikan oleh λ = c/v= c/(E_g⁄h)= hc/E_g .................................................................................................................(2.1) LED komersial yang dirancang untuk kawasan panjang gelombang tampak biasanya didasarkan pada sebuah bahan semikonduktor yang berupa sebuah senyawa galium-arsenik-fosfor yang dipilih sesuai. Dengan mengatur nilai banding dari fosfor terhadap arsenik maka lebar sela – dan demikian maka panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan – dapat diusahakan sampai cocok. Sebuah pertanyaan akan muncul. Jika cahaya dipancarkan bila sebuah elektron jatuh dari pita konduksi ke pita valensi, apakah cahaya yang panjang gelombangnya sama seperti itu tidak akan diserap bila sebuah elektron bergerak di dalam arah lain, yakni dari pita valensi ke pita konduksi? Memang, sesungguhnya demikianlah yang akan terjadi. Untuk menghindari supaya foton yang dipancarkan itu jangan semuanya diserap, maka kita memerlukan kehadiran sejumlah besar kelebihan elektron dan lubang di dalam bahan tersebut, yang jumlahnya jauh lebih besar daripada yang dihasilkan oleh agitasi termal di dalam bahan semikonduktor intrinsik. Kondisi-kondisi inilah persisnya yang akan diakibatkan bila pengangkut mayoritas – apakah itu berupa elektron atau berupa lubang – disuntikkan menyebrangi bidang sentral (atau bidang tengah) dari sebuah sambungan pn dengan menggunakan aksi sebuah selisih potensial luar. Itulah sebabnya mengapa sebuah semikonduktor intrinsik sederhana tidak akan berperan sebagai sebuah LED. Anda memerlukan sebuah sambungan pn! Untuk menyediakan pengangkut mayoritas yang banyak − dan dengan demikian untuk menghasilkan foton yang banyak – maka semikonduktor intrinsik itu harus diberi doping sangat banyak dan harus dicondongkan ke depan secara kuat. Selain dari kegunaanya di dalam peragaan visual maka LED yang beroperasi di dalam infra merah sangat banyak digunakan di dalam sistem komunikasi optik, dengan menggunakan serat optik. Daerah inframerah dipilih karena penyerapan per satuan panjang dari serat seperti itu mempunyai dua minimum yang jelas didefinisikan di dua panjang gelombang yang berbeda di dalam daerah ini. dalam perkembangan Led, ujung-ujung sebuah kristal sambungan pn yang sesuai disemir sehingga sepotong kristal yang menyeberang bidang sambungan akan berperan sebagai sebuah laser. Alat seperti itu dinamakan dioda laser (laser dioda). Perbaikan-perbaikan alat ini digunakan sekarang secara rutin di dalam audio cakram laser (laser-disk audio system) dan untuk transmisi berita telepon dan sinyal lain melalui jaringan antar kota yang terbuat dari serat optik. Kabel optik transatlantik, yang dirancang untuk menangani sampai dengan 40.000 pemicaraan telepon secara serempak, direncanakan akan dipakai di dalam tahun 1988. (David Halliday, 1986) Ketika suatu sambungan dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-N dan tipe-P, perangkat yang dihasilkan itu disebut dioda. Komponen ini memberikan resistansi yang sangat rendah terhadap aliran arus pada satu arah dan resistansi yang sangat tinggi terhadap aliran arus pada arah yang berlawanan. Karakteristik ini digunakan dalam aplikasi-aplikasi yang menuntut rangkaian untuk memberikan tenggapan yang berbeda sesuai dengan arah arus yang mengalir didalamnya. Sebuah dioda ideal akan melewatkan arus tak terhingga pada satu arah dan sama sekali tidak melewatkan arus pada arah sebaliknya. Sebagai tambahan, dioda akan mulai mengalirkan arus apabila tegangan terkecil sekalipun diberikan. Dalam prakteknya, suatu tegangan yang sangat kecil harus diberikan sebelum aliran arus terjadi. Lebih jauh lagi, arus bocor yang kecil akan mengalir pada arah mundur. Arus bocor ini biasanya merupakan pecahan yang sangat kecil dari arus yang mengalir pada arah