LAPORAN AKHIR
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I
“
Nama : Gunawan wibisono
NIM : A1C318056
Kelas : Fisika Reguler B 2018
NIM : A1C318056
Kelas : Fisika Reguler B 2018
LABORATORIUM PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU
PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2018
TEOREMA THEVENIN
DAN NORTON
I.
TUJUAN
1) Setelah
melakukan praktikum, mahasiswa diharapkan dapat mengidentifikasi karakteristik
teorema Thevenin dan teorema Norton pada rangkaian arus searah dengan benar.
2) Setelah
melakukan praktikum, praktikan dapat mencontohkan fungsi teorema Thevenin dan
teorema Norton dengan benar.
3) Setelah
melakukan praktikum, mahasiswa diharapkan dapat mengukur Vth, Rth, IN,
dan RN pada angkaian Thevenin dan Norton dengan benar.
II.
LANDASAN
TEORI
Menurut
Cooper (1994:151-152), untuk memperoleh pengganti Thevenin dilakukan dua
langkah: langkah pertama menyangkuttegngan ekivalen (pengganti) yang muncul
pada terminal c dan d bila galvanometer dipindahkan dari rangkaian. Langkah
kedua menyangkut penentuan tahanan pengganti dengan memperhatikan terminal c
dan d, dan mengganti baterai dengan tahanan dalamnya.
Tegangan thevenin atau
tegangan rangkaian terbuka diperoleh dengan menunjuk pada gambar, dan
menuliskan:
Dimana,
dan
Dengan demikian
ini adalah tegangan generator
thevenin.
Tahanan rangkaian pengganti thevenin diperoleh
dengan melihat kembali terminal c dan d dan mengganti baterai dengan tahanan
dalamnya, rangkaian gambar dinyatakan tahanan thevenin.
Menurut
Bandyopadhyay (2015: 2), Consider two one
port networks A and B that are connected as shown in Fig 3. Network A may
contain only linear passive elements and linear independent and controlled
sources. On the other hand there is no restriction of linearity for network B.
However, following constaint exist:
1.
There
is no electromagnetic coupling between network A and B.
2.
There
exists no source at network A that is controlled by any voltage or current in
network B.
Under this condition Thevenin’s theorem states
that the network A may be replaced by a voltage source V θ connected in series
with an impedance Z θ where Vθ is the open circuit voltage measured at the port
of A and Zθ is the driving point impedance of A with all the independent
sources in A reduced to zero.
Salah satu kegunaan
utama Teorema Thevenin adalah untuk menggantikan suatu bagian besar rangkaian,
yang seringkali memang merupakan rangkaian yang rumit dan tidak menarik,
menjadi sebuah rangkaian ekuivalen yang sangat sederhana. Sehingga, kita dapat
melakukan proses perhitungan yang lebih cepat untuk besaran seperti tegangan,
arus, dan daya yang dpaat dikirim oleh rangkaian semula ke suatu beban. Selain
itu, dapat membantu memilih nilai resistansi beban terbaik. Dalam rangkaian
penguat daya transistor dapat menentukan daya maksimum yang dapat diambil dari
penguat untuk dikirimkan ke penguat suara (Hayt, W.H., dkk, 2005: 121).
Teorema Norton
menyatakan bahwa sebarang jaringan yang dihubungkan ke terminal A dan B dapat
digantikan dengan sumber arus tunggal IN yang positif dengan
resistansi tunggal RN. RN adalah resistansi dengan
seluruh sumber arus internalnya digantikan oleh hubung-singkat. Nilai RN sama
dengan resistansi RTH. IN sama dengan arus yang melalui
terminal ab jika dipasang satu hubung-singkat (Gussaw, 2002: 54).
Menurut Jamzuri dan
Aminah (2005: 8) resistor-resistor R1 dan R2 membentuk
jaringan pembagi resistif untuk memberikan tegangan umpan balik (VA)
yang diperlukan pada input membalik. Tegangan umpan balik (V_)
dibentuk pada R1. Karena tegangan pada input membalik sama dengan
input tak membalik, maka : Arus yang lewat R1 dan R2 sama
besar ialah I maka
Vi dan Vo
diperoleh dari persamaan gain gambar 12
Gambar 12
Penguat Tak Membalik
III.
ALAT
DAN BAHAN
1. Power Supply = 1 Unit
2. Multimeter
Digital =
1 Unit
3. Project Board =
1 Unit
4. Kabel Jumper =
1 Meter
5. Resistor =
4 buah 2kΩ, 2 buah 1kΩ, 1 buah 510 Ω
IV.
PROSEDUR
PERCOBAAN
4.1
Teorema Thevenin
1. Persiapkan
semua peralatan dan bahan-bahan yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2. Periksa
semua bahan dan peralatan, pastikan semua dalam kondisi yang baik.
3. Buatlah
rangkaian seperti gambar dibawah ini:
4. Langkah-langkah
untuk mencari tegangan VTH untuk rangkaian pengganti Thevenin adalah:
·
Ukur tegangan open circuit terminal a-b,
maka akan didapatkan nilai VTh.
·
Catat nilai VTh pada table kerja 1.1!
5. Langkah-langkah
untuk mencari hambatan RTh untuk rangkaian pengganti Thevenin adalah:
·
Matikan sumber tegangan dengan melepas
sumber tegangan. Kemudian hubungkan singkat antara terminal a-b, seperti
rangkaian dibawah ini:
·
Ukur resistansi pada terminal a-b dengan
Multimeter, maka didapatkan RTh.
4.2
Teorema Norton
1. Dengan
rangkaian yang sama seperti percobaan sebelumnya.
2. Mencari
IN
·
Pasang sumber tegangan pada c-d, ukur
arus (IN) hubung singkat pada a-b dengan memasang amperemeter pada terminal a-b
secara langsung (perhatikan mode amperemeter DC), seperti terlihat pada gambar
dibawah ini:
·
Catat nilai IN pada table kerja
1.2!
3. Mencari
RN:
· Matikan
sumber tegangan dengan melepas sumber tegangan dan gantikan dengan tahanan
dalamnya, caranya dengan menghubungkan singkat antara terminal a-b, seperti
gambar dibawah ini:
· Nilai
RN = RTh.
· Catat
nilai RN pada tabel kerja 1.2!
V.
DATA
HASIL
6.1 Teorema Thevenin (
Vin= 9,01 V)
|
Rangkaian
Asli
|
Vth
|
Rth
|
|
V=
9 V
R1=
2kΩ
R2=
2kΩ
R3=
1kΩ
R4=
2kΩ
R5=
1kΩ
R6=
2kΩ
R7=
510Ω
|
4,12
V
|
1,50
kΩ
|
6.2 Teorema Norton (
Vin= 9,01 V)
|
Rangkaian
Asli
|
IN
|
RN
|
|
V=
9 V
R1=
2kΩ
R2=
2kΩ
R3=
1kΩ
R4=
2kΩ
R5=
1kΩ
R6=
2kΩ
R7=
510Ω
|
7,26
μA
|
1,50
kΩ
|
VI.
PEMBAHASAN
Teorema
Thevenin ialah metode analisis yang digunakan untuk mengubah rangkaian kompleks
menjadi rangkaian ekuivalen sederhana yang terdiri dari satu hambatan secara
seri dengan sumber tegangan. Teorema Thevenin menyatakan bahwa “ Setiap
rangkaian linier yang mengandung beberapa tegangan dan hambatan dapat diganti
hanya dengan satu tegangan tunggal secara seri dengan satu hambatan yang terhubung
melintasi beban”. Teorema Norton ialah metode analisis yang digunakan untuk
mengubah rangkaian kompleks menjadi menjadi rangkaian ekuivalen sederhana yang
terdiri dari satu hambatan secara paralel dengan sumber arus.
Percobaan
yang dilakukan yaitu rangkaian thevenin dan Norton, dimana ada beberapa
pengukuran pada percobaan kali ini, diantaranya yaitu mengukur tegangan
thevenin, hambatan thevenin, arus Norton, hambatan Norton dari rangkaian
sederhana dan menyelidiki pengaruh beban terhadap tegangan dan kuat arus
rangkaian yang menggunakan teorema thevenin dan teorema Norton. Hambatan yang
digunakan ada yang namanya hambatan beban. Dalam setiap percobaan yaitu
percobaan untuk thevenin dan Norton terdapat empat resistor yang digunakan yang
pastinya memiliki nilai-nilai yang berbeda namun tidak semuanya, dan salah satu
resistor dianggap sebagai hambatan beban Rl.
Pada
praktikum tentang Teorema Thevenin dan Norton ini kami melakukan percobaan
untuk mengidentifikasi karakteristik kedua teorema tersebut dalam rangkaian
arus searah serta mencontohkan fungi kedua teorema dan mengukur Vth, Rth, In,
dan Rn pada rangkaian. Pada percobaan Teorema Thevenin, kami menggunakan tegangan 9,01 Volt dan hambatan R1= 2kΩ, R2= 2kΩ, R3= 1kΩ, R4=
2kΩ, R5= 1kΩ, R6= 2kΩ, R7= 510Ω. Rangkaian sesuai dengan gambar di prosedur.
Setelah diukue didapatkan Vth sebesar 4,12 Volt. Setelah itu, hambatan Rth
dicari dengan mematikan sumber tegangan dan menghubungkan secara singkat
terminal a dan b dan diukur Rth dengan multimeter digital yaitu sebesar 1,5 kΩ.
Jadi, dapat dikatakan bahwa hambatan thevenin 1,5 kΩ dapat menggantikan
rangkaian asli yang lebih kompleks atau rumit seperti pada teori.
Pada
percobaan Teorema Norton, kami menggunakan
rangkaian yang sama dengan percobaan teorema thevenin, namun hanya
mengubah perlakuannya saja yaitu mengukur arus hubung singkat terminal a-b dan
didapatkanlah nilai In yaitu 7,26 μA, karena RN = RTH,
maka nilai RN ialah 1,5 kΩ. Perbedaan antara teorema Norton dengan
Thevenin adalah pada teorema Norton menggunakan sumber arus dan hambatan
dipasang paralel dengan sumber arus sedangkan pada thevenin, hambatan dipasang
seri dengan sumber tegangan.
Dari
percobaan tersebut dapat diketahui bahwa karakteristik teorema thevenin pada
arus searah yaitu menunjukkan bahwa keseluruhan jaringan listrik tertentu
kecuali beban, dapat diganti dengan sirkuit ekuivalen yang hanya mengandung
sumber tegangan listrik dengan resistor yang terhubung secara seri, hingga
hubungan antara arus dan tegangan pada beban tidak berubah. Penggunaan utama
dari Thevenin ialah menyederhanakan sebagian besar komponen rangkaian.
Dari
percobaan Norton dapat diketahui bahwa karakteristik teorema Norton pada arus
searah yaitu menunjukkan bahwa keseluruhan jaringan listrik tertentu kecuali
beban, dapat diganti dengan rangkaian yang lebih sederhana dengan sebuah
resistor yang terhubung secara paralel
sehingga hubungan antara arus dan tegangan pada beban tidak berubah.
Rangkaian
ekuivalen (kedua teorema terdiri dari sebuah sumber tunggal yang dirangkai
dengan resistansi tunggal. Hal ini berarti baik Thevenin maupun Norton memiliki
rangkaian ekuivalensi yang harusnya bisa memproduksi tegangan yang nilainya
sama pada terminal yang terbuka (tanpa terhubung dengan beban). Jadi, tegangan
thevenin sama dengan arus Norton dikalikan resistansi. Jadi, apabila kita ingin
mengubah rangkaian Norton menjadi Thevenin atau sebaliknya, kita bisa
menggunakan resistansi yang sama dan menghitung sumber tegangan Thevenin dengan
hukum Ohm. INORTON = ETHEVENIN / RTHEVENIN.
VII.
KESIMPULAN
1. Karakteristik
teorema Thevenin pada rangkaian arus searah yaitu keseluruhan jaringan listrik
tertentu kecuali beban, dapat diganti dengan sirkuit ekuivalen yang terhubung
antara sumber tegangan listrik dengan resistor seri, hingga hubungan antara
arus dan tegangan pada beban tidak berubah sedangkan karakteristik teorema
Norton pada arus searah yaitu keseluruhan jaringan listrik tertentu kecuali
beban, dapat diganti dengan rangkaian yang lebih sederhana dengan sebuah
resistor yang terhubung secara paralel
sehingga hubungan antara arus dan tegangan pada beban tidak berubah.
2. Fungsi
atau keguanaan teorema Thevenin dan Norton adalah untuk menggantikan sebagian
besar rangkaian yang rumit dan dan kompleks menjadi sebuah rangkaian yang
sederhana sehingga kita dapat melakukan perhitungan dengan cepat.
3. Pengukuran
VTH, RTH, IN, dan RN pada rangkaian
Thevenin dan Norton dapat dicari dengan
dan pengukuran V dan IN dapat
diukur dengan multimeter.
DAFTAR PUSTAKA
Bandyopadhyay, A.K. 2015. Thevenin’s Theorem: An
Easy Proof Suitable For Undergraduate Teaching. Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 9, No. 2. ISSN: 1870- 9095.
Cooper, William David. 1994. Instrumentasi
Elektronik dan Teknik pengukuran. Jakarta:Erlangga.
Gussow, Milton. 2002. Dasar – dasar Teknik Listrik. Jakarta: Erlangga.
Hayt, W.H, dkk. 2005. Rangkaian Listrik Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga.
Jamzuri dan Aminah, Nonoh Siiti. 2015. Uji Sifat
OpAmp Berbasis Sinkronisasi Materi Praktikum IC 741 Untuk Mahasiswa Pendidikan
Fisika. Jurnal Materi dan Pembelajaran
Fisika (JMPF). ISSN: 2089-6158.
Lampiran Hitung
Vin = 9,01
Volt
R = 2kΩ
FILTER PASIF
(LOW PASS
& HIGH PASS)
I.
TUJUAN
1.1 Setelah melakukan praktikum,
praktikan dapat mengidentifikasi pengertian High pass dan Low pass filter
dengan benar
1.2 Setelah melakukan praktikum,
praktikan dapat menjabarkan cara kerja high pass dan low pass filter dengan
benar.
1.3 Setelah melakukan praktikum,
praktikan dapat mengukur R, C, Vin, Vout, dan G(ω) pada rangkaian high pass dan low pass filter
dengan benar.
II.
LANDASAN TEORI
Menurut Zuhal (2004:247), sesuai dengan sifat dalam meredam
sinyal pada daerah frekuensi tertentu, maka filter dapat diklasifikasikan
sebagai berikut:
1. Low
Passs Filter (LPF), yaitu rangkaian filter yang mampu melewatkan atau tidak
meredam sinyal pada frekuensi rendah, frekuansi respons, kurva redaman versus
frekuensi.
2.
High Pass Filter (HPF), yaitu rangkaian filter yang mampu melewatkan
atau tidak meredam pada frekuens tinggi, frekuensi respons, kurva redaman versus
frekuensi.
In
general, there is comparatively little change in the magnitude of either the
Gibbs oscillations or the band with nations for values of 2n+1 and fc above the
dashed lines. The most dramatic change is in the transition band with , which
is approximately inversely proportional to n. Also, figs 3 and 4 can be used to
reasonably infer the response properties when the total number of weight exceed
51 (Duchon, 1979:1019).