majunya. Jika bahan semikonduktor tipe-P dijadikan lebih positif daripada bahan tipe-N melampaui nilaiambang tegangan majunya (sekitar 0,6 V jika bahannya adalah silikon dan 0,2 V jika bahannya adalah germanium), dioda akan melewatkan arus dengan bebas. Jika, sebaliknya, bahan tipe-P dijadikan lebih negatif daripada bahan tipe-N, praktis tidak akan ada arus yang mengalir kecuali tegangan yang diberikan melebihi tegangan maksimum (breakdown) yang dapat diterima oleh perangkat. Perhatikan bahwa sebuah dioda normal akan rusak jika tegangan breakdown mundurnya dilampaui. Hubungan ke bahan tipe-P disebut anoda sedangkan hubungan ke bahan tipe-N disebut katoda. Tanpa potensial eksternal, elektron-elektron dari bahan tipe-N akan menyebrang ke dalam daerah tipe-P dan mengisi sebagian dari hole-hole yang kosong. Tindakan ini akan mengakibatkan terbentuknya suatu daerah di tengan-tengah sambungan di mana tidak terdapat pembawa muatan bebas. Zona ini dikenal sebagai daerah serapan (depletion zone). Dalam kondisi bias-maju, dioda akan melewatkan arus dengan bebas. Dalam kondisi bias-mundur, dioda melewatkan arus dalam jumlah yang dapat diabaikan. Dalam kondisi bias maju yang bebas mengalirkan arus, dioda bertindak mirip dengan saklar yang tertutup. Dalam kondisi bias-mundur, dioda bertindak seperti sebuah saklar yang terbuka. Jika suatu tegangan positif diberikan kepada bahan tipe-P, pembawa muatan positif akan terdorong dan bergerak menjauhi potensial positif ke arah sambungan. Sama halnya, potensial negatif yang diberikan kepada bahan tipe-N akan menyebabkan pembawa muatan negatif bergerak menjauhi potensial negatif ke arah sambungan. Apabila pembawa muatan positif dan negatif tiba pada daerah sambungan, mereka akan saling menarik dan bergabung (ingat bahwa muatan-muatan yang berlawanan saling tarik-menarik). Bersamaan dengan bergabungnya pembawa muatan positif dan negatif pada daerah sambungan, sebuah pembawa muatan positif dan negatif yang baru akan muncul dalam bahan seminkonduktor dari sumber tegangannya. Setelah memasuki bahan semikonduktor, pembawa-pembawa muatan baru ini akan bergabung menuju daerah sambungan dan bergabung. (Michael Tooley, 2002) Sebuah semikonduktor murni adalah bahan yang bukan konduktor yang baik ataupun insulator yang baik. Semikonduktor yang paling umum terbuat dari silikon dan germanium. semikonduktor yang baik harus sedikit terkontaminasi dengan kotoran yang membuat campuran yang dihasilkan baik kelebihan dengan elektron (bahan tipe N bermuatan negatif) atau sedikit kelebihan dengan elektron (bahan P-jenis bermuatan positif). Proses kontaminasi disebut doping. Jika bahan P-jenis terhubung ke bahan tipe N, hasilnya adalah sambungan P-N. di persimpangan, suatu rekombinasi muatan negatif (elektron) dari tipe-N material dan muatan positif (lubang) dari bahan tipe-P terjadi dan membentuk area kecil yang disebut zona deplesi. Lebar zona deplesi menentukan karakteristik konduksi dari dioda. Jika tegangan negatif diaplikasikan pada bahan jenis-N dan tegangan positif diterapkan pada materi jenis-P, dioda dikatakan bias maju. Kondisi ini menyebabkan pelebaran lebar zona deplesi untuk mempersempit dan memungkinkan arus mengalir melalui dioda. Jika tegangan diterapkan dibalik, dioda adalah bias mundur. ini menyebabkan zona deplesi untuk memperluas dan menyajikan resistansi besar untuk aliran arus. Secara sederhana, dioda memungkinkan arus mengali hanya ketika itu adalah bias maju (David P.Beach, 1991) BAB III METODOLOGI PERCOBAAN Peralatan dan Komponen Peralatan dan Fungsi Multimeter digital (2 buah) Fungsi : untuk mengukur tegangan masuk (vdd). Untuk mengukur tegangan keluaran (Vab dan Vbc). Protoboard Fungsi : sebagai tempat untuk merangkai rangkaian sementara. Jack banana Fungsi : untuk menghubungkan peralatan dengan peralatan. PSA Adjust Fungsi : sebagai sumber tegangan DC. Penjepit Buaya Fungsi : untuk menghubungkan rangkaian dengan komponen. Kabel penghubung Fungsi : untuk menghubungkan peralatan dengan peralatan. Komponen dan Fungsi Dioda IN4007 Fungsi : untuk penyearah tegangan DC. Resistor 1 kΩ Fungsi : untuk menghambat tegangan dan arus. 3.2 Prosedur Percobaan Dipersiapkan peralatan dan komponen yang akan digunakan. Digambar rangkaian seperti gambar dibawah ini: Dirangkai komponen yang sudah dipersiapkan sesuai dengan rangkaian diatas pada protoboard. Dihubungkan kutub positif PSA adjust pada anoda dioda dan negatif pada ground. Dihubungkan kutub positif multimeter pada anoda dioda dan negatif ke ground. Setelah diamati gambar berikut, dihubungkan kutub positif multimeter pada titik a dan kutub negatifnya pada titik b. Dihidupkan PSA dan multimeter. Divariasikan tegangan PSA dari 0, 0.5 V sampai 6 V dengan interval 0,5 V. Dilihat hasil pengukuran pada multimeter (Vab). Dicatar hasilnya pada tabel pengukuran. Setelah diamati gambar berikut, dihubungkan kutub positif multimeter dititik b dan negatif dititik c. Diulang percobaan diatas pada no.8. Dilihat hasil pengukuran pada multimeter (Vbc). Dicatat hasilnya pada tabel pengukuran. Dinolkan semua tegangan PSA atau posisi normal (default). Dimatikan/ di-offkan semua peralatan yang digunakan. disimpan peralatan dan komponen yang telah digunakan. BAB IV ANALISA DATA Gambar Percobaan Data Percobaan Vdd Vab Vbc 0 0 0 0,5 0,47 0,04 0,8 0,74 0,27 1,0 0,99 0,45 1,2 1,12 0,91 1,5 1,43 1,23 2,0 1,93 1,41 2,5 2,42 1,85 3,0 2,91 2,30 3,5 3,38 2,82 4,0 3,98 3,22 4,5 4,38 3,76 5,0 4,89 4,30 5,5 5,34 4,77 6,0 5,82 5,19 Medan, 01 Desember 2012 Asisten, Praktikan, (Lyri Martin Lambok simorangkir) (Rinto Pangaribuan) Analisa Data Menentukan arus dioda (Id) setiap Vdd Id = (V_dd-V_ab)/R Id1 = (V_dd-V_ab)/R = (0-0)/1000Ω = 0 A Id2 = (V_dd-V_ab)/R = (0,5-0,47)/1000Ω =0,00003 A Id3 = (V_dd-V_ab)/R = (0,8-0,74)/1000Ω =0,00006 A Id4 = (V_dd-V_ab)/R = (1-0,99)/1000Ω = 0,00001 A Id5 = (V_dd-V_ab)/R = (1,2-1,12)/1000Ω = 0,00008A Id6 = (V_dd-V_ab)/R = (1,5-1,43)/1000Ω = 0,00007A Id7 = (V_dd-V_ab)/R = (2-1,93)/1000Ω = 0,00007A Id8 = (V_dd-V_ab)/R = (2,5-2,42)/1000Ω = 0,00008A Id9 = (V_dd-V_ab)/R = (3,0-2,91)/1000Ω = 0,00009A Id10 = (V_dd-V_ab)/R = (3,5 -3,38)/1000Ω =0,00012A Id11 = (V_dd-V_ab)/R = (4-3,98)/1000Ω = 0,00002A Id12 = (V_dd-V_ab)/R = (4,5-4,38)/1000Ω = 0,00012 A Id13 = (V_dd-V_ab)/R = (5-4,89)/1000Ω = 0,00011A Id14 = (V_dd-V_ab)/R = (5,5-5,34)/1000Ω = 0,00016 A Id15 = (V_dd-V_ab)/R = (6-5,82)/1000Ω = 0,00018 A Id = (V_dd-V_bc)/R Id1 = (V_dd-V_bc)/R = (0-0)/1000Ω = 0 A Id2 = (V_dd-V_bc)/R = (0,5-0,04)/1000Ω =0,00046 A Id3 = (V_dd-V_bc)/R = (0,8-0,27)/1000Ω =0,00053 A Id4 = (V_dd-V_bc)/R = (1-0,45)/1000Ω = 0,00055A Id5 = (V_dd-V_bc)/R = (1,2-0,91)/1000Ω = 0,00029A Id6 = (V_dd-V_bc)/R = (1,5-1,23)/1000Ω = 0,00027A Id7 = (V_dd-V_bc)/R = (2-1,41)/1000Ω = 0,00059A Id8 = (V_dd-V_bc)/R = (2,5-1,85)/1000Ω = 0,00065A Id9 = (V_dd-V_bc)/R = (3-2,30)/1000Ω = 0,0007A Id10 = (V_dd-V_bc)/R = (3,5-2,82)/1000Ω = 0,00068A Id11= (V_dd-V_bc)/R = (4-3,28)/1000Ω = 0,00072A Id12= (V_dd-V_bc)/R = (4,5-3,76)/1000Ω = 0,00074A Id13= (V_dd-V_bc)/R = (5-4,30)/1000Ω = 0,0007A Id14= (V_dd-V_bc)/R = (5,5-4,77)/1000Ω = 0,00073A Id15= (V_dd-V_bc)/R = (6-5,19)/1000Ω = 0,00081A Membuat kurva: Kurva karakteristik dioda Id vs Vab Slope = ∆Id/∆Vab=(0,00012-0,00007 )/(4,38-1,93)= 2,041 x 10-5 A/V Kurva karakteristik dioda Id vs Vbc Slope = ∆Id/∆Vab=(0,00081-0,00065 )/(5,19-1,85)= 4,804 x 10-5 A/V BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Kurva karakterisitik statik dioda Nilai ambang tegangan maju adalah nilai minimum tegangan yang harus dilampaui sebelum dioda dapat melewatkan arus dioda. Pada dioda silikon nilai ambang tegangan