Jika
suatu gelombang elektromagnetis memasuki daerah yang diionisasikan dengan arah
vertical, seperti pada gambar, medan listrik bekerja sebagai suatu gaya pada
partikel-partikelbermuatan (elektron elektron dan ion-ion), sehingga
mengakibatkan adanya pergerakan muatan dank arena itu aliran arus. Meskipun
sebuah ion positif akan membawa muatan yang sama besarnya seperti yang dibawa
oleh sebuah elektron, ion adalah 1000 kali lebih massif, dank arena itu
kecepatannya juga akan lebih kecil, sehingga sumbangan ion-ion terhadap arus
dapat diabaikan (Idris,dkk.,1984:499).
Pemahaman
tentang propagasi gelombang-gelombang sinusoid pada saluran tranmisi sangat
penting secara fundamental. Hal ini dikarenakan bahwa semua sinyal yang
ditransmisikan dalam aplikasi praktis selalu dapat diuraikan menjadi
penjumlahan diskrit maupun konstan dari sekumpulan komponen sinusoid. Prosedur
yang demikian ini adalah basis dari analisis domain frekuensi untuk
sinyal-sinyal pada sluran trnmisi. Dengan teknik analisis ini efek perambatan
gelombang pada saluran tranmisi dapat dipelajari dengan memperhatikan efek-efek
yang bekerja pada komponen-komponen sinusoidnya. Hal ini secara efektif
memungkinkan kita menganalisis selurh spectrum dari sinyal terkait dengan
menggunakan parameter-parameter saluran yang bergantung pada frekuensi, dan
kemudian menyatukan kembali komponen-komponen domain frekuensi tersebut untuk
mendapatkan sinyal resultan didalam domain gelombang sinusoid, dan melalui ini
pemahaman tentang berbagai perilaku sinyal pada saluran tranmisi (Hayt &
Buck, 2006:324).
Menurut
Irawan,dkk.(2011:5), dalam penelitiannya parameter filter pasif akan dihitung
dengan menggunakan program GUI (Grafical User Interface) matlab.
Sedangkan pengujian untuk kerja alter akan dilakukan dengan mendesain filter
dan model jaringan sistem multi mesin 9 bus IEEE menggunakan simulink
library. Diagram alir (flow chart) desain dan pengujian filter
adalah sebagai berikut:
(Gambar diagram alir desain dan pengujjian filter
pasif)
III.
ALAT DAN BAHAN
1.
Signal generator =
1 unit
2.
Osiloskop
(osiloskop dan probe 2 buah) = 1
unit
3.
Multimeter = 1 unit
4.
Resistor = 100Ω & 150Ω
5.
Kapasitor
= 0,1μF
6.
Bread board
= 1 unit
7.
Set jumper = 1 meter
IV.
PROSEDUR
PERCOBAAN
4.1
High
pass filter
1.
Disiapkan semua perlatan dan bahan-bahan yang
diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2.
Diperiksa semua bhan dan peralatan, pastikan
semua dalam kondisi baik.
3.
Disiapkan resistor sebesra 100 ohm dan ka[pasitor
sebesar 0,1 μF yang akan digunakan dalam percobaan ini.
4.
Digunakan multimeter untuk mengukur besar
resistansi resistor. Jangan tempelkan anggota tubuh pada probe multimeter atau
resistor karena hal ini dapat menimbulkan bias pembacaan.
5. Disususn
rangakain seperti gambar di bawah ini pada bread board.
6. Pastikan jumper serta kabel telah dalam posisi
yang baik. Pastikan dengan benar tidak terjadi shorting.
7.
Atur input pada signal generator sebesar 500
mmVpp dengan menggunakan sinyal masukan sinusoidal dengan frekuensi rendah.
8.
Matikan signal generator kemudian menghubungkan
signal generator ke rangkaian di posisi input.
9.
Hubungkan rangkaian ke osiloskop menggunkan dual
chanel. Chanel 1 osiloskop dihubungkan ke input rangkaian dan chanel 2
dihubungkan ke output rangkaian.
10.
Nyalakan osiloskop lalu tunggu kurang lebih 2
menit. Kemudian signal generator dapat dihidupkan.
11.
Diukur tegangan output menggunakan multimeter.
12.
Ybah frekuensi pada signal generator dengan
menaikkan frekuensi pada signal generator.
13. Pada
setiap perubahan frekuensi signal, tampilan pada osiloskop di foto serta
regangan output dicatat.
14. Catat
hasil percobaan pada tabel.
4.2
Low
Pass
Ulangi percobaan pada percobaan di atas, namun dengan bentuk
rangkaian seperti pada gambar di bawah ini
V.
DATA
HASIL
5.1 High
pass filter è Vin = 5
volt
|
Frekuensi
|
DIV
|
Volt/div
|
Vout
|
G
(w)
|
20
log G
|
|
10,1
|
0,2
|
1
|
0,07
|
0,014
|
-37,077
|
|
100,11
|
0,2
|
1
|
0,07
|
0,014
|
-37,077
|
|
1,46k
|
0,8
|
1
|
0,56
|
0,112
|
-19,02
|
|
10,2k
|
2,2
|
1
|
0,77
|
0,159
|
-15,97
|
|
100,95k
|
2,3
|
1
|
0,8
|
0,16
|
-15,92
|
|
1,08M
|
2,3
|
1
|
0,8
|
0,16
|
-15,92
|
5.2
Low pass filter
|
Frekuensi
|
DIV
|
Volt/div
|
Vout
|
G
(w)
|
20
log G
|
|
10,002
|
6
|
2
|
4,2
|
0,84
|
-1,51
|
|
100,68
|
6,2
|
2
|
4,3
|
0,876
|
-1,15
|
|
1,0492k
|
5,8
|
2
|
4,1
|
0,82
|
-1,72
|
|
10,012k
|
2
|
2
|
1,41
|
0,282
|
-10,99
|
|
100,25k
|
0,4
|
2
|
0,128
|
0,0256
|
-31,84
|
|
1,0895M
|
0,2
|
2
|
0,14
|
0,028
|
-31,056
|
VI.
PEMBAHASAN
Filter
merupakan sebuah jaringan yang di desain agar dapat melewatkan sebuah pada
daerah frekuensi tertentu. Daerah frekuensi dimaan isyarat dapat diloloskan
dapat disebut pita lolos (pass band) dan daerah frekuensi dimana isyarat
ditolak disebut pita henti (stop band). Filter dengan pita lolos pada frekuensi
rendah disebut filter lolos rendah, sedangkan untuk pita lolos frekuensi tinggi
disebut filter lolos tinggi.
Percobaan
tentang filter pasif, dimana pada percobaan ini dilakukan dua percobaan, yang
pertama itu ada low pass filter, dan yang kedua itu ada high pass filter. Low
pass filter merupakan filter yang digunakan untuk meloloskan sinyal listrik
dengan frekuensi lebihrendah dari frekuensi cut-offnya dan akan melemahkan
sinyal yang lebih tinggi dari frekuensi cut-offnya. Pada low pass filter ideal,
sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off tidak akan dilewatkan sama
sekali. Intinya low pass filter ituhanya meloloskan sinyal dengan frekuensi
rendah dan tidak meloloskan frekuensi tinggi dari cut-off. Pada percobaan low
pass filter digunakan 6 frekuensi yaitu: 10 Hz, 100 Hz, 1kHz, 10kHz,
100kHz,1MHz, saat digunkan frekuensi tadi untuk rangkaian low pass filter, pada
layar AFG ditampilkan nilai frekuensinya antara lain (untuk masing-masing
frekuensi tadi): 10,002 Hz; 100,68 Hz;1,0492 kHz; 10,012kHz; 100,25 kHz; 1,0895
MHz. Untuk mendapatkan nilai G (w) adalah dengan persamaan
. Sehingga diperoleh nilai G sebesar 0,84; 0,876; 0,82;
0,282; 0,0256; 0,028.
,
Dari grafik di atas dapat dilihat semakin besar frekuenasi
yang digunakan maka Vout atau Vrms yang dihasilkan itu menurun atau mengecil,
namun pada saat frekuensi yang digunakan itu 100 Hz, Vout yang dihasilkanitu
besar. Biasanya itu semakin besar frekuensi yang digunakan maka gelombang yang
ditunjukkan osiloskop itu semakin kecil. Maka Vout yang dihasilkan juga
akanmengecil atau menurun besarnya. Itu karena low pass filter seperti yang
kita ketahui adalah hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi rendah saja.
High pass filter, pada percobaan ini frekuensi yang
digunakan sama dengan frekuensi pada percobaan low pass filter,dan frekuensi
pada display AFG juga sama besarnya dengan yang ada di percobaan low pass
filter. High pass filter merupakan filter yang meloloskan frekuensi yang lebih
tinggi dari frekuensi cut-offnya dan akan memberikan redaman besar pada
frekuensi Yng BErada di bawah frekuensi cut-offnya. Intinya high pass fiter itu
rangkaian filter yang hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi rendah.
Pada
percobaan ini diperoleh hasil tegangan output sebesar 0,7 volt dengan frekuensi
10,1
Hz; 0,07 volt 100,11 Hz; 0,56 volt dengan 1,46 kHz; 0,77 volt dengan 10,2kHz;
0,8 volt dengan 100,95 kHz; 0,8 volt
dengan 1,08 MHz. dari hasil tersebut maka diperoleh nilai G sebesar 0,014; 0,014; 0,0112; 0,159; 0,16 dan 0,16.
Dari grafik diatas dapat dilihat bahwa pada frekuensi 10 Hz
ke frejuensi 100 Hz itu mengalami kenaikan, dan untuk frekuensi berikutnya
adalah konstan. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka Vout nya juga akan
sebanding atau besar juga, yang berarti gelombangnya besar.
Dari grafik di atas dapat dilihat semakin besar frekuenasi
yang digunakan maka Vout atau Vrms yang dihasilkan itu menurun atau mengecil,
namun pada saat frekuensi yang digunakan itu 100 Hz, Vout yang dihasilkanitu
besar. Biasanya itu semakin besar frekuensi yang digunakan maka gelombang yang
ditunjukkan osiloskop itu semakin kecil. Maka Vout yang dihasilkan juga
akanmengecil atau menurun besarnya. Itu karena low pass filter seperti yang
kita ketahui adalah hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi rendah saja.
VII.
KESIMPULAN
1.
Low pass
filter adalah filter atau penyaring yang melewatkan sinyal frekuensi rendah dan
menghambat atau memblokir sinyal frekuensi tinggi. High pass filetr atau filter
lolos tinggi adalah suatu rangkaian yang akan melewatkan suatu isyarat yang
berada diatas frekuensi cut-off (wc) sampai frekuensi cut-off (wc) rangkaian
tersebut akan menahan isyarat yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off (w)
rangkaian tersebut.
2.
Pada low
pass filter. Semakin tinggi nilai frekuensi maka nilai Voutnya semakin kecil,
pada nilai high pass filter semakin tinggi nilai Vout, maka nilai G(w) semakin
rendah.
3.
Untuk
mencari Vpp, Vp, Vout dan G(w) dapat menggunakan persamaan.
Vpp
= Vout/Div x Div
Vp
=
Vout
=
G(w) =
DAFTAR
PUSTAKA
Duchon,
Claude
F. 1979,’Lanczos Filtering in One and Two
Dimensions’, Journal: Apllied meteorology. Vol-18.
Hayt,
William H & Buck, John A. 2006. Elektromagnetika
Edisi Ketujuh. Jakarta:Erlangga.
Idris, Kamal.1984. Electronic Communications, Thirddition.
Jakarta : Erlangga.
Irawan,
Heri,dkk.’Analisis Pengaruh Pemasangan Filter Pasif
terhadap Penurunan Harmonik pada
Sistem Multi Mesin 9 Bus IEEE’, UNDIP.
Zuhal, dan
Zhanggisihean. 2004. Prinsip Dasar
Elektronik. Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.
Lampiran
Hitung
Lampiran Gambar
RANGKAIAN
SERI RLC DAN RESONANSI
I.
TUJUAN
1.1 Setelah melakukan praktikum,
praktikan dapat mengidentifikasi rangkaian RL seri, Rc seri, dan RLc seri
dengan baik dan benar.
1.2 Setelah melakukan praktikum,
praktikan dapat membedakan rangkaian RL seri, RC seri, dan RLC seri pada arus
DC dan arus AC dengan benar.
1.3 Setelah melakukan praktikum,
praktikan dapat mengukur VR, VL, VC, dan kuat arus pada rangkaian RL seri, RC
seri,dan RLc seri dengan benar.
1.4 Setelah melakukan praktikum,
praktikan dapat menghitung resistansi total Rlc dengan benar.
II.
LANDASAN
TEORI
Menurut Sutrisno (1986:48-49) dalam
bukunya yang berjudul “Elektronika Teori dan Penerapannya” disitu dituliskan,
misalkan kita mempunyai suatu sumber tegangan tetap, Vs (t), dan kita hubungkan
dengan suatu rangkaian yang terdiri dari suatu hambatan R, induktansi L, dan
suatu kapasitor c yang dihubungkan seri seperti pada gambar
Frekuensi
dimana gelombang berdiri dihasilkan adalah frekuensi alami atau frekuensi
resonansi tali. Dan pola gelombang berdiri yang berbeda merupakan “mode resonan
getaran” yang berbeda. Karena walaupun gelombang berdiri merupakan hasil
interferensi dua gelombang yang merambat kearah yang berlawanan, ia juga
merupakan contoh benda yang bergetar pada resonansi. Pada saat gelombang
berdiri terjadi pada tali, maka tali itu akan bergetar pada tempatnya, dan pada
saat frekuensinya sama dengan frekuensi resonansi maka hanya diperlukan sedikit
usaha untuk menghasilkan amplitude besar. Gelombang berdiri mempresentasikan
fenomena yang sama dengan resonansi pada pegas atau pendulum yang bergetar,
yang telah kita bahas sebelumnya. Satu-satunya perbedaan adalah bahwa pegas
atau pendulum hanya memilikisatu frekuensi resonansi, sementara tali memiliki
sejumlah besar frekuensi resonan, masing-masing merupakan kelipatan bilangan
bulat dari frekuensi resonan terendah (Giancoli,2001:393-394).
Alat
analisis gelombang (wave analyzer)
adalah sebuah instrument yang dirancang guna mengukur amplitude relative dari
komponen-komponen frekuensi tunggal dalam bentuk gelombang yang kompleks atau
cacat. Pada dasarnya instrument inibertindak sebagai sebuah voltmeter yang
selektif terhadap frekuensi (frequency
selective voltmeter) yang disertakan pada frekuensi dari satu komponen
sinyal sembari membilang semua komponen sinyal yang lainnya. Umumnya digunakan
dua konfigurasi rangkaian dasar (Cooper,1994:333).
The
resonant uniaxial accelerometer reported in this paper is schematically shown
in fig.1(a). it is composed of a movable inertial mass and two resonating
beams. The proof mass is attached to the substrate by means of springs of
length d which restrain its movement to be a uniaxial translation. The
resonators are very thin beams attached to the substrate at one end and to the
springs at the other end at distance d1 from the
anchor point. The electrostatic driving and sensing of each resonator can be
done by means of two parallel electrodes attached to the substrate. The gap
distance between the beam and the parallel pates is 2,1 μm (Comi,2010:1141).