maju adalah sekitar 0,6 V hingga 0,7 V. Pada dioda germanium, nilai ambang tegangan majunya adalah sekitar 0,2 V hingga 0,3 V. Nilai breakdown adalah nilai tegangan maksimum yang dapat diterima oleh dioda. jika tegangan breakdownnya dilampaui maka dioda akan rusak. Pada dioda silikon, tegangan breakdownnya sekitar -50 V. Konstruksi penyusun dioda adalah: Dimana sisi n adalah kutub anoda yang teridiri dari banyak elektorn dan sisi p adalah kutub katoda yang terdiri dari lubang-lubang. Sifat dan prinsip kerja dioda sebagai penyearah dioda adalah menyearahkan arus bolak-balik dari PLN menjadi arus searah baik dengan menggunakan penyearah gelombang penuh atau gelombang setengah penuh dan prinsip kerjanya pada saat menyearahkan arus adalah elektron dari kutub anoda berpindah ke kutub katoda mengisi lubang-lubang dan elektron akan terisi kembali lagi ketika arus elektron mencapai kutub anoda. Bias maju terjadi apabila elektron-elektron dari sisi n menuju sisi p dimana keadaan itu terjadi saat anodanya diberikan tegangan positif dari katodanya sehingga arus dapat mengalir, sedangkan bias mundur terjadi saat sisi p yang dialiri arus elektron dimana keadaan itu terjadi saat anodanya diberi tegangan negatif dari katodanya sehingga arus tidak dapat mengalir. Aplikasi dari dioda adalah pendeteksi gelombang radio, pendeteksi gelombang TV, dan sebagai sensor (pendetektor) sehingga dapat diaplikasikan pada laser. Jenis-jenis dioda yaitu: Dioda penyearah : terbuat dari silikon atau germanium dan berfungsi sebagai penyearah Dioda Zener : dioda silikon yang sangat terkotori dan memilki breakdown yang mendadak pada tegangan yang relatif rendah. LED : dapat mengeluarkan cahaya apabila diberi bias maju Dioda kapasitansi variabel : dioda yang bisa digunakan sebagai kapasitor yang dikendalikan oleh tegangan. Dikenal juga sebagai dioda varicap. Photodioda : diaplikasikan pada sensor cahaya Saran Sebaiknya praktikan mengetahui cara pembacaan resitor Sebaiknya praktikan mengetahui cara menentukan kutub anoda dan katoda pada dioda. Sebaiknya praktikan tidak mengoyang protoboard saat percobaan agar tegangan yang diperoleh tidak salah. Sebaiknya praktikan perlahan-lahan menentukan tegangan PSA agar diperoleh kurva yang bagus. DAFTAR PUSTAKA Beach, David P. 1991. ELECTRONICS. Delmars Publishers Inc. United States of America . Pages : 83 − 84 Halliday, David. 1986. FISIKA MODERN. Edisi Ketiga.Jakarta. Erlangga. Halaman : 107 − 111 Tooley, michael. 2002. RANGKAIAN ELEKTRONIKA. Edisi Kedua. Jakarta. Erlangga. Halaman : 82 − 84 Zam, Efvy Zamidra. 2002. MUDAH MENGUASAI ELEKTRONIKA.Surabaya. Penerbit Indah. Halaman : 28 − 30 Medan, 01 Desember 2012 Asisten, Praktikan, (Lyri Martin Lambok Simorangkir) (Rinto Pangaribuan) Nama : Rinto Pangaribuan NIM : 110801050 Judul Percobaan : Karakteristik dan aplikasi dioda Asisten : Lyri Martin Lambok Simorangkir Tentukan Vd, Vr, dan Id? Jelaskan karakteristik dan aplikasi dioda (terangkan dengan memakaki gambar atau kurva). Jawab : Karakteristik dioda dimana merupakan sambungan semikonduktor P-N yang digunakan sebagai penyearah. Pada P biasanya disebut sebagai anoda dan pada N biasanya disebut sebagai katoda, apabila P dihubungkan ke kutub (+) dan N dihubungkan ke kutub (−) maka daerah pengosongan menjadi sempit, sehingga arus dapat mengalir. Apabila dihubungkan ke kutub (−) dan dihubungkan ke kutub (+) maka daerah pengosongan akan menjadi lebar sehingga arus tidak dapat mengalir. Aplikasi dioda ialah pendeteksi gelombang radio, pendeteksi gelombang TV, dan sebagai sensor (pendetektor) sehingga dapat diaplikasikan pada laser. Kurva karakteristik Dioda Tugas Persiapan Nama : Rintho NIM : 110801050 Judul Percobaan : Karakteristik dan Aplikasi dioda Asisten : Lyri Martin Lambok Simorangkir Sebutkan jenis-jenis dioda! Jenis-jenis dioda : Dioda biasa Dioda Zener Dioda pemancar cahaya Fotodioda Dioda kapasitansi variabel Thyristor Sebutkan rangkaian dasar dari dioda dan rangkaian cara pembiasan pada dioda! Gambar Rangkaian dasar dioda. Sisi p ditandai dengan A (Anoda) dan sisi n ditandai dengan K (Katoda). Pembiasan pada dioda terdapat 2 cara yaitu: bias maju dan bias mundur. Bias maju terjadi jika sebuah dioda sambungan yang anodanya dijadikan lebih positif dari katodanya dan bias mundur terjadi jika sebuah dioda sambungan yang katodanya dijadikan lebih positif dari anodanya. Apakah yang anda ketahui tentang regulasi, regulator, dan faktor ripple! regulasi tegangan artinya menjaga tegangan output konstan. Dioda zener pada umumnya mengurangi perubahan input yang besar dan perubahan tegangan output yang sangat kecil. Jadi,Regulasi tegangan merupakan penggunaan utama dari dioda zener. Regulator tregangan adalah bagian power supply yang berfungsi untuk memberikan stabilitas output pada suatu power supply. Output tegangan DC dari penyearah tanpa regulator mempunyai kecenderungan berubah harganya saat dioperasikan. Adanya perubahan pada masukan AC dan variasi beban merupakan penyebab utama terjadinya ketidakstabilan pada power supply. Pada sebagian peralatan elektronika, terjadinya perubahan catu daya akan berakibat cukup serius. Untuk mendapatkan pencatu daya yang stabil diperlukan regulator tegangan. Regulator tegangan untuk suatu power supply paling sederhana adalah menggunakan dioda zener. Faktor ripple adalah besarnya prosentase perbandingan antara Faktor ripple adalah besarnya prosentase perbandingan antara tegangan ripple dengan tegangan DC yang dihasilkan. Rumusnya: r= V_r/V_DC x 100% Untuk memperkecil nilai ripple dapat digunakan filter kapasitor. Semakin besar nilai kapasitor maka akan semakin kecil nilai tegangan ripple. Terangkan kurva karakteristik static diode, apa perbedaan diode silicon dengan diode zener? Kurva karakteristik dioda menjelaskan kemampuan sebuah dioda yaitu berapakah nilai ambang tegangan maju dan nilai tegangan breakdown mundurnya dari dioda tersebut. Kurva tersebut menunujukkan hubungan antara arus dioda dengan tegangan dioda. Contoh Gambar diatas menggambarkan kurva dioda silikon secara kasar. Nilai ambang tegangan maju pada dioda silikon adalah sekitar 0,6 V hingga 0,7 V sedangkan, dioda germanium memiliki nilai ambang tegangan majunya sekitar 0,2 V hingga 0,3 V. Perbedaan antara diode silikon dengan diode zener adalah pada tegangan breakdown mundurnya. Diode zener biasanya memiliki tegangan breakdown mundur yang mendadak pada tegangan pada tegangan yang relatif rendah (biasanya kurang dari 6V). Apa yang dimaksud dengan tegangan break down dari diode zener? Jelaskan dan berikan contoh rangkaian regulator dengan menggunakan diode zener sebagai penstabil tegangan, terangkan cara kerjanya! Tegangan break down adalah tegangan maksimum yang dapat diterima oleh perangkat. Tegangan breakdown pada dioda zener relatif sangat rendah (biasanya kurang dari 6 V). Contoh Rangkaian regulator dengan menggunakan diode zener sebagai penstabil tegangan : Cara kerja rangkaian diatas adalah sebagai berikut: sebuah zener diode dengan rating tegangan 5 volt dihubungkan ke suatu sumber tegangan variabel melalui sebuah resistor R1 pada arah reverse bias. Resistor seri R1 digunakan untuk menurunkan tegangan sumber sehingga diodenya tidak memikul seluruh tegangan sumber. Bila tegangan sumber dinaikan dari nol volt, maka tegangan yang diterima diode juga akan meningkat sehingga mencapai tegangan zener yaitu 5 volt. Pada saat itu, diodenya akan konduk dan akan menjaga tegangannya tetap berada pada level 5 volt meskipun tegangan sumbernya terus naik dari 5 volt ke titik 9 volt. "NGOPAS BUAT ALAMATNYA YAH LEK..................!!!!!!!!!!!!!!!!!"