Menurut
Loklomin (2004:40) rangkaian listrik seri adalah suatu rangkaian alat-alat listrik yang disusun berurutan tanpa adanya
cabang. Langkah pertama dalam mencari solusi rangkaian ini adalah mencari
persamaan rangkaian. Karena rangkaian mengandung R, C dan ada perubah status,
yaitu tengangan kapasitor dan arus inductor. Dengan mengabaikan gaya gerak
istirk induksi yang timbul pada resistor, besarnya arus listrik yang mengalir
melalui resistor dapat ditentukan dengan hukum Ohm persamaan :
III.
ALAT DAN
BAHAN
|
3.1
|
Audio
Frekuensi Generator (AFG)
|
1
unit
|
|
3.2
|
Oscilloscope
|
1
unit
|
|
3.3
|
Multimeter
digital
|
2
unit
|
|
3.4
|
Resistor
|
1
kΩ
|
|
3.5
|
Induktor
|
2,5
mH
|
|
3.6
|
Kapasitor
|
0,01
μF
|
|
|
|
|
IV.
PROSEDUR
PERCOBAAN
|
4.1
|
Disiapkan semua
peralatan dan bahan-bahan yang
diperlukan saat
|
|
|
|
melaksanakan
percobaan.
|
|
|
4.2
|
Diperiksa
semua bahan dan perlatan, dipastikan semua dalam kondisi yang
|
|
|
|
baik.
|
|
|
4.3
|
Dibuat
rangkaian seperti gambar di bawah ini
|
|
4.4 Dinyalakan AFG dan diatur tegangan awal keluaran AFG
pada % volt
dengan memutar
amplitude atau penguatan AFG
4.5
Diusahakan tegangan V tersebut dipertahankan konstan pada 5 volt
4.6
Diatur frekuensi pada AFG sebesar 10 kHz
4.7
Dicatat nilai parameter yang ditunjukkan
4.8 Diulang langkah kerja nomor 6 sampai nomor 8 dengan
frekuensi yang
bervariasi
sesuai dengan tabel kerja.
4.9
Kemudian diuat rangkaian seperti pada gambar
di bawah
ini
4.10 Diulangi
langkah 4 sampai 9 untuk rangkaian RC, dan mengganti parameter tegangan VL dengan VC.
4.11 Dibuat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini
4.12 Diulangi
langkah 4 sampai9 untuk rangkaian RLc, dengan menambahkan VC sebagai parameter yang diukur.
V.
DATA HASIL
5.1
RL Seri
|
No.
|
Frekuensi
(kHz)
|
|
|
(A)
|
|
1.
|
10,024
|
1,2
|
1.6
|
0,6
|
|
2.
|
30,374
|
1,2
|
2,2
|
0,5
|
|
3.
|
50,43
|
1,1
|
3,6
|
0,6
|
|
4.
|
70,43
|
1,2
|
5
|
0,7
|
|
5.
|
100,43
|
1,2
|
4
|
0,6
|
5.2
RC Seri
|
No.
|
Frekuensi
(kHz)
|
|
|
|
(A)
|
|
1.
|
10
|
0,9545
|
0,2121
|
0,1
|
1,5
|
|
2.
|
30
|
0,9545
|
0,1060
|
0,1
|
2,2
|
|
3.
|
50
|
0,9545
|
0,0707
|
0,1
|
3,0
|
|
4.
|
70
|
0,9545
|
0,707
|
0,1
|
3,7
|
|
5.
|
100
|
0,9545
|
0,707
|
0,1
|
4
|
5.3
RLC Seri
|
No.
|
Frekuensi
(kHz)
|
|
|
|
(A)
|
|
1.
|
10
|
5,4
|
0,4
|
8
|
2,1
|
|
2.
|
30
|
5,6
|
0,6
|
8
|
1,9
|
|
3.
|
50
|
5,6
|
0,8
|
7,5
|
2,0
|
|
4.
|
70
|
5,6
|
0,8
|
7,5
|
1,9
|
|
5.
|
100
|
5,6
|
0,1
|
7,5
|
1,7
|
VI.
PEMBAHASAN
Rangkaian
listrik seri adalah suatu rangkaian alat-alat listrik yang disusun berurutan
tanpa adanya cabang. Rangkaian RL, RC, dan RLC merupakam gabungan resistor,
kapasitor dan inductor yang tersusun secara seri. Keempat rangkaian tersebut,
arus dan tegangan yang digunakan merupakan arus dan tegangan efektif. Pada
praktikum ini adalah untuk mengenal rangkaian seri RLC dan resonansi. Yang
dilakukan pada percobaan ini adalah rangkaian RL seri, RC seri, dan RLC seri.
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah untuk mengidentifikasi rangkaian RL, RC
dan RLC seri dengan benar dan membedakannya, serta mengukur VR, VL, VC dan kuat
tegangan rangkaian terseut.
Pada percobaan yang pertama yaitu rangkaian RL seri. Pada
rangkaian ini kami tidak melakukan percobaan dikarenakan minimnya waktu dan
kami mengambil data dari kelompok lain. Untuk melihat hasil (volt) dapat
dilihat menggunakan osiloskop dan juga bantuan dari generator panghasil
frekuensi. Setelah melakukan percobaan, diperolehlah hasil : 10,024 kHz, Vr
1,2v, VL 1,6v, dan 0,6A; 30,074kHz, VR 1,2v, VL 2,2v dan I 0,5A; 50,43kHz, VR
1,1v, VL 3,6v dan I 0,6A; 70,43kHz, VR 1,2v, VL 5v dan I 0,7A; 100,43kHz, VR
1,2v, VL 4v dan I 0,6A.
Pada percobaan yang kedua yaitu rangkaian RC seri. Pada
rangkaian ini kami tidak melakukan percobaan dikarenakan minimnya waktu dan
kami mengambil data dari kelompok lain. Untuk melihat hasil (volt) dapat
dilihat menggunakan osiloskop dan juga bantuan dari generator panghasil
frekuensi. Setelah melakukan percobaan, diperolehlah hasil : 10, kHz, Vr
0,9545v, Vc 0,2121v, VL 0,1v, dan 1,5A; 30kHz, VR 0,9545v, Vc 0,1060, VL 0,1v
dan I 2,2A; 50kHz, VR 0,9545v, VL 0,1v dan I 3,0A; 70kHz, VR 0,9545v, Vc 0,707,
VL 0,1v dan I 3,7A; 100kHz, VR 0,9545v, Vc 0,707, VL 0,1v dan I 4A.
Pada percobaan yang ketiga yaitu rangkaian RLC seri.
Rangkaian ini terdiri dari resistor, kapasitor dan inductor yang tersusun
secara seri dan dihubungkan dengan sumber listirk AC. Setelah rangkaian
tersusun, maka dihubungkan langsung pada osiloskop denagn 2 chanel osiloskop.
Chanel 1 untuk VL dan Chanel 2 untuk VC. Setelah melakukan percobaan,
diperolehlah hasil : 10, kHz, Vr 5,4v, Vc 0,4v, VL 8v, dan 2,1A; 30kHz, VR 5,6v,
Vc 0,6, VL 8v dan I 1,9A; 50kHz, VR 5,6v, VL 7,5v Vc 0,8 dan I 3,0A; 70kHz, VR
0,9545v, Vc 0,8, VL 7,5v dan I 1,9A; 100kHz, VR 5,6v, Vc 1v, VL 7,5v dan I 1,7A.
Sifat rangkaian seri dari sebuah resistor dan sebuah
inductor yang dihubungkan dengan tegangan bolak-balik sinusoida adlah
terjadinya pembagian tegangan secara vektoris. Arus yang mengalir pada hubungan
seri adalah sama besar. Begitu juga untuk Rc seri dan RLc seri, karena sama-sma
disusun seri maka arusnya itu sama pada tiap tegangan.
VII.
KESIMPULAN
1. Rangkaian
RC merupakan rangkaian yang terdiri dari resistor dan kapasitor yang disusun
seri dan dihubungkan dengan sumber tegangan AC. Rangakaian RL seri merupakan
ranhkaian yang terdiri dari resistor dan inductor yang disusun seri dan
dihubungkan dengan sumber tegangan Ac. Terakhir rangkaian RLC seri merupakan
yrangkaian yang terdiri dari resistor, inductor, dan kapsitor yang disusun secara
seri dan dihubungkan dengan sumbr tegangan AC.
2. Rangkaian RC, Rl, dan RLc dapat dibedakan melalui komponen yang digunakan dan untuk sumber
tegangannya itu juga dapat dibedakan berdasarkan sumber darimana yang digunakan
dan itu termasuk DC atau AC.
3. Percobaan
ini dilakukan untuk mencari tegnagn pada tiap komponen dan kuat arusnya, untuk
percobaan RL contohnya maka akan dicari VR dan VL, serta kuat arus, begitu juga
untuk percobaan berikutnya.
4. Untuk
percobaan ini akan dilakukan perhitungan untuk mencari resistansi pada tiap
percobaan
DAFTAR PUSTAKA
Comi, Claudia, dkk. 2010 ‘A Resonant Microaccelerometer with High
Sensitivity Operating in an
Oscillating Circuit’,Journal of Microelectromechanical Systems, Vol.19.No.5.hh.1141.
Cooper,William David.1994.Instrumentasi Elektronik dan Pengukuran. Jakarta:Erlangga.
Giancolli,Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Loklomin, dkk. 2014. Aplikasi
Metode Runge Kutta Orde Empat pada Penyelesaian Rangkaian Listrik RLC. Jurnal
Barekeng, Vol. 8, No. 1.
Sutrisno. 1986. Elektroniks
Teori dan PenerapannyaJilid . Bandung:ITB
Lampiran
Hitung
Lampiran
Gambar
TEOREMA DIODA ZENER
I.
TUJUAN
1.
Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat menyebutkan karakteristik Dioda Zener dengan
benar
2.
Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat membedakan fungsi dioda zener dengan dioda biasa
dengan benar
3.
Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat mengukur tegangan dan arus zener dengan benar
II.
LANDASAN
TEORI
Menurut Setiyo (2017:132) Dioda zener adalah
perangkat semikonduktor silokon yang memungkinkan arus mengalir baik ke arah
maju maupun sebaliknya. Diode terdiri dari sambungan p-n khusus dirancang untuk
melakukan arah sebaliknya bila voltase tertentu tercapai.
Diode zener memiliki breakdown voltage terbalik yang
terdefinisi dengan baik, dimana ia mulai menghantarkan arus, dan besaparasi
terus menerus dalam mode bias baliki tanpa mengalami kerusakan. Selain itu,
penurunan voltase diode tetap konstan pada berbagai voltase, fitur yang membuat
diode xener cocok untuk digunakan dalam regulasi voltage.
Menurut Muda (2013 : 59-60) pada kondisi bias balik,
diode zener juga memiliki karakteristik yang sama dengan diode biasa asalkan
tegangan yang diberikan tidak terlalu besar. Jika tegangan menjadi terlalu
besar dan melebihi tegangan zener, maka arus mengalir pada arah yang berbeda.
Diode zener tidak dapat mempertahankan keadaannya “matinya” jika tegangan
terbalik yang melebihi V zener.
Hal ini terjadi karena saat tegangan terbalik
mencapai V xener, medan listrik pada daerah deplesi menjadi sangat besar
sehingga dapat mendorong elektron keluar dari struktur yang mengakibatkan
terbentuknya pasangan elektron. Lubang maka mengalirkan arus dalam keadaan yang
terbalik. Mekanisme ini disebut dengan zener breakdown. Adapun diode biasa,
arus mengalir karena elektron terlepas sebagai akibat ditumpuk oleh elektron
bebas lainnya. Mekanisme ini disebut dengan avalanche breakdown. Fungsi dari
diode zener adalah sebagai penstabil tegangan. Selain itu, diode zener juga
dapat dipakai sebagai pembatas tegangan pada level tertentu untuk keamanan
rangkaian. Karena kemampuan arusnya yang kecil maka penggunaan diode zener
sebagai penstabil tegangan unutk arus besar diperlukan sebuah bufferarus.
Menurut Listiyani (2018:76) diode zener terbuat dari
bahan silicon. Biasanya digunakan pada rangkaian power supply dimana fungsinya
sebagai penstabil arus. Meskipun arus AC yang dirubah ke DC berubah-ubah, tidak
akan berpengaruh jika terdapat diode zener ini.
Adapun sifat diode zener sebagai berikut:
a.
Tegangan yang dicapai maksimal 0,7s/d 12
volt
b.
Hanya tahan terhadap arus kecil maksimal
1 s/d 50 mA
c.
Hampir tidak ada tegangan yang hilang
jika sudah melewati diode zener.
Menurut Zuhal dan Zhabggischan (2004:132) diode
zener pada kondisi tegangan balik (reverse biased), pada titik tegangan
tertentu (Vz) terjadi arus balik (Iz) yang berarti dioide akan berkonduksi
dengan arus Iz. Arus Iz mempunyai arus
minimum (Izk) dan mempunyai arus maksimum (Izm). Arus Izk adalah arus
dimana diode zener mulai berkonduksi. Sedangkan Izm adlah arus maksimum dimana
diode zener masih dapat beroperasi. Sedangkan Izt adalah arus normal dari diode
zener biasanya dituliskan pada spesifikasi (data sheet) dari zener yang
bersangkutan
Seperti pada gambar 6.33 a. perubahan Iz (mulai dari
Izk,Izt-Izm) tidak mengakibatkan perubahan yang berarti pada Vz (relative
konstan). Adapun kerja diode zener pada daerah sekitar Vz yang merupakan daerah
kerja diode zener seperti pada gambar 6.2 b, sedangkan Rz dapat dihitung dari
kemiringan kurva Iz, yaitu
Rz = ∆Vz/∆Iz
Kadang-kadang
Rz diabaikan atau Vz dianggap konstan dalam analisis rangkain untuk memudahkan
perhitungan.
Menurut Basit, dkk
(2013:16) Voltage regulator performance parameters Output resistance (Ro)
Though
zener tunneling currents are detrimental in traditional devices such as
rectifiers, field-effect and bipolar transistors, it is important to note that
the fundamental switching action in these devices is controlled by thermionic
emission over barriers, which re uire a minimum of (KB T/e) ln 10 60mV per
decade change of current at 300k (the’classical’limit). However, a new crop of
tunneling FETs have been recently proposed and demonstrated, which rely on the
very mechanism studied in this work. These devices are capable of reaching
quantum mechanical tunneling. It is for such devices that high interband
tunneling current drives in carbon-based ID nanostructures hold a distrinct
advantage, and much promise in the future (Jena,2008:3).
Menurut
Cassandra (2015:51-52), keluaran regulator ditentukan oleh R1 dan R2. Penulis
menggunakan diode zener, transistor NPN dan resistor RE untuk membatasi masukan
LM317. Beda tegangan antara masukan dan keluaran LM317 dapat dihitung
berdasarkan persamaan berikut
Berdasarkan
persamaan beda tegangan dibatasi oleh tegangan diode zener yang digunakan. Resistor
R1 berfungsi untuk menurunkan tegangan VCE
transistor NPN dan resistor Rz menentukan besarnya arus diode zener.
III.
ALAT
DAN BAHAN
Alat dan bahan yang akan digunakan:
1. Breadboard
= 1
unit
2. Resistor = @. 1 Pcs
3. Mikro
dan Mili-Ammeter dc = 1 unit
4. Voltmeter
dc = 1 unit
5. DC
Power supply =
1 unit
6. Diode
Zener =
1 unit
IV.