PENGUAT DAN TROUBLE SHOOTING

BAB I PENDAHULUAN Latarbelakang Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Pada masa kini transistor ada dalam setiap peralatan elektronika. Jika memahami dasar kerja transistor maka akan lebih mudah mempelajari cara kerja bebagai peralatan elektronika. Transistor merupakan suatu komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat arus maupun tegangan, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Untuk bekerja sebagai penguat, transistor harus berada di daerah kerja aktif. 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-Base (CB), Common-Emitter (CE) dan Common-Collector (CC). Konfigurasi yang paling banyak dipakai sebagai penguat adalah Common-Emitter, karena mempunyai penguat arus (AI) dan penguatan tegangan (AV) yang tinggi.Untuk menentukan penguatan teoritis-nya, terlebih dahulu akan kita hitung resistansi input dan outputnya. Penguat Common Emiter sering dirancang dengan sebuah resistor emitter (RE). Resistor tersebut menghasilkan bentuk dari umpan balik negatif yang dapat digunakan untuk menstabilkan titik operasi DC dan penguatan AC. Penguat Common Collector juga disebut dengan pengikut emitter karena tegangan sinyal keluaran pada emitter hamper sama dengan tegangan sinyal masukan pada basis. Penguatan tegangan penguat ini selalu lebih kecil dari 1, tetapi mempunyai penguatan arus yang tinggi dan biasanya digunakan untuk mencocokkan sumber dengan impedansi tinggi ke beban yang impedansinya rendah. Penguat impedansi masukan besar dan impedansi keluaran kecil. Tujuan Untuk mengetahui cara kerja rangkaian common emitter Untuk mencari tahu kerusakan suatu penguat Untuk mengukur tegangan pada rangkaian secara teoritis Untuk mengetahui prinsip kerja suatu penguat BAB II DASAR TEORI Kalau resistor emitor yang kita kenal untuk mengatur titik kerja tidak dihubung singkat untuk sinyal AC dengan memakai kondensator, maka feedback negatif dari resistor emitor itu juga berlaku untuk isyarat AC. Feedback negatif berarti output dari rangkaian dibalikkan ke input sehingga input diperkecil. Feedback yang terjadi dalam rangkaian dibalikkan ke input sehingga input diperkecil. Feedback yang terjadi dalam rangkaian ini bisa diuraikan sbb: Ketika voltase input Vin naik, berarti voltase basis-emitor naik, arus kolektor IC naik dan dengan arus kolektor yang naik arus emitor IE juga naik. Karena IE naik, maka voltase pada resistor emitor VRE juga naik. Karena VRE naik, maka voltase basis-emitor VRE turun. Karena VBE turun, maka arus kolektor kembali turun. Jadi seluruhnya terdapat suatu hubungan lingkaran sebab-akibat yang mengurangi gesekan asli. Penguatan yang didapatkan dari rangkaian ini bisa dihitung sbb.: Dari skema rangakaian gamabr 2.1, dengan memakai hukum Kirchoff mengenai voltase, dapat dilihat voltase input, vin, adalah jumlah dari voltase pada resistor emitor, vRE, dan voltase basis-emitor, vBE: vin = vBE + vRE...............................................................................................................................(2.1) Gambar 2.1 Resistor emitor menghasilkan feedback negatif Ketika vin naik, baik vRE dan vBE akan naik. Mengenai perbandingan voltase pada komponen-komponen sambungan basisi emitor, bisa digantikan dengan resistivitas diferensial antara basis dan emitor.”Mengatur Titik Kerja dengan Memakai Umpan Balik dari Resistro Emitor”. Perbandingan anatar voltase-voltase dalam rangkaian seri sama dengan perbandingan antara resistivitas-resistivitas, maka hubungan antara vin dan vRE terdapat: v_in/v_RE = (r_E+ R_E)/R_E ≈ 1.............................................................................................................................(2.2) Dimana rE adalah resistivitas emitor10 dalam transistor. “Mengatur Titik Kerja dengan Memakai Umpan Balik dari Resistor Emitor” .Kalau resistivitas resistor emitor RE jauh lebih besar dibanding resistivitas emitor dalam transistor rE, maka rE dalam (2.2) bisa diabaikan dan perubahan voltase input hampir sama dengan perubahan voltase pada resistor emitor: vin ≈ vRE ( v = ΔV).......................................................................................................................(2.3) Dengan (2.3) ini, arus emitor yang besarnya hampir sama dengan arus kolektor akan terdapat dari perubahan voltase input: iE = V_RE/R_E = v_in/R_E ↔ vin = RE .iE = RE.iC..............................................................................................(2.4) Voltase output akan terdapat dari arus kolektor seperti yang biasanya terdapat pada rangkaian seperti ini: vout = −vRC =−RC.iC.......................................................................................................................(2.5) Maka penguatan didapatkan sebesar: A = v_out/v_in = (-R_C .i_C)/(R_E.i_C )=-R_C/R_E ...............................................................................................................(2.6) Pada persamaan (2.6) terlihat bahwa sifat transistor sama sekali tidak mempengaruhi penguatan dari rangkaian ini, tetapi yang menentukan penguatan rangkaian ini hanya perbandingan resistivitas dari dua resistor. Sebab itu linearitas dari penguatan rangkaian ini tidak lagi terganggu oleh ketidaklinearan dari sifat-sifat transistor. Tetapi penguatan yang bisa dicapai jauh lebih kecil daripada penguatan tanpa resistor emitor. Dalam rangkaian praktis perlu dicarikan suatu kompromi sesuai dengan tujuan rangkaian. Kalau kita menghitung situasi ini dengan lebih rinci, akan terdapat suatu rumus untuk penguatan, yang mana baik resistivitas kolektor maupun reisitivitas emitor dan transconductance rangkaian mempengaruhi hasil, dimana trannsconductance tidak linear. (transconductance berubah dengan arus kolektor.) Dalam perhitungan yang lebih teliti, baik perubahan voltase pada resistor emitor, vRE, maupun perubahan voltase basis-emitor, vBE, harus dihitung sesuai dengan (2.1). Perubahan voltase pada resistor emitor sesuai dengan hukum Ohm (arus kolektor dihitung sama dengan arus emitor): vRE = RE .iC...................................................................................................................................(2.7) Hubungan antara arus kolektor dan voltase basis-emitor terdapat dari persaman transistor: iC = gf .vBE....................................................................................................................................(2.8) Dengan mensubstitusikan (2.7) dan (2.8) dalam (2.1) terdapat hubungan antara perubahan arus kolektor iC dan perubahan voltase input vin: vin = RE .iC + 1/g_f . iC........................................................................................................................(2.9) Perubahan voltase output terdapat dari perubahan voltase pada resistor emitor oleh perubahan arus kolektor, dan dari (2.9): vout = −vRC = −RC .iC...................................................................................................................(2.10) Maka terdapat penguatan dari rangkaian ini: |A| = (|v_out |)/(|v_in |) = R_C/(RE+1/g_f )......................................................................................................................(2.11) Untuk resistivitas resistor emitor RE = 0 terdapat hasil sepertiyang telah dihitung tanpa resistor emitor. Untuk pendekatan resistivitas dari resistor emitor RE yang jauh lebih besar daripada 1/g_f (= rE) terdapat rumus pendekatan (2.6). Hasil (2.11) bisa juga diperoleh dari (2.2) kalau tidak memakai pendekatan rE<

PENGUAT TRANSISTOR DENGAN PARAMETER H

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya. Pada masa kini transistor ada dalam setiap peralatan elektronika. Jika memahami dasar kerja transistor maka akan lebih mudah mempelajari cara kerja bebagai peralatan elektronika. Transistor merupakan suatu komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat arus maupun tegangan, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Untuk bekerja sebagai penguat, transistor harus berada di daerah kerja aktif. 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-Base (CB), Common-Emitter (CE) dan Common-Collector (CC). Konfigurasi yang paling banyak dipakai sebagai penguat adalah Common-Emitter, karena mempunyai penguat arus (AI) dan penguatan tegangan (AV) yang tinggi.Untuk menentukan penguatan teoritis-nya, terlebih dahulu akan kita hitung resistansi input dan outputnya. Penguat Common Emiter sering dirancang dengan sebuah resistor emitter (RE). Resistor tersebut menghasilkan bentuk dari umpan balik negatif yang dapat digunakan untuk menstabilkan titik operasi DC dan penguatan AC. Penguat Common Collector juga disebut dengan pengikut emitter karena tegangan sinyal keluaran pada emitter hamper sama dengan tegangan sinyal masukan pada basis. Penguatan tegangan penguat ini selalu lebih kecil dari 1, tetapi mempunyai penguatan arus yang tinggi dan biasanya digunakan untuk mencocokkan sumber dengan impedansi tinggi ke beban yang impedansinya rendah. Penguat impedansi masukan besar dan impedansi keluaran kecil. Tujuan Untuk menentukan titik kerja DC teori dan praktek. Untuk membandingkan penguat tegangan teori dan praktek. Untuk mengetahui aplikasi dari rangkaian parameter-H. Untuk mengetahui jenis rangkaian penguat yang dirangkai dalam percobaan. BAB II DASAR TEORI Kalau resistor emitor yang kita kenal untuk mengatur titik kerja tidak dihubung singkat untuk sinyal AC dengan memakai kondensator, maka feedback negatif dari resistor emitor itu juga berlaku untuk isyarat AC. Feedback negatif berarti output dari rangkaian dibalikkan ke input sehingga input diperkecil. Feedback yang terjadi dalam rangkaian dibalikkan ke input sehingga input diperkecil. Feedback yang terjadi dalam rangkaian ini bisa diuraikan sbb: Ketika voltase input Vin naik, berarti voltase basis-emitor naik, arus kolektor IC naik dan dengan arus kolektor yang naik arus emitor IE juga naik. Karena IE naik, maka voltase pada resistor emitor VRE juga naik. Karena VRE naik, maka voltase basis-emitor VRE turun. Karena VBE turun, maka arus kolektor kembali turun. Jadi seluruhnya terdapat suatu hubungan lingkaran sebab-akibat yang mengurangi gesekan asli. Penguatan yang didapatkan dari rangkaian ini bisa dihitung sbb.: Dari skema rangakaian gamabr 2.1, dengan memakai hukum Kirchoff mengenai voltase, dapat dilihat voltase input, vin, adalah jumlah dari voltase pada resistor emitor, vRE, dan voltase basis-emitor, vBE: vin = vBE + vRE...............................................................................................................................(2.1) Gambar 2.1 Resistor emitor menghasilkan feedback negatif Ketika vin naik, baik vRE dan vBE akan naik. Mengenai perbandingan voltase pada komponen-komponen sambungan basisi emitor, bisa digantikan dengan resistivitas diferensial antara basis dan emitor.”Mengatur Titik Kerja dengan Memakai Umpan Balik dari Resistro Emitor”. Perbandingan anatar voltase-voltase dalam rangkaian seri sama dengan perbandingan antara resistivitas-resistivitas, maka hubungan antara vin dan vRE terdapat: v_in/v_RE = (r_E+ R_E)/R_E ≈ 1.............................................................................................................................(2.2) Dimana rE adalah resistivitas emitor10 dalam transistor. “Mengatur Titik Kerja dengan Memakai Umpan Balik dari Resistor Emitor” .Kalau resistivitas resistor emitor RE jauh lebih besar dibanding resistivitas emitor dalam transistor rE, maka rE dalam (2.2) bisa diabaikan dan perubahan voltase input hampir sama dengan perubahan voltase pada resistor emitor: vin ≈ vRE ( v = ΔV).......................................................................................................................(2.3) Dengan (2.3) ini, arus emitor yang besarnya hampir sama dengan arus kolektor akan terdapat dari perubahan voltase input: iE = V_RE/R_E = v_in/R_E ↔ vin = RE .iE = RE.iC..............................................................................................(2.4) Voltase output akan terdapat dari arus kolektor seperti yang biasanya terdapat pada rangkaian seperti ini: vout = −vRC =−RC.iC.......................................................................................................................(2.5) Maka penguatan didapatkan sebesar: A = v_out/v_in = (-R_C .i_C)/(R_E.i_C )=-R_C/R_E ...............................................................................................................(2.6) Pada persamaan (2.6) terlihat bahwa sifat transistor sama sekali tidak mempengaruhi penguatan dari rangkaian ini, tetapi yang menentukan penguatan rangkaian ini hanya perbandingan resistivitas dari dua resistor. Sebab itu linearitas dari penguatan rangkaian ini tidak lagi terganggu oleh ketidaklinearan dari sifat-sifat transistor. Tetapi penguatan yang bisa dicapai jauh lebih kecil daripada penguatan tanpa resistor emitor. Dalam rangkaian praktis perlu dicarikan suatu kompromi sesuai dengan tujuan rangkaian. Kalau kita menghitung situasi ini dengan lebih rinci, akan terdapat suatu rumus untuk penguatan, yang mana baik resistivitas kolektor maupun reisitivitas emitor dan transconductance rangkaian mempengaruhi hasil, dimana trannsconductance tidak linear. (transconductance berubah dengan arus kolektor.) Dalam perhitungan yang lebih teliti, baik perubahan voltase pada resistor emitor, vRE, maupun perubahan voltase basis-emitor, vBE, harus dihitung sesuai dengan (2.1). Perubahan voltase pada resistor emitor sesuai dengan hukum Ohm (arus kolektor dihitung sama dengan arus emitor): vRE = RE .iC...................................................................................................................................(2.7) Hubungan antara arus kolektor dan voltase basis-emitor terdapat dari persaman transistor: iC = gf .vBE....................................................................................................................................(2.8) Dengan mensubstitusikan (2.7) dan (2.8) dalam (2.1) terdapat hubungan antara perubahan arus kolektor iC dan perubahan voltase input vin: vin = RE .iC + 1/g_f . iC........................................................................................................................(2.9) Perubahan voltase output terdapat dari perubahan voltase pada resistor emitor oleh perubahan arus kolektor, dan dari (2.9): vout = −vRC = −RC .iC...................................................................................................................(2.10) Maka terdapat penguatan dari rangkaian ini: |A| = (|v_out |)/(|v_in |) = R_C/(RE+1/g_f )......................................................................................................................(2.11) Untuk resistivitas resistor emitor RE = 0 terdapat hasil sepertiyang telah dihitung tanpa resistor emitor. Untuk pendekatan resistivitas dari resistor emitor RE yang jauh lebih besar daripada 1/g_f (= rE) terdapat rumus pendekatan (2.6). Hasil (2.11) bisa juga diperoleh dari (2.2) kalau tidak memakai pendekatan rE<