PROSEDUR
PERCOBAAN
1. Persiapkan semua
peralatan dan bahan-bahan yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2. Periksa semua Bahan dan Peralatan, pastikan
semua dalam kondisi yang baik.
3. Rangkaikan
seperti pada gambar dibawah ini pada breadboard.
4. Lepaskan
beban RL. buat tegangan dari DC power
supplysebesar 0 V.
5. Lakukan
pengukuran pada VZdan IZmulai dari 0 V,
kemudian dinaikkan secara perlahan dengan step 1 V sampai mencapai kurang lebih
15 V, kemudian tuliskan datanya pada tabel kerja 5.1.
6. Usahakan
arus zener IZjangan sampai melebihi 50 mA. Kemudian
gambarakan kurva karakteristik zener untuk kondisi bias reverse.
7. Carilah
tegangan knee dan resistansi zener (RZ) dari gambar kurva
karakteristik zener. Kemudian catatlah hasilnya pada tabel kerja 5.2.
8. Pasangkan
kembali beban RL (untuk beban penuh) pada percobaan regulasi
tegangan, kemudian ukurlah arus source IT, arus zener IZ,
arus beban IL, dan tegangan output beban penuh VO(FL),
lalu tuliskan datanya pada tabel kerja 5.3.
9. Hitunglah
arus source IT, arus zener IZ, arus beban IL,
dan tegangan output beban penuh VO(FL), dengan
memperhitungkan tegangan zener dan resistansi zener, kemudian tuliskan hasilnya
pada tabel kerja 5.3 dan bandingkan kedua hasil tersebut.
10. Lepaskan
resistansi beban RLuntuk
pengukuran tanpa beban, kemudian ukurlah arus source IT,
arus zener IZ, dan tegangan output tanpa beban VO(NL),
dan catatlah datanya pada tabel kerja 5.4
11. Hitunglah
arus source IT, arus zener IZ, dan tegangan
output tanpa beban VO(NL), dengan memperhitungkan tegangan
zener dan resistansi zener, kemudian
tuliskan hasilnya pada tabel kerja 5.4 dan bandingkan kedua hasil tersebut.
12. Dari
hasil langkah (8) sampai (11), tentukan prosentase regulasi dari zener,
kemudian tuliskan hasilnya pada tabel kerja 5.3 dan 5.4 kemudian bandingkan
kedua hasil tersebut.
V.
DATA
PERCOBAAN
Data
pengukuran karakteristik zener
|
Tegangan input Vin (Volt)
|
Tegangan zener Vz (volt)
|
Arus zener Iz (µA dan mA)
|
Vout (Volt)
|
|
10
|
8,7
|
0,04
|
9,94
|
|
15,01
|
8,9
|
0,08
|
14,85
|
|
20
|
9,4
|
0,10
|
19,7
|
Tegangan
Knee dan resistansi zener.
|
Tegengan Knee Zener
|
9,08 volt
|
|
Resistansi Zener (Rz)
|
132,7 Ω
|
Data
zener regulator beban penuh
|
Parameter
|
Pengukuran
|
Perhitungan
|
Error (%)
|
|
Vin
|
10 V
|
10 V
|
0 %
|
|
IT
|
0,02 V
|
0,023 A
|
15 %
|
|
Iz
|
0,04 A
|
0,000 A
|
-100 %
|
|
IL
|
0,03 A
|
0,023 A
|
-23,3 %
|
|
Vo(Fl/Vout)
|
9,6 V
|
2,5 V
|
-73,96 %
|
Data
zener tanpa beban
|
Parameter
|
Pengukuran
|
Perhitungan
|
Error (%)
|
|
Vin
|
15 V
|
15 V
|
0 %
|
|
IT
|
0,01 V
|
0,34 A
|
-43,3 %
|
|
Iz
|
0,06 A
|
0,068 A
|
58 %
|
|
Vo (Nl)
|
15,22 V
|
7,48 V
|
58 %
|
|
VR (%)
|
220 %
|
1596 %
|
-50,8 %
|
VI.
PEMBAHASAN
Dioda
Zener adalah seperangkat semikonduktor silicon yang menggunakan arus mengalir
baik ke arah maju mauapun sebaliknya. Dioda terdiri dari sambungan Pn tertentu,
dirancang untuk melakukan sebaliknya bila voltase tertentu tercapai. Dioda
Zener memiliki break dan voltase terbalik yang terdefinsi dengan baik, diaman
ia mulai menghantarkan arus da berpotensi terus menerus dalam mode bias balik
tanpa mengalami kerusakan.
Pada
praktikum kali ini kami melakuakan percobaan mengenai teorema diode zener.
Diode zener adalah perangkat semikonduktor silicon yang memungkinkan arus
mengalir baik kearah maju maupun sebaliknya. Pada kondisi bias balik, diode
zener memiliki karakteristik yang sama dengan diode biasa aslakan tegangan yang
diberikan tidak terlalu besar. Kika tegangan menjaedi terlalu besar dan
melebihi tegengan zener, maka arus mengalir pada arah yang berbeda.
Sebelum
melakukan praktikum terlebih dahulu kami menyiapkan alat dan bahan. Setelah
selesai kami menyiapkan alat dan bahan.maka kami melakukan prosedur percobaan
sesuai dengan langkah kerja. Pada praktikum kali ini kami melakukan beberapa
percobaan yaitu.
Percobaan pertama mengenai pengukuran
karakteristik zener didapatkan hasil percobaan ke-1 Vin = 10 V, Vz = 8,7 V, Iz
= 0,04 A dan Vout = 9,94 V. percobaan ke-2 didapatkan hasil Vin = 15,01 V, Vz =
8,9 V, iz = 0,08 A dan Vout = 14,85 V. pada percobaan ke-3 didapatkan hasil Vin
= 20 V, Vz = 9,4 V, Iz = 0,01 A dan Vout = 19,7.
Kurva karakteristik diode zener pada
daerah breakdown dimana pada saat bias mundur mencapai tegangan breakdown maka
arus diode naik dengan cepat. Daerah breakdown inilah yang menjadi referensi
untuk penerapan dari diode zener.
Gambar
kurva karakteristik Dioda Zener
|
|
|
|
|
Daerah bias maju
|
|
Daerah breakdown
|
|
IZmin
|
|
Daerah bias mundur
|
|
VD
(Volt)
|
|
Vγ=0,7
|
|
IZmax
|
|
VZ
|
|
ID (mA)
|
|
Simbol Dioda Zener
|
Titik
breakdown dari suatu diode zener dapat dikontrol dengan memvariasi konsentrasi
doping. Konsentrasi doping yang tinggi akan meningkatkan jumlah pengantara
sehingga tegangan zenernya (Vz) akan kecil. Demikian juga sebaliknya, dengan
konsentrasi doping yang rendah diperoleh Vz yang tinggi.
Pada
percobaan kedua mengenai tegengan Knee dan resistansi zener didapatkan tegangan
Knee zener 9,08 Volt dan Resistensi zener (Rz) 132,7 Ω. Pada percobaan kedua
ini tegangan Knee (Knee Voltage) adalah tegangan pada saat arus mulai naik
secara cepat pada saat diode berada pada daerah maju, tegangan ini sama dengan
tegangan panghalang. Apabila tegangan diode lebih kecil maka diode tidak
menghantar dengan baik.
Pada
percobaan ketiga mengenai regulator beban penuh didapatkan data Vin pada
persentase erro 0 %. Pada parameter IT pengukuran didapatkan 0,02V, perhitungan
0,03 A dan persentase erro = 15%. Untuk Iz didapatkan pengukuran 0,04 A dengan
perhitungan 0,000 A dan persentase error -100%. Untuk parameter IL hasil pengukuran
0,03 A, dan perhitungan 0,023 A dan persentase error -23,3%. Pada parameter
Vout pada hasil pengukuran didapat 9,6 V, perhitungan 2,5 V dan persentase
error -73,96%. Pada pengukuran zener regulator penuh ini terdapat kesalahan
tersebut dikarenakan kurangnya teliti di dalam melakukan praktikum. Pada
percobaan keempat mengenai zener tanpa beban didapatkan data Vin pada
pengukuran 15 V, perhitungan 15 V dan persentase error 0 %. Pada parameter IT
pengukuran yang diperoleh yaitu 0,01 A, perhitungan 0,34 A dan persentase error
= 43,3% parameter Iz pada pengukuran didapatkan hasil 0,06 A, perhitngan
didapatkan 0,068A dan persentase error didapatkan 58%. Pada parameter Vout
hasil pengukuran 15,22 V, perhitngan 7,48 V dan persentase error 58% pada
parameter VR (%) didapatkan hasil pengukuran 220%, perhitungan 1496%, dan
persentase error adalah -50,8%. Pada percobaan ini juga sepertinya terdapat
kesalahan pada persentase error. Hal ini dikarenakan kurang telitinya kami
dalam melakukan praktikum.
Kembali
kepada percobaan pertama tentang pengukuran karakteristik zener dapat
disimpulkan bahwa semakin tinggi tegangan input yang diberikan maka tegangan
tegangan zener (Vz)nya juga semakin tinggi. Begitupun untuk nilai arus zener
(Iz) apabila tegangan input semakin besar maka nilai Iz juga akan semakin
besar. Vout juga akan semakin besar jika Vin nya juga besar.
VII.
KESIMPULAN
1. Diode
zener memiliki karakteristik yang sama dengan diode biasa asalkan tegangan
menjadi terlalu besar. Jika tegangan menjadi terlalu besar dan melebihi
tegangan zener , maka arus mengalir pada arah yang berbeda. Diode zener tidak
dapat mempertahankan keadaaannya jika tegangan terbalik yang diberikan melebihi
Vzener. Hal ini terjadi karena saat tegangan terbalik mencapai Vzener, medan
listrik pada daerah deplesi menjadi sangat besar sehingga dapat mendorong
elektron keluar dari struktur atomnya yang mengakibatkan arus dalam keadaan
terbalik.
2. Fungsi
dari diode zener adalah sebagai penstabil arus. Sementara fungsi dari diode
biasa yaitu sebagai saklar dan sebagai rectifier (penyearah)
3. Untuk
mengukur teganga dapat dirumuskan
V = Vout = Vz +
Iz + Rz
Untuk
mengukur arus dirumuskan dengan
Atau
Ir = Iz + Iv
DAFTAR PUSTAKA
Blocher,
Richard.2004. Dasar Elektronika.
Yoyakarta : Perpustakaan Nasional Cassandra, Gading.,Budhiantho, Matias &
Setiaji, F.Dalu 2015,’Catu Daya Menggunakan Dioda Tabung Hampa Tipe 5AR4 dan
6CA4’, jurnal ilmiah elektronika.Vol.14,hh.51-52
Jena,
Debdeep,dkk 2008,’Zener Tunneling in
Semiconducting Nano-tube and Graphene
Nanoribbon p-n Junctions’, journal
of Electrical Engineering.hh.3
Listiyani, R. 2018. Dasar Listrik dan Elektronika. Sleman: Deepublish
Muda, I. 2013. Elektronika
Dasar. Malang: Gunung Samudera
Setyo, M. 2017. Listrik
& Elektronika Dasar Otomatis (Baric Automotive Electricity % Electronics).
Magelang: Unimma Press
Zuhal dan Zhanggichan. 2004. Prinsip Dasar Elektroteknik. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Lampiran Hitung
Lampiran
Gambar
RANGKAIAN
PENYEARAH
I.
TUJUAN
1.1 Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat mengidentifikasi bentuk gelombang
penyearah ½ gelombang, penyearah gelombang penuh (2 dioda), dan penyearah
gelombang system jembatan dengan benar.
1.2 Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat menjelaskan proses terbentuknya gelombang
penyearah ½ gelombang, penyearah gelombang penuh (2 dioda), dan penyearah
gelombang system jembatan dengan benar.
II.
LANDASAN
TEORI
Menurut
Surjono (2007: 28-34) penerapan dioda yang paling banyak dijumpai adalah
sebagai penyearah. Penyearah berarti mengubah arus bolak-balik (ac) menjadi
arus searah (dc). Penyearah yang paling sederhana adalah penyearah setengah gelombang,
yaitu yang terdiri dari sebuah dioda. Melihat dari namanya, maka hanya setengah
gelombang saja yang akan disearahkan. Rangakaian penyearah setengah gelombang
mendapat masukan dari sekunder trafo yang berupa sinyal ac berbentuk sinus, Vi
= Vm sin ωt. Dari persamaan tersebut, Vm merupakan tegangan puncak atau
tegangan maksimum. Harga Vm ini hanya
bisa diukur dengan CRO yakni dengan melihat langsung pada gelombangnya.
Sedangkan pada umumnya harga yang tercantum pada sekunder trafo adalah tegangan efektif. Hubungan
antara tegangan puncak Vm dengan tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms
(Vrms) adalah:
Prinsip
kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat sinyal input berupa
siklus positip maka diode mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke
beban (RL), dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatip
maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak mengalir arus. Sedangkan
penyearah gelombang penuh terbagi menjadi dua macam, yaitu dengan trafo CT (
Center Tap = tap tengah) dan dengan system jembatan. Terminal sekunder dari
trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan keluaran yang sama tetapi fasanya
berlawanan dengan titik CT sebagai titik tengahnya. Kedua keluaran ini
masing-masing dihubungkan ke D1 dan D2, sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus
positip maka D2 mendapat sinyal siklus negatip dan sebaliknya. Dengan demikian
D1 dan D2 hidupnya bergantian, namun karena arus I1 dan I2 melewati tahanan
beban (RL) dengan arah yang sama, maka IL menjadi satu
arah. Terlihat dengan jelas bahwa rangkaian penyearah gelombang penuh ini
merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang hidupnya
bergantian setiap setengah siklus. Penyearah gelombang penuh dengan system
jembatan bisa menggunakan sembarang trafo baik yang CT maupun yang biasa atau
bahkan bisa juga tanpa menggunakan trafo. Prinsip kerja rangkaian penyearah
gelombang penuh system jembatan dapat dijelaskan, yaitu pada saat jembatan
mendapatkan bagian positip dari siklus sinyal ac, maka D1 dan D3 hidup (on) dan
D2 dan D4 mati (off).
Hamper semua peralatan elektronik memerlukan sumber tegangan
searah untuk dapat bekerja. Alat-alat elektronik dengan daya yang relative
kecil dapat menggunakan baterai atau aki. Tetapi untuk perlatan yang reletif
memerlukan daya besar lebih baik menggunakan sumber tegangan yang berasar dari
PLn. Mengingat listrik dari PLN bolak-balik tentu saja memerlukan rangkaian
penyearah. Komponen elektronik yang berfungsi sebagai penyearah atadi adalah
diode. Diode mempunyai sifat dapat menghantarkan arus listrik hanya pada satu
arah. Apabila kaki anoda (A) dihubungkan dengan kutub positif dan kakio katoda
(k),maka arus dapat mengalir dan keadaan yang demikian dikatakan diode
terpanjar maju (forward bias). Apabila sebuah diode dipasang pada sumber
tegangan bolak-balik, misalnya PLN(setelah melewati transformator step-down),
maka oleh diode tegangan itu akan diubah menjadi tegangan searah. Dari o sampai
dengan arus dapat diteruskan karena pada saat itu diode terpanjar maju. Tetapi
dari hingga 2 dioda terpanjar mundur, oleh karenanya arus tidak dapat mengalir.
Rangkaian yang demikian tadi disebut sebagai rangakaian penyearah gelombang
stengah (half wave rectifier)
(sitorus,dkk.,2015:4).
Reducing
the rectifier drop out voltage decreaces power dissipation in the rectifier
block and increases the average rectified dc voltage (Vout)available at the
regulator input. This lowers the minimum operational receiver coil voltage,
which in turn saves the required transmitted power significantly or increases
the maximum permissible coupling distance between the transmitter and receiver
coils.
Where
VTH is the MOS threshold voltage, is the intrinsic
trasconductance, and W and l are the transistor width and length, respectively.
In the above equation, VTH is a processdependent parameter, which can be minimized in
the circuit design by eliminating the body effect. To minimize the second term
in (1), the W/L ratio should be increased as much as the rectifier area
consumption and itsparasitic capacitance will permit (Ghovanloo,dkk.,2004:19).
Dioda
merupakan komponen aktif bersaluran dua (dioda termonik mungkin memiliki
saluran ketiga sebagai pemanas). Dioda mempunyai dua elektroda aktif dimana
isyarat listrik dapat mengalir, dan kebanyakan dioda digunakan karena
karakteristik satu arah yang dimilikinya. Dioda VARIKAP (VARiabel CAPacitor/
kondensator variable) digunakan sebagai kondensator pengendali tegangan. Sifat
kesearahan yang dimiliki sebagian besar jenis dioda seringkali disebut
karakteristik menyearahkan. Fungsi paling umum dari dioda adalah untuk
memperbolehkan arus listrik mengalir dalam satu arah (disebut kondisi panjar
maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar
mundur). Karenanya, dioda dapat dianggap sebagai versi elektronik dari katup
pada transisi cairan (Bramasti, 2012: 50).
Menurut
teori electron, jika sebuah benda bermuatan positip kalau benda tersebut
kehilangan electron dan jika bermuatan negatip kalau benda tersebut kelebihan
electron. Dalam keadaan berbeda muatan inilah munculnya tenaga potensial yang
berada di antara benda-benda itu. Tenaga potensial dapat menunjukkan kemampuan
melaksanakan kerja. Oleh karena itu bila sepotong kawat penghantar dihubungkan
diantara kedua benda yang berbeda muatan menyebabkan terjadinya perpindahan
energy diantara benda-benda itu. Perubahan energy ini berlangsung selama ada
tegangan. Terjadinya beda tegangan disebabkan tiap muatan mempunyai tenaga
potensial untuk mengerakkan suatu muatan lain dengan cara menarik atau menolak.
Beda tegangan dapat dihasilkan dengan memberikan tekanan. Beda tegangan dapat
berubah-ubah dari seperjuta volt sampai beberapa juta volt. Beda tegangan
diantara terminal-terminal PLN ada yang 110 V atau 220 V. Hambatan ialah
gesekan atau rintangan yang diberikan suatu bahan terhadap suatu aliran arus.
Dengan adanya gesekan atau rintangan ini, menyebabkan gerak electron berkurang.
Hambatan-hambatan ini yang menghalang gerak electron disebut resistanse. Jadi
resistansi adalah hambatan listrik, makin besar resistansi sebuah penghantar,
semakin kecil arus listrik yang mengalirinya. Sedangkan alat resistansi disebut
resistor atau tahanan. Akibat adanya gesekan atau rintangan (resistansi) pada
aliran electron, maka sejumlah energy listrik berubah menjadi panas. Resistor
(hambatan) dapat pula berupa lampu atau elemen pemanas (Rubertson, 1992:
16-17).
III.
ALAT
DAN BAHAN
1. Transformator
Step Down Non CT =
1 Unit
2.
Transformator Step Down CT = 1 Unit
3.
Dioda Penyearah
4. Resistor =10
k / 1 W
5.
Condensator Elektrolit = (
2200 μf / 50 V )
6.
Steker AC = 1
Unit
7.
Multimeter = 1
Unit
8.
CRO ( Cathode Right Tube ) = 1 Unit
9.
Breadboard = 1 Unit
10.
Tool Sheet = 1
Unit
11. Jumper
Ø.1 mm =
2 Meter
IV.
PROSEDUR
PERCOBAAN
a.
Penyearah
½ Gelombang
1. Dipersiapkan semua peralatan dan bahan-bahan
yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2. Diperiksa
semua bahan dan peralatan, dipastikan semua dalam kondisi yang baik
3. Dibuatlah Rangkain seperti dibawah ini pada
Project Board.
4. Pada sisi primer transformator, diberikan
tegangan Suplly sebesar 220 V AC.
5. Dilakukan pengukuran tegangan pada sisi
sekunder transformator dengan menggunakan multimeter. Kemudian dicatat hasil
pada table kerja 4.1.
6. Diukur tegangan pada hambatan RL (VRL)
7. Dihitung tegangan pada dioda dengan
menghubungkan anoda dan katoda dengan multimeter.
8. Diamati dan digambarkan bentuk gelombang
keluaran pada hambatan RL dengan menggunakan osiloskop.
9. Dicatat hasil pengamatan pada tabel kerja4.1
b.
Penyearah
Gelombang Penuh (2 Dioda)
1. Dipersiapkan semua peralatan dan bahan-bahan
yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2. Diperiksa semua bahan dan peralatan,
dipastikan semua dalam kondisi yang baik.
3. Dibuatlah rangkaian seperti gambar dibawah
ini pada Project Board.
4. Diberikan tegangan Supply 220 V AC pada sisi
primer transformator.
5. Diukur tegangan pada sisi sekunder
transformator dengan multimeter. Dicatat hasil pada tabel kerja 4.2.
6. Diukur tegangan pada hambatan RL (VRL)
7. Dihitung tegangan pada dioda (D1
dan D2) dengan menghubungkan anoda dan katoda dengan multimeter.
8. Diamati dan gambarkan bentuk gelombang
keluaran pada hambatan RL dengan menggunakan osiloskop.
c. Penyearah Gelombang Sistem Jembatan
1.
Dipersiapkan
semua peralatan dan bahan-bahan yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2.
Diperiksa
semua bahan dan peralatan, pastikan semua dalam kondisi yang baik.
3.
Dibuatlah rangkaian seperti gambar dibawah
ini pada Project Board.
4.
Diberikan
tegangan Supply 220 V AC pada sisi primer transformator.
5.
Diukur
tegangan pada sisi sekunder transformator dengan multimeter. Dicatat hasil pada
table kerja 4.3!
6.
Diukur
tegangan pada hambatan RL(VRL)
7.
Dihitung
tegangan pada dioda (D1, D2, D3, dan D4)
dengan menghubungkan anoda dan katoda dengan multimeter.
8.
Diamati
dan gambarkan bentuk gelombang keluaran pada hambatan RL dengan menggunakan
osiloskop.
V.
DATA
HASIL
Tabel 4.1 Penyearah ½
Gelombang
|
Vsekunder
|
VRL
|
Vdioda
|
Bentuk
Gelombang
|
|
2,8
x 5 =14 V
|
4,8
V
|
-4,9
V
|
|
V/DIV = 5
T/DIV = 20
Tabel 4. 2 Penyearah
Gelombang Penuh
|
Vsekunder
|
VRL
|
VD1
|
VD2
|
|
5,2
V
|
9,95
V
|
-10,34
V
|
-10,5 V
|
V/DIV = 2
T/DIV = 20
Tabel 4.3 Penyearah
Gelombang Sistem Jembatan
|
Vsekunder
|
VRL
|
VD1
|
VD2
|
VD3
|
VD4
|
|
5,6
V
|
14,73
V
|
-5,4
V
|
-5,94 V
|
5,10 V
|
-7,34 V
|
VI.
PEMBAHASAN
Pada
percobaan ini, kami melakukan 3 percobaan yaitu peyearah setengah gelombang,
penyearah gelombang penuh (2 dioda), dan penyearah gelombang sistem jembatan.
Dalam percobaan ini kami melakukan beberapa hal seperti mengetahui atau
mengukur tegangan sekunder, tegangan dari resistor, tegangan diode dari bentuk
gelombangnya.
Penyearah
setengah gelombang adalah penyearah yang hanya mengeluarkan setengah siklus
gelombang sinus dengan menggunakan satu diode penyearah saja dan satu resistor,
serta trafo (CT). Alat yang digunakan untuk menampilkan bentuk gelombang yang
dihasilkan adalah Osiloskop Digital. Prinsip kerja dari penyearah setengah
gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang AC
transformator. Pada saat transformator memberikan output sisi positif dari
gelombang Ac maka diode dalam keadaan forward bias sehingga sisi positif dari
gelombang AC tersebut dilewatkan dan pada saat transformator memberikan sinyal
sisi negative gelombang AC maka diode dalam posisi reverse bias, sehigga sinyal
sisi negative tegangan AC tersebut ditahan atau tidak dilewatkan seperti
terlihat pada gambar sinyal output penyearah setengah gelombang berikut.
Kelebihan
dari penyearah setengah gelombang ini, yaitu simpel dan sederhana serta hemat
biaya karena hanya menggunakan satu diode dan satu fasa sinyal sinus. Kelemahan
dari penyearah setengah gelombang adalah keluarannya memiliki riak (ripple)
yang sangat besar sehingga tidak halus dan membutuhkan kapasitor besar pada
aplikasi frekuensi rendah seperti listrik PLN 50 Hz. Kelemahan ini tidak
berlaku pada aplikasi power supply frekuensi tinggi seperti pada rangkaian
SMPS. Kelemahan lainnya adalah kurang efisien karena hanya mengambil satu
siklus sinyal saja. Artinya siklus yang lain tidak diambil alias dibuang. Ini
mengakibatkan keluara dari penyearah setengah gelombang memiliki daya yang
lebih kecil.
Penyearah
gelombang penuh adalah penyearah yang mengeluarkan semua siklus gelombang sinus
dari sinyal AC. Prinsip kerja dari rangkaian penyearah gelombang penuh adalah
membuat penyearah ganda dengan lebih dahulu membalik siklus negative dari
masukan. Artinya, penyearah gelombang penuh membutuhkan dua fasa input, satu
fasa mengikuti masukan sinyal sinus dan satu fasa yang lain berbalikan dengan
sinyal input. Pada percobaan penyearah gelombang penuh (2 dioda) menggunakan
dua diode dan satu resistror serta trafo (CT) sebagai transformator dan
osiloskop untuk menampilkan bentuk gelombang.
Prinsip
kerja rangkaian penyearah gelmbang penuh dengan dua diode dapat bekerja karena mengunakan
transformator dengan CT. Pada saat terminal output transformator pada D1
memberikan sinyal puncak positif maka terminal output pada D2 memberikan sinyal
puncak negative. Pada kondisi ini D1 pada posisi forward bias dan D2 pada
posisi reverse bias. Sehingga sisi puncak positif dilewatkan melalui D1.
Kemudian pada saat terminal output transformator pada D1 memberikan sinyal
puncak negative maka terminal output pada D2 memberikan sinyal puncak positif.
Pada kondisi ini D1 posisi reverse dan D2 pada posisi forward, sehingga puncak
sinyal positif dilewatkan melalui D2. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada
gambar berikut ini.
Kelebihan
penyearah gelombang penuh adalah lebih efisien karena mengambil semua bagian
dari siklus sinyal AC yang disearahkan. Hal ini membuat keluaran dari penyearah
gelombang penuh memiliki riak (ripple) yang kecil fan lebih halus. Daya yang
terserap juga lebih efisien karena tidak ada siklus yang dibuang. Kelemahannya
adalah kebutuhan akan satu siklus pembalik yang berarti harus menambah satu
gulungan lilitan lagi pada transformator serta penggunaan dua buah diode untuk
penyearahan. Ini berakibat pada penambahan biaya yang harus dikeluarkan untuk
rangkaian.
Penyearah
Gelombang Sistem Jembatan adalah penyearah dengan memanfaatkan topologi diode
yang disusun dengan system jembatan. System ini mengambil semua siklus
gelombang sinus masukan namun dengan input fasa tunggal. System lebih efisisen
pada system power supply dengan input fasa tunggal karena menghemat penggunaan
lilitan. Prinsip kerja dari penyearah gelombang system jembatan dimulai pada
saat output transformator memberikan level tegangan positif, maka D1, D3 pada
posisi forward bias dan D2, D4 pada posisi reverse bias sehingga level tegangan
sisi puncak positif tersebut akan dilewatkan melalui D1 ke D3. Kemudian pada
saat output transformator memberikan level tegangan sisi puncak negative maka
D2, D4 pada posisi forward bias dan D1, D3 pada posisi reverse bias sehingga
level tegangan sisi negative tersebut dialirkan melalui D2, D4. Untuk lebih
jelasnya dapat dilihat pada grafik output berikut.
VII.
KESIMPULAN
1. Bentuk
gelombang penyearah ½ gelombang, yaitu berupa gelombang sinusoidal, tetapi
hanya memiliki puncak karena lembah/sisi sinyal negative ditahan atau tidak
dilewatkan sehingga diantara puncak yang satu dengan yang lainnya terlihat
seperti memilki jarak. Penyearah gelombang penuh, bentuk gelombangnya seperti
gelombang sinusioidal tetapi tidak memiliki lembah dan antarapuncak terlihat
seperti tidak memiliki jarak. Penyearah gelombang system jembatan, bentuk
gelombangnya seperti bentuk gelombang penyearah gelombang penuh tetapi terlihat
lebih halus akibat adanya kapasitor.
2. a.
Penyearah ½ gelombang
Pada saat transformator
memberikan output sisi positif dari gelombang AC maka diode dalam keadaan
forward bias sehingga sisi positif dari gelombang AC tersebut dilewatkan dari
pada saat transformator memberikan sinyal negative gelombang AC maka diode
dalam posisi reverse bias, sehingga sisi negative tegangan AC tersebut ditahan
atau tidak dilewatkan.
b. Penyearah Gelombang
Penuh
penyearah gelombang
penuh membutuhkan dua fasa input, satu fasa mengikuti masukan sinyal sinus (D1
dalam keadaan forward bias dan dilewatkan). Dan satu lagi fasa yang lain
berbalikkan dengan sinyal input (D2 dalam keadaan reverse bias dan ditahan).
c. Penyearah Gelombang
System Jembatan
system ini mengambil
semua siklus gelombang sinus masukan namun dengan input fasa tunggal. System
ini memanfaatkan kerja forward secara bergantian. Pada siklus positif, diode
pertama dan ketiga bekerja secara forward lalu pada siklus negative , diode
kedua dan keempat yang ganti bekerja secara forward.
DAFTAR
PUSTAKA
Bramasti, Rully. 2012. Kamus Fisika. Surakarta: Aksarra Sinergi
Media
Ghovanloo,
Masyam, dkk. 2004, ‘Fuzzy Integrated
Wideband High Current Rectifier for
Inductively Powered Devices’, IEE Journal of Solid-State Cicuit,Vol.39.No.11.HH1979.
Robertson, John B. 1992. Keterampilan Teknik Listrik Praktis.
Bandung: Yrama Widya
Sitorus,
Brigita,dkk. 2015,’Perancangan Panel
Surya Pelacak Arah Matahari Berbasis
Arduino Uno’, E-Jurnal Teknik Elektro dan Komputer, Vol.8,No.3,hh.4.
Surjono, Herman Dwi. 2007. Elektronika Teori dan Penerapan. Jawa
Timur: Cerdas Ulet Kreatif
Lampiran
Hitung
Lampiran
Gambar
KARAKTERISTIK
DIODA
I.
TUJUAN
1. Setelah
melakukan praktikum, mahasiswa dapat mengidentifikasi karakteristik dioda.
2. Setelah
melakukan praktikum, mahasiswa dapat menganalisis rangkaian bias maju dan bias
mundur pada dioda.
3. Setelah
melakukan praktikum, mahasiswa dapat melukiskan grafik karakteristik dioda
dengan benar.
II.
LANDAAN
TEORI
Menurut Istardi (2017:14-15) sebagai saklar,
diode akan aktif (ON) jika tegangan pada
anoda lebih positif daripada tegangan pada katoda, dan diode akan membelok
(off) jika tegangan pada katoda. Artinya, cara pengaktifan diode ini cukup
diberi tegangan dari anoda ke katoda yang lebih besar dari Vout diode tersebut
(forward bias). Biasanya Vok ini berkisar antara 0,3 sampai 0,7 V. jika
sebaliknya diode diberi tegangan dari katoda menuju anoda maka diode tersebut
akan off (reverse bias).
Gambar rangkain
dari diode yaitu sebagai berikut.
Menurut Yohandri dan Asrizal
(2016:149-150) karakteristik diode dapat diilustrasikan melalui hubungan arus
yang mengalir melalui diode dengan tegangan yang diberikan. Rangkaian untuk
menentukan karakteristik diode dalam bias maju dan mundur seperti pada gambar 7.12
Untuk mengamati karakteristik diode.
Sebuah voltmeter dan ampermeter digunakan dalam rangkaian untuk rangkaian bias
maju, voltmeter mengukur hanya beda tegangan yang terdapat pada diode saja
tidak termasuk arus yang mengalir dalam amperemeter. Dengan mengubah-ngubah
tegangan melalui Rv, maka diperoleh grafik untuk diode dari bahan silicon dan
germanium seperti gambar 7.13
Berdasarkan gambar 7.13 kenaikan
tiba-tiba dalam arus bias mundur terjadi pada suatu tegangan balik yang dikenal
dengan tegangan breakdown balik. Efek ini terjadi karena intensitas dari medan
listrik menyebabkan kenaikan dalam pasangan elektron lubang.
1. Bias
Mundur (Reverse Bias)
Menurut Surjono (2007:1314) Bias mundur
adalah tegangan negative baterai keterminal anoda (A) dan tegangan positif
keterminal katoda (K) dari suatu diode. Dengan kata lain, tegangan anoda katoda
VA-K adalah negative (VA-K
0
). Gambar 1.12 menunjukkan diode diberi bias mundur.
Karena ujung anoda (A) yang berupa bahan
tipe P diberi tegangan negative, maka hole-hole(pembawa mayoritas) akan
tertarik kekutub negative baterai menjauhi persambungan. Demekian juga karena
ujung katoda (K) yang berupa bahan tipe n diberi tegangan positip, maka
elektron-elektron (pembawa mayoritas) akan tertarik ke kutub positip baterai
menjauhi persambungan. Sehingga daerah pengosongan semakin besar, dan arus yang
disebabkan oleh pembawa mayoritas tidak ada yang mengalir.
Sedangkan pembawa minoritas yang berupa
elektron (pada bahan tipe p) dan hole (pada bahan tipe n) akan berkombinasi
sehingga mengalir arus jenuh mundur (reverse saturation current) atau Is. Arus
ini dikatakan jenuh karena dengan cepat mencapai harga maksimum tanpa
dipengaruhi besarnya tegangan baterai.
2. Bias
Maju (Forward Bias)
Apabila tegangan baterai dihubungkan
keterminal anoda (A) dan negatifnya ke terminal katoda (K), maka diode disebut mendapatkan bias
maju.
Dengan pemberian polaritas tegangan
seperti pada gambar 1.13. yakni VA-K positif, maka pembawa mayoritas
dari tipe P (hole) akan tertarik oleh kutub negative baterai lewati
persambungan dan borkombinasi dengan elektron (pembawa mayoritas bahan tipe n).
demekian juga elektronnya akan tertarik oleh kutub positif baterai untuk
melewati persambungan. Oleh karena itu, daerah pengosongan terlihat semakin
menyempit pada saat diode diberi bias maju. Dan arus diode yang disebabkan oleh
pembawa mayoritas mengakir yaitu ID.
Sedangkan pembawa minoritas dari bahan
tipe P (elektron) dari tipe n (hole) akan berkombinasi dan menghasilkan Is.
Arah Is dan ID adalah berlawanan. Namun karena Is jauh lebih kecil daripada
berlawanan. Namun karena Is jauh lebih kecil daripada ID, maka secara praktis
besarnya arus yang mengalir pada diode ditentukan oleh ID.
Dioda merupakan komponen elektronik yang
berfungsi untuk melewatkan arus hanya satu arah saja. Diode memegang peran
penting dalam eletronika, diantaranya adalah menghasilkan tegangan searah dari
tegangan bolak-balik dan untuk mengatur tegangan searah agar tidak berubah
dengan beban maupu dengan perubahan tegangan PLN (Fauzan, 2016:1-2).
The source-side auxiliary pMpS (MP3)
share its source and gate terminals with te diode-connected Mp, and turn on
whenever MP, is o, white connecting the separatade N-will to Vcoil 1, which is
higher than Vout+Vgs at this time. The drain-side auxiliary pMps (MP4) shares
its drain termnay with MP, and turns on whenever Vcoil is less than Vout by
least [Vth}, while connecting the separated N-well to Vout (Ghavanoloo, dkk,
2004:1979).
.
III.
ALAT DAN BAHAN
Alat dan bahan yang
akan digunakan:
1.
Power Supply =
1 unit
2. Multimeter = 1 unit
3. Dioda
= 1 buah
4.
Resistor =
1 kΩ 1 buah
IV.
PROSEDUR KERJA
4.1
Forward bias
1. Persiapkan semua
peralatan dan bahan-bahan yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2. Periksa semua bahan
dan peralatan, pastikan semua dalam kondisi yang baik.
3.
Siapkan sebuah dioda dan resistor sebesar 1k ohm yang akan digunakan dalam
praktikum ini.
4. Gunakan multimeter
untuk mengukur besar resistansi resistor. Jangan tempelkan anggota tubuh pada
probe multimeter atau resistor karena hal ini dapat menimbulkan bias pembacaan.
5. Gunakan multimeter
untuk mengecek dioda yang akan digunakan dapat berfungsi dengan baik.
6.
Susun rangkaian seperti seperti gambar dibawah ini pada breadboard.
7. Pastikan jumper serta
kabel telah dalam posisi yang baik dan benar. Pastikan dengan benar agar tidak
terjadi shorting!
8. Nyalakan power supply
dan atur tegangan input yang diinginkan dengan menggunakan power supply. Untuk
memudahkan mengetahui tegangan dengan tepat sebaiknya gunakan multimeter,
pastikan memakai mode tegangan DC.
9. Ukurlah tegangan pada
dioda (VD) dan arus yang mengalir pada dioda (ID) dengan menggunakan
multimeter.
10. Ubah tegangan pada
power supply sesuai dengan yang ada pada tabel 4.1
11. Pada setiap
perubahan tegangan ukur kembali VD dan ID.
12.
Catat hasil percobaan pada table kerja 4.1!
4.2
Reverse Bias
Ulangi
percobaan pada percobaan diatas namun dengan bentuk rangkaian seperti pada
gambar dibawah ini!
Pastikan
posisi dioda dan power supply benar. Catat hasil percobaan pada table kerja
4.2!
V.
DATA
HASIL
5.1
Forward Bias
|
V
sumber (volt)
|
VD
(Volt)
|
ID
(Ampere)
|
|
0,06
|
0,45
|
0
|
|
0,02
|
0,62
|
0,01
|
|
0,8
|
0,79
|
0
|
|
1
|
0,99
|
0
|
5.2
Reverse Bias
|
V
sumber (volt)
|
VD
(Volt)
|
ID (Ampere)
|
|
0,46
|
0,46
|
0
|
|
0,6
|
0,02
|
0
|
|
0,8
|
0,40
|
0,38
|
|
1
|
0,4
|
00,49
|
VI.
PEMBAHASAN
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya
bersifat semikonduktor, yang dapat arus listrik mengali ke satu arah dan
menghambat arus dari arah sebaliknya. Karakteristik diode yaitu diode akan
menghantar jika secara maju (forward) dan akan menghantar jika dikerjakan
secara terbalik (reverse).
Pada forward bias apabila tegangan positif baterai
dihubungkan keterminal anoda (A) dan negatifnya ke terminal katoda maka diode
tersebut mendapatkan bias maju. Apabila VA-K positif, maka pembawa
mayoritas dari tipe P (hole) akan tertarik oleh kutub negative baterai lewati
persambungan dan borkombinasi dengan elektron (pembawa mayoritas bahan tipe n).
demekian juga elektronnya akan tertarik oleh kutub positif baterai untuk
melewati persambungan. Oleh karena itu, daerah pengosongan terlihat semakin
menyempit pada saat diode diberi bias maju. Dan arus diode yang disebabkan oleh
pembawa mayorita.
Pada percobaan forward bias kami melakukan 4 kali percobaan.
Pada percobaan pertama didapatkan hasil Vsumber = 0,06 Volt, Vd = 0,45 V dan ID
= 0 A. Pada percobaan kedua Vsumber = 0,62 V, Vd = 0,62, ID = 0,01 A. Pada
percobaan ketiga Vsumber = 0,8 V, Vd = 0,79 V, ID = 0,01 A. dan percobaan
keempat Vs = 1 V, VD = 0,99 dan ID = 0 A.
Pada percobaan forward bias ini dari data yang didapat maka
apabila tegangan sumber besar maka tegangan diode juga akan besar. Besarnya
arus pada ditentukan oleh ID.
Pada percobaan kedua yaitu Reverse bias. Bias mundur adalah
tegangan negative baterai keterminal anoda (A) dan tegangan positif keterminal
katoda (K) dari suatu diode. Dengan kata lain, tegangan anoda katoda VA-K
adalah negative (VA-K
0
).
Karena ujung anoda (A) yang berupa bahan tipe P diberi tegangan
negative, maka hole-hole(pembawa mayoritas) akan tertarik kekutub negative
baterai menjauhi persambungan. Demekian juga karena ujung katoda (K) yang
berupa bahan tipe n diberi tegangan positip, maka elektron-elektron (pembawa
mayoritas) akan tertarik ke kutub positip baterai menjauhi persambungan.
Sehingga daerah pengosongan semakin besar, dan arus yang disebabkan oleh
pembawa mayoritas tidak ada yang mengalir.
Sedangkan pembawa minoritas yang berupa elektron (pada bahan
tipe p) dan hole (pada bahan tipe n) akan berkombinasi sehingga mengalir arus
jenuh mundur (reverse saturation current) atau Is. Arus ini dikatakan jenuh
karena dengan cepat mencapai harga maksimum tanpa dipengaruhi besarnya tegangan
baterai.
Pada percobaan reverse bias ini kami juga melakukan 4 kali
percobaan. Pada percobaan pertama didapatkan Vsumber = 0,46, VD= 0,46 dan ID= 0
A. Pada percobaan kedua Vsumber = 0,6 V, Vdioda = 0,02 dan Idioda = 0 A pada
percobaan ketiga Vs = 1, Vdioda = 0,49. Pada percobaan keempat Vs = 1, Vdioda =
0,4 dan ID = 0,38.
Pada percobaan ini dapat dilihat bahwa semakin tinggitegangan
sumber maka tegangan diode akan semakin rendah. Dan nilai arus diode dapat
dilihat pada percobaan ketiga dan keempat.
Adapun terdapat kesalahan pada saat melakukan percobaan ini
baik itu secara alat maupu kesalaha personal dalam melaksanakan praktikum ini.
VII.
KESIMPULAN
1. Karakteristik
diode yaitu diode akan menghantar jika arah maju (forward) dan akan menghambat
jika dikerjakan secara terbalik (reverse)
2. Suatu
benda mendapatkan bias maju apabila tegangan positif baterai dihubungkan ke
terminal Anoda (A) dan negatifnya ke terminal katoda (K) maka suatu benda
mendapat bias mundur apabila tegangan negative baterai keterminal anoda (A) dan
tegangan positif keterminal katoda (K) dari satu diode. Dengan kata lain,
tegangan anoda katoda Va-k adalah negative (Vak
)
3. Gambar
Karakteristik Dioda
Daftar Pusataka
Fauzan, dkk. 2016. Karakteristik Dioda (E9). Jurnal Elektronika Dasar II. NRP :
4100089
Ghovanloo,dkk. 2014. Fullly integrated Wideband High-current Rectifiers for inductively
powerd device. IEEE Journal of Solid-State Circuit. Vol.39. No.11.
Istardi,D. 2017. Pengenalan
Elektronika Daya. Yogyakarta: ANDI.
Surjono,H,D. 2007. Elektronika: Teori dan Penerapan. Jawa Timur: Cerdas Ulet Kreatif.
Yohandri, dan Asrizal. 2016. Elektronika Dasar 1. Jakarta: Kencana.
Zoldan, dkk. 2015. N and P Type Character Of Single Molecule Diodes. Vol 5:8350.
Lampiran Hitung
Lampiran Gambar
TRANSISTOR
SEBAGAI PENGUAT TEGANGAN (Common Emitter)
I.
TUJUAN
1.1 Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat mengidentifikasi karakteristik Transistor
sebagai penguat dengan benar.
1.2 Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat membedakan prinsip transistor sebagai
penguat dengan transistor sebagai saklar dengan benar.
1.3 Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat menghitung penguatan rangkaian dengan
benar.
II. LANDASAN TEORI
Transistor adalah komponen semikonduktor
yang terdiri atas sebuah bahan type p dan diapit oleh dua bahan tipe n
(transistor NPN) atau terdiri atas sebuah bahan tipe n dan diapit oleh dua
bahan tipe p (transistor PNP). Ketiga terminal transistor tersebut dikenal
dengan Emitor (E), Basis (B) dan Kolektor (C). Emitor merupakan bahan
semikonduktor yang diberi tingkat doping sangat tinggi. Bahan kolektor diberi
doping dengan tingkat yang sedang. Sedangkan basis adalah bahan dengan doping
yang sangat rendah. Apabila pada terminal transistor tidak diberi tegangan bias
dari luar, maka semua arus akan nol atau tidak ada arus yang mengalir. Sebagai
mana terjadi pada persambungan dioda, maka pada persambungan emiter dan basis
(JE) serta pada persambungan basis dan kolektor (JC) terdapat daerah
pengosongan. Setelah transistor diberi tegangan bias aktif, maka daerah
pengosongan pada persambungan emitor-basis menjadi semakin sempit karena
mendapatkan bias maju. Sedangkan daerah pengosongan pada persambungan
basis-kolektor menjadi semakin melebar karena mendapat bias mundur
(Surjono,2007:55-57).
Karakteristik transistor disajikan
dengan kurva karakteristik yang menggambarkan kerja transistor. Akan ditinjau
dari tiga kurva karakteristik yaitu kolektor, kurva basis dan kurva beta (β).
Pemilihan titik kerja bertujuan agar transistor bekerja di daerah yang
diinginkan. Pada untai penguat, transistor, transistor dirancang untuk bekerja
di daerah aktif, sehingga sinyal keluaran (tegangan atau arus kolektor)
merupakan reproduksi sinyal masukan yang diperkuat. Dalam pemilihan titik kerja
VCC, RB dan RC dipilih agar transistor tidak
melampaui batas jangkauan (rating)nya, yaitu : 1. Lesapan (dispasi) kolektor
maksimum, PC (maks), 2. Tegangan kolektor emitter maksimum, VCC(maks),
3. Arus kolektor maksimum, IC (maks) dan 4. Tegangan basis emitter
maksimu, VBE (maks). Kapsitor C1 dan C2 adalah kapasitor kapling yang digunakan untuk
melewatkan sinyal. Arus DC tidak dapat lewat kapasitor kopling tersebut,
sehingga arus dan tegangan prasikap tidak berpengaruh (Widodo,2002:49-54).
Menurut Blocher (2004:110-111), masukan
untuk rangkaian penguat didapatkan dari sumber voltase sebelah kiri dalam skema
rangkaian. Sumber voltase ini merupakan voltase DC yang konstan sebesar 0,7 V
yang dijumlahkan dengan satu sinyal voltase AC, VS dengan amplitude
kecil. Input dari penguat adalah sambungan antara basis dan emitor. RS
adalah resistor yang menunjukkan resistivitas dalam sumber voltase masukan
tersebut. Kolektor disambungkan dengan voltase DC sebesar Vb (voltase
baterai/voltase sumber) melalui resistor RC. Bagian negative dari
sumber voltase ini merupakan GND dan disambungkan dengan emitor. Output dari
rangkaian adalah sambungan antara kolektor dan GND (ground). Rangkaian seperti
ini disebut common emitter amplifier karena emitor dipakain sebagai sambungan
bersama untuk input dan output.
Cara kerja rangkaian electrosurgery
unit diatas yaitu pada saat trafo power supply mendapatkan supply
tegangan PLN sebesar 220VAC kemudian diturunkan melalui trafo step-down dengan
keluaran tegangan 32VAC, lalu di searahkan meluli diode sehingga
gelombang rangkaian akan berubah menjadi VDC, maka akan mengalir tegangan VDC
menuju transistor LM 317 dimana digunakan untuk regulator tegangan
yang akan di atur oleh resistor variable, dan sebagian tegangan akan mengalir
ke transistor MJ 2955 dimana transistor ini digunakan sebagai
penguat arus sehingga dalam rangkaian akan mengeluarkan arus sesuai dengan data
sheet yang diperoleh dari transistor tersebut. Lalu kemudian
tegangan akan mengalir menuju rangkaian pencacah frequency dimana dalam
rangkaian ini tegangan DC akan dicacah melalui transistor 2N3055 dimana transistor
ini merupakan jenis transistor daya dan kemudian tegangan dikuatkan
melalui trafo step-up, hasil dari keluaran tegangan pada trafo tersebut
digunakan untuk cutting pada probe positive & probe negative (Firmansyah,dkk,2016:122-123).
According to Kumrey and Mahobik
(2016:102) In the amplifier current, voltages are supplied, so that emitter
base junctions are of forward-based and the collector base junction is
reserve-based. The means Vce>BBE. Consider the first of the entire
forward-bleses emitter-base junction. It is also very narrow making it easy for
a large fractini, Alfa, of the holes to diffuse across to collector=base
junction where the junction voltage acceleretary the into the collector region
to form the collector current, Ic this:
Pada
umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di
satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal
lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik
modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan sebagai
ampliefier(peguat). Rangkaian analog meliputi pengeras suara, sumber listrik
stabil, dan penguat sinyal radio (Kalsum, 2011:48-49).
III. ALAT DAN BAHAN
1. Kit
Komponen(toolbox)
2. Multimeter = 1 unit
3. Osiloskop = 1 unit
4. Signal
Generator = 1 unit
5. Kabel
Jumper = 1 meter
6. Catu
Daya = 1
unit
7. Breadboard = 1 unit
8. Resistor
(1 kΩ) = 2 buah
9. Resistor
(10kΩ) = 2 buah
10. Kapasitor
47 nF = 2 buah
11. Kapasitor
16 nF = 1 buah
12. Transistor
NPN/PNP = 1 buah
IV. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Persiapkan semua
peralatan dan bahan-bahan yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2. Periksa semua bahan dan peralatan, pastikan
semua dalam kondisi yang baik.
3. Buatlah rangkaian common emitter sepertigambar dibawah ini!
4.
Berikan tegangan VCC
sebesar 12V (RB=10k, RC=1k, RE=1k),
potensiometer (RV) 10k, kapasitor (bagian basis dan emitter) adalah
47μF, kapasitor (bagian output) adalah 16 μF, praktikan diperbolehkan
menggunakan nilai komponen yang berbeda dengan mencatatkannya).
5. Pada potensiometer(Rv) hubungkan hanya pada kaki 2 dan
3, atau 1 dan 2. Kemudian kaki-kaki tersebut dihubungkan pada multimeter dan
atur potensiometer (Rv) agar VCE bernilai 6 Volt
6. Ukur beda tegangan pada resistor RC, lalu hitung arus IC.
7. Ukur nilai tegangan VBEdan arus IBdengan
menggunakan multimeter.
8. Berikan sinyal input pada rangkaian berupa sinyal sinusoidal
dengan amplitudo input dari 50mV sampai 250mV dengan selang 50mV. Atur besarnya
tegangan dan besar frekuensi agar signal dapat teramati dengan baik pada layar
osiloskop.
9. Ukur dan catat besarnya tegangan output (Vout) dan
tegangan input (Vin). Amati sinyal input dan sinyal output, apakah
terjadi perbedaan fasa atau tidak.
V. DATA HASIL
|
|
Nilai (sertakan satuan)
|
|
VCC
|
12 Volt
|
|
VCE
|
12,7 Volt
|
|
VBE
|
0,7 Volt
|
|
IB
|
-0,01 A
|
|
IC
|
0,05 A
|
|
VIn
|
5,5 Volt
|
|
VOut
|
16,8 Volt
|
Hasil penguatan yang
diperoleh (VOut/VIn) = 16,8/5,5 = 3,05 Kali
Gambar sinyal input dan
output pada osiloskop
VI. PEMBAHASAN
Pada
komponen elektronika dasar, ada komponen yang banyak manfaatnya contoh saja
transistor. Transistor dalam rangkaian elektronik
banyak digunakan sebagai penguat, penyearah, pencampur, oscillator, saklar
elektronik, dan sebagainya. Pada praktikum ini yang aka dikaji adalah
transistor sebagai penguat.
Transistor
adalah komponen semikonduktor yang terdiri atas sebuah bahan type P dan diapit
oleh dua bahan tipe N (transistor NPN) atau terdiri atas sebuah bahan tipe N
dan diapit oleh dua bahan tipe P (transistor PNP). Transistor memiliki tiga
kaki, yaitu kolektor (C), basis (B) dan emitor (E). Emitor adalah bahan
semikonduktor yang diberi tingkat doping sangat tinggi, Kolektor diberi doping
dengan tingkat yang sedang dan Basis diberi doping yang sangat rendah.
Transistor yang digunakan sebagai penguat adalah transistor bipolar yang
terbuat dari persambungan P-N. Rangkaian transistor konfigurasinya emitter
bersatu merupakan rangkaian yang paling banyak digunakan sebagai rangkaian
penguat terutama penguat sinyal kecil.
Seperti
yang diketahui bahwa transistor dapat memperbedar level sinyal keluaran sampai
beberapa kali sinyal masukan. Adapun kelebihan dari sebuah transistor tidak
hanya dapat menguatkan sinyal tetapi juga bias sebagai penguat arus, daya dan
tegangan. Sehingga agar suatu transistor dapat bekerja sebagai penguat secara
optimal, maka harus dibutuhkan titik penguat transistor dan juga harus sama
dengan yang ditentukan oleh garis beban AC/DC.
Adapun
pada praktikum tentang transistor sebagai penguat dibutuhkan kit komponen,
multimeter, osiloskop, sinyal generator, kabel jumper, catu daya, breadboard,
resistor 1 kΩ, kapasitor 47 nF, 10 nF dan transistor tipe NPN dan PNP. Pada
praktikum kami melakkan percobaan untuk mengukur VCC, VCE, dan
VBE. Di mana nilai masing-masingnya sebesar 12 volt, 12,7 volt dan
0,7 volt. Sementara IB dan
IC masing-masing sebesar – 0,01 A dan 0,05 A. Sedangkan
tegangan masukan (VIn) sebesar
5,5 Volt dan tegangan keluaran (VOut) sebesar 16, 8 Volt. Sehingga
diperoleh besar penguatan pada transistor sebesar 3,05 kali. Hal ini sesuai
dengan teori yang ada di mana transistor berfungsi sebagai penguat.
Sehingga
dapat disimpulkan bahwa semakin besar arus yang mengalir, maka semakin besar
tegangannya. Sedangkan hasil tegangan masukan akan lebih kecil dari hasil
tegangan keluaran. Hal ini disebabkan oleh transistor yang berfungsi sebagai
penguat. Adapun untuk mengukur tegangan dapat dilakukan dengan kaki emitor
digroundkan, lalu input diletakkan ke basis dan output diletakkan pada kaki
kolektor. Adapun alasan VOut lebih besar dari VIn karena ketika arus mengalir dari sumber menuju
kapsitor, maka kapasitor akan menyimpan muatan yang mengalir dari sumber sampai
penuh d dalam kapasitor dan kemudian dialirkan, sehingga tegangan keluaran
lebih besar sedangkan tegangan masukan lebih kecil karena arus yang diterima
seadanya dari sumber arus.
Adapun
karakteristik dari transistor sebagai penguat, yaitu : sinyal outputnya
berbalik fasa 180
terhadap sinyal input, sering dipakai pada penguat
frekuensi rendah, mempunyai stabilitas penguatan yang rendsh karena bergantung
pada kestabilan suhu dan bias transistor.
VIII.
KESIMPULAN
1. Karakteristik
dari transistor sebagai penguat, yaitu : sinyal outputnya berbalik fasa 180
terhadap sinyal input, sering dipakai pada
penguat frekuensi rendah, mempunyai stabilitas penguatan yang rendsh karena
bergantung pada kestabilan suhu dan bias transistor.
2. Prinsip
kerja transistor sebagai penguat adalah transistor bekerja pada wilayah antara
titik jenuh dan titik kondisi terbuka (cut-off), tetapi tidak pada kondisi
keduanya. Sedangkan prinsip transistor sebagai saklar adalah transistor akan
bekerja pada kondisi terbuka (cut-off) apabila arus basis dilalui oleh arus
yang sangat kecil sehingga bekerja seperti saklar yang terbuka dan kondisi
jenuh jika basis transitor diberi arus yang cukup besar sehingga bekerja
seperti saklar yang tertutup.
3. Mencari
penguatan rangkaian dapat menggunakan rumus :
DAFTAR
PUSTAKA
Blocher, Richard. 2004.
Dasar Elektronika. Yogyakarta: Andi
Offset.
Kalsum, Toibah Umi dan
Rosdiana. 2011. Alar Penghapus White
Board Otomatis Menggunakan Motor Super. Jurnal Media Infotama. Vol. 7. No.
1. ISSN: 1858-2680.
Kumrey dan
Mahobia.2012. Study and Performance
Testing of Transistor With Common Emmiter Amplifier Circuit. Journal of
Research Granthaabyah. Vol.4. ISSN: 2394-3629.
Sham Tam, Wingg. 2018. Design Methodology of Double Nuling
Resistors Nested-Miller Compesation of Multistage Amplifier. Journal
Science Direct. ISSN: 2589-2088.
Surjono,H.D. 2007. Elektronika : Teori dan Penerapan.
Jember: Cerdas Ulet Kreatif.
Widodo, T.S. 2002.
Elektronika Dasar. Jakarta: Salemba Teknika.
Lampiran Hitung
Lampiran
gambar
Rangkaian
transitor sebagai penguat
Bentuk
gelombang
KARAKTERISTIK MOSFET
I.
TUJUAN
1.1 Setelah
melakukan praktikum, praktikan dapat mengidentifikasi karakteristik MOSFET sebagai saklar
dengan benar
1.2 Setelah
melakukan praktikum, praktikan dapat membedakan kaki- kaki MOSFET dengan benar.
II.
LANDASAN TEORI
Menurut Fora (2010:28), Regulator arus
konstan, rangkaian rregulator ini menggunakan MTP3055, TMOS powers MOSFET yang
mempunyai berbagai operasi kerja dengan mengatur besar/kecilarus pengisian ke
baterai NiCad. Arus pengisian ini pada dasarnya tidak bergantung dari tegangan
drain bsource (VDs) ketika tegangan VDs melebihi 2 volt.
According
to Bower (1998:1) the system features multiple dosimeters that may be used to
monitor entrance or exit skin dose and intracavity doses in phantoms in real
time. We have characterized both the standard MOSFET dosimeter designed for the
lower dose measurements. The sensitivity, linsarity, anuler, response,
posexpasure reporse, and physiche charactiteristic were evaluabe.
Menurut Muda (2013: 27-29) Resistor
merupakan komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus
listrik dengan memproduksi tegangan listrik diantara kedua kutubnya,nilai
tegangan terhadap resistansi sebanding dengan arus yang mengalir. Fungsi dari
resistor adalah sebagai pembagi arus , penurun tegangan, pembagi tegangan dan
penghambat aliran arus listrik dan lain-lain. Nilai resistansi dari
potensiometer tertulis pada badan potensiometer menggunakan kode angka.
Menurut
Bishop (2002: 84-85) Untuk transistor terdapat beberapa fitur dan
karakteristik yang harus anda pertimbangkan sebelum menentukan jenis yang tepat
bagi aplikasi anda. Salah satunya adalah transistor junction dua – kutub
(bipolar junction transistor atau BJT ). Sedangkan yang lainnya adalah MOSFET
n-kanal (atau FET ). Transistor yang tergabung dalam kelompok ini adalah jenis
BJT serbaguna (general purpoe ) ,yang sangat banyak tersedia di pasaran, murah
dan diproduksi oleh beberapa pabrikan yang berbeda.Nomor tipe tidak terlalu
informative untuk dijadikan rujukan dalam memilih sebuah transistor.
Menurut Sutrisno (1986: 182-189) MOSFET
(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ) adalah suatu transistor
efek medan dengan pintu yang diberi lapisan oksida – silicon tapis yang
bersifat isolator. Rangkaian terpadu IC semacam ini disebut LSI (Large Scale
Integration ) terbuat dari MOSFET,yaitu yang dikenal dengan MOS-LSI. Ada dua
susunan MOSFET daya, yaitu susunan VMOS dan susunan DMOS .Oleh sebab itu MOSFET
daya juga dikenal sebagai MOSFET vertical. Peranan tabung hampa tersisih.
III.
ALAT DAN BAHAN
1. Resistor (1 kΩ) = 2 pcs
2. Resistor (470 Ω) = 1 pcs
3. Transistor
MOSFET (IRFZ44 N) = 1 pcs
4. Potensiometer
10 K =1
pcs
5. Multimeter
=
1 unit
6. Project
Board / Bridge Board =
1 unit
7. Jumper =
secukupnya
8. Baterai
9 volt =
1 buah
9. Transformator =
1 buah
IV.
PROSEDUR PERCOBAAN
Transistor Mosfet sebagai saklar
1. Persiapkan semua peralatan dan bahan-bahan yang diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2. Periksa semua bahan dan peralatan, pastikan semua dalam kondisi yang baik.
3. Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah ini pada Project Board!
4.
Atur tegangan potensiometer hingga
tegangan pada potensiometer menjadi 2V.
5.
Amati karakteristik LED (ON/OFF).
6.
Hubungkan Sunber tegangan positif (+) pada kaki
Drain dan sumber tegangan negative (-) pada kaki source ,
selanjutnya hubungkan multimeter positif (+) ke kaki drain dan
multimeter negative (-) kekaki source.
7.
Ubah tegangan di sumber tegangan menjafi 3V,5V,7.5V
catat hasil Vin dan
Voutnya lalu amati LED.
arilah nilai ID menggunakan multimeter.
V.
DATA HASIL
|
Vin
|
Vout
|
ID
|
Keterangan LED
|
|
0
|
0 v
|
0 Ampere
|
-
|
|
2
|
-
|
-
|
-
|
|
3
|
5,46 v
|
0,01 Ampere
|
Redup
|
|
4,5
|
7,19 v
|
0,02 Ampere
|
Hidup
|
|
6
|
8,57 v
|
0,03Ampere
|
Hidup Terang
|
VI.
PEMBAHASAN
Struktur semikonduktor JFET terdiri dari
bahan semikonduktor tipe-p dsan tipe-n. Antara tipe-p dan tipe-n bukan hanya junction saja tetapi juga
mempunyai kaal sepeb rti halya transistor. TMOS power MOSFET yang mempunyai
berbagai operasi kerja dengan mengatur besar/kecil arus pengisian ke baterau
NiCad. Oleh sebab itu MOSFET daya juga dikenal sebagai MOSFET vertical.Adapun
tujuan dalam melakukan percobaan ini yakni, setelah melakukan
praktikum,praktikan dapat membedakan kaki-kaki MOSFET dengan benar dan mengidentifikasi
karakteristik MOSFET sebagai saklar dengan benar. Adapun alat dan bahan yang
dipergunakan dalam percobaan kali ini, yakni sebuah resistor ( k
)
,sebuah resistor (470
)
, sebuah transistor MOSFET ( IRF 244 N) ,sebuah potensiometer 10k,sebuah
multimeter ,sebuah project board / bridge board, secukupnya jumper,sebuah
baterai 9 volt dan sebuah transformator. Adapun prosedur percobaan yang dapat
dilakukan , yakni dipersiapkan semua peralatan dan bahan – bahan yang
diperlukan saat melaksanakan percobaan ,diperiksa semua bahan dan
peralatan,pastikan semua dalam kondisi yang baik ,dibuatlah rangkaian pada
papan project board , diatur tegangan potensiometer hingga tegangan
potensiometer menjadi 2v,diamati karakteristik LED (ON/OFF). Dihubungkan sumber
tegangan positif (+) pada kaki drain dan sumber tegangan negative (-) pada kaki
source, selanjutnya dihubungkan multimeter positif (+) ke kaki drain dan
multimeter negative (-) ke kaki source. Diubah tegangan disumber tegangan
menjadi 3v, 5v, 7,5 v dicatat hasil Vin dan Voutnya lalu amati LED. Dicarilah
nilai ID meenggunakan multimeter. Adapun hasil data yang didapatkan
berdasarkan kegiatan praktikum yang telah dilakukan yakni : pada Vin yaitu 0
dengan Vout adalah 0 volt,sedangkan pada ID adalaha 0 A sehingga
keterangan LED tidak ada. Pada percobaan kedua,Vin didapat 2 dengan Vout adalah
tidak ada dan ID tidak ada juga sedangkan keterangan lampu tidak
ada. Pada percobana ketiga Vin adalah 3 dengan Vout adalah 5,46 V dan ID
adalah 0,01 Ampere dan keterangan lampu LED adalah hidup. Pada percobaan
keempat, Vin adalah 4,5 dan Vout adalah 7,19 V sedangkan ID adalah
0,02 Ampere dan keterangan LED adalah hidup. Pada percobaan terakhir Vin adalah
6 v dan Vout adalah 8,57 v , sedangkan ID adalah 0,03 Ampere dan keterangan LED adalah
lamou terang. Adapun karakteristik MOSFET pada daerah Cut off merupakan saklar
terbuka dengan arus drain ID
0
Ampere.Untuk mendapatkan kondisi MOSFET dalam keadaan open maka tegangan gate
Vgs harus lebih rendah dari tegangan threshold Vth dengan cara menghubungkan
terminal input (gate) ke ground. Sehingga, MOSFET menjadi saturasi dan dapat
dianalogikan sebagai saklar pada kondisi tertutup. MOSFET terdiri dari 3 kaki
terminal,yaitu Gate (G), Drain (D) dan Source (S). Drain adalah kaki output ,
Gate adalah kaki output dan Source (S) adalah kaki sumber.Saat mendapat suplay
daya, lampu LED indicator daya pada papan Arduino akan menyala menandakan bahwa
ia siap bekerja.LED ini dapat digunakan sebagai output saat seseorang pengguna
membuat sebuah program dan ia membutuhkan sebuah penanda dari jalannya program
tersebut. Rangkaian LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu
komponen elektronika yang masih bisa dibilang sebagai resistor yang besar
resistansi nilai tahanannya bergantung pada intensitas cahaya yang menutupi
permukaan, diumana LDR yang digunakan dalam perancangan ini adalah yang
memiliki nilai resistansi sebesar 100
dari pengukuran menggunakan perangkat
avometer. Itu sebabnya makin kuat intensitas cahaya maka makin kecil nilai
tahanannya dan makin lemah intensitas cahaya maka makin besar nilai tahanannya.
Pada umumnya, rangakaian LDR digunakan sebagai sensor cahaya. Cara kerja yang
lebih baik. Namun, dari segi intensitas cahaya belum tenu dapat memenuhi
keinginan konsumen yang kebanyakan masih mengacu dengan terang lampu compact
fluorescent lamp (CFL) yang sudah banyak dipakai dan beredar di pasaran. Hal
ini juga berbeda dengan lampu CFL (Compact Fluorescents) yang membutuhkan waktu
untuk menyala terang pada tingkat pencahayaan maksimal , lampu LED memberikan
warna terang seketika saat dinyalakan. Sehingga dalam hal ini, LED akan menyala
bila ada arus listrik mengalir dari anoda menuju katoda. Semakin tinggi arus
yang mengalir paa LED maka semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun
perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan 10mA-20mA dan pada
tegangan 1,6 v – 3,5 v menurut karakter warna yang dihasilkan. Maka dari itu
,dengan tegangan arus yang diberikan sebanyak 6 volt dapat menyebabkan lampu
LED semakin terang dalan penyalaannya.Dalam kegiatan praktikum ini, dapat
diketahui bahwa setiap masing-masing percobaan yang dilakukan hingga akhirnya
mendapatkan lampu terang menyala pada arus 6V merupakan penyebab dari tegangan
arus yang besar sehingga intensitasn cahayanya semakin besar. Meskipun
oercobaan pada kelompok kami kali ini hanya melakukan dua kali dengan Vin yang
berbeda sehingga data yang lainnya didapatkan dari kelompok lain dikarenakan
penyediaan alat dan bahan yang terbatas, serta adanya sedikir kekurangtelitian
pada saat menggunakan alat. Meskipun demikian, tetap melakukan percobaan agar
dapat memahami lebih mendalam mengenai percobaan yang telah dilakukan.
VII.
KESIMPULAN
1. Karakteristik
MOSFET pada daerah cut-off merupakan saklar terbuka dengan arus drain Id = 0
Ampere. Untuk mendapatkan kondisi MOSFET dalam keadaan open maka tegangan gate
Vgs harus lebih rendah dari tegangan threshold Vth dengan cara menghubungkan
terminal input (gate) ke grpund. Sehingga MOSFET menjadi saturasi dan dapat
dianalogikan sebagai saklar pada kondisi tertutup.
2. MOSFET
terdiri dari 3 kaki terminal , yaitu Gate (G), Draian (D) dan Source (S).
a. Gate
(G) adalah kaki input
b. Drain
(D) adalah kaki output
c. Source
(S) adalah kaki sumber
DAFTAR
PUSTAKA
Bishop, Owen. 2002. Dasar-Dasar
Elektronika. Jakarta: Erlangga.
Bower, dkk. 1998. The Characterized of a Commercial MOSFET
Dosimeter System for Use in Diagnostic X-ray. Health Physics. ISSN:
0017-9078.
For a, Rony Haendra
Rahwanto. 2010. Perancangan dan Pembuatan
Lampu Darurat Untuk Daerah Rawan Bencana Alam. Jurnal Teknik Waktu. Vol.8.
No. 2. ISSN:1412-1467.
Muda, Imam. 2013. Elektronika
Dasar.Malang: Gunung
Samudra.
Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapannya. Bandung: ITB.
Lampiran
Hitung
Lampiran Gambar
TRANSISTOR
SEBAGAI SAKLAR ELEKTRONIK
I.
TUJUAN :
1.
Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapatmengidentifikasi karakteristik Transistor sebagai saklar
dengan benar
2.
Setelah
melakukan praktikum, praktikkan dapat membedakan kaki-kaki transistor dengan benar
II.
LANDASAN TEORI
Transistor
adalah suatu komonen aktif dibuat dari bahan semikonduktor. Ada dua macam
transistor, yaitu transistor dwikutub (bipolar) dan transisitor efek medan
(Field Effect Transistor-FET). Transisitor digunakan didalam rangkaian untuk
memprkuat isyarat, artinya isyrarat lemah pada masukan diubah menjadi isyarat
yang kuat pada keluaran. Pada masa kni transisitor ada dalam setiap peralatan
elektronika. Transistor dwikutub dibuat dengan menggunakan semikonduktor
ekstrinsik jenis p dan n, yang disusun seperti gambar
Ketiga bagian transistor ini disebut emitor,basis, dan
kolektor. Makna nama bebearapa bagian transistor tersebut akan dijelaskan
kemudian. Masing-masing bagian transistor ini dihubungkan keluar transisitor
dengan menggunakan konduktor sebagai kaki transisitor. Pada transisitor
dwikutub sambungan p-n antara emitor dan basis diberi panjar maju sehingga arus
mengalir dari emitor ke basis(sutrisno,1986:117).
Sakelar
adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua keadaan, yaitu
keadaan on dan keadaan off. Keadaan off/tutup merupakan suatu keadaan dimana
tidak ada arus yang megalir. Keadaan on /buka merupakan satu keadaan yang mana
arus bisa mengalir dengan bebas atau dengan kata lain (secara ideal) tidak ada
resistivitas dan besar voltase pada sakelar sama dengan nol. Dalam keadaan
saturasi dan over saturation, voltase kolektor-kolektor emitor kecil itu
berarti dalam situasi ini transistor merupakan (sedikitnya) mendekati sakelar
tertutup. Kalau transistor dipakai hanya pada dua titik tersebut (titik putus
dan titik saturasi atau saturasi berlebihan), berarti transistor dipakai
sebagai sakelar.
Arus
kolektor maksimal terdapat dari voltase supply dibagi dengan resistivitas dari
resistor kolektor,berarti arus kolektor maksimal adalah arus paling besar yang
bisa mengalir ketika voltase kolektor – emitor nol. Satu contoh dimana
transistor dipakai sebagai sakelar adalah dalam rangkaian elektronika digital.
Dalam elektronika digital biasanya hanya terdapat dua keadaan, yaitu voltase
ada atau voltase nol atau dengan kata lain hany terdapat keadaan on dan keadaan
off (Blocher, 2003 : 143-144).
Dengan
mengatur bias sebuah transistor sampai transistor jenuh, maka seolah akan
didapat hubungan singkat antara kaki kolektor dan emitor. Dengan memanfaatkan
fenomena ini maka transistor dapat difungsikan sebagai saklar elektronik.
Sebuah rangkaian sakelar elektronik dengan menggunakan transisitor PNP dan
transistor NPN. Tampak TR3 PNP dan TR4 PNP dipakai menghidupkan dan mematikan
led. Ketika kita membutuhkan rangkaian yang dapat menyalakan led ketika cahaya
dari lingkungansekitar meredup. Rangkaian ini boleh jadi merupakan satu bagian
dari sebuah keamanan (Bishop, 2004 : 73).
Efisiensi motor saat terhubung dengan sumber sinus tiga
fase. Hal tersebut sesuai dengan prinsip dari tipe peralihan yaitu fungsi
transistor sebagai elektronik switch yang dapat dibuka (off) dan ditutup (on).
Dengan asumsi bahwa switch tersebut ideal, jika switch ditutup maka tegangan
keluaran akan sama dengan tegangan masukan, sedangkan jika switch terbuka maka
tegangan keluaran akan menjadi nol. Bebeda dengan tipe linier, pada tipe
peralihan tidak ada daya yang diserap pada transistor sebagai switch. Ini
dimungkinkan karena pada waktu switch ditutup tidak ada tegangan yang jatuh
pada transitor, sedangkan pada watu switch dibuka, tidak ada arus listrik yang
mengalir. Ini berarti semua daya terserap pada beban, sehingga efisiensi daya
menjadi 100%, namun pada prakteknya, tidak ada switch yang ideal, sehingga akan
tetap ada daya yang hilang sekecil apapun pada komponen switch dan efisiennya
walaupun sangat tinggi, tidak akan pernah mencapai 100% (Hardianto, 2014:6).
High performance (1800V, 10,8 mΩ, = 20 at rom temperature)
4H –SIC NPN bipolar junction transistor in 4H-SIC have been demonstrated which
outperformans all SIC power switching devices with comparable blocking voltages
reported to dat. The BJTS exhibited a temperature, stable curent gain clue to
higher percent ionization of the deep level. All acceptor atoms in the base
region at elevated temperatured, which makes these devices atractive for
paralleling. A significant decrease in common emitter current gain was
observated for tight pitch devices, whichis caused by sorface reonbination at
the etched sidewalls. Ruther optimazation of surface possivation, espencially
on etched side walls, in necassary to improve these devices (Sigh, 2001:126).
Transistor
dapat digunakan sebagai sakelar elektronik dengan membuat transistor tersebut
berada dalam kondisi cutoff (sakelar terbuka, arus tidak mengalir). Atau
saturasi (Saklar tertutup, sehingga arus mengalir) (Budiharto, 2008 : 17).
III.
ALAT DAN BAHAN
1. Resistor = 1
kΩ / 1 W dan 820 Ω / 1 W
2. Transistor
= C9014
3. Potensiometer
(10 K)
4. Power
Supply =
1 unit
5. Multimeter
= 1 unit
6. Baterai
9 V =
1 unit
7. Project
Board / Bridge Board = 1 unit
8. Led
Dioda = 1 unit
9. Jumper
Ø.1 mm = 1 meter
IV.
PROSEDUR PERCOBAAN
1.
Persiapkan semua peralatan dan bahan-bahan yang
diperlukan saat melaksanakan percobaan.
2.
Periksa
semua bahan dan peralatan, pastikan semua dalam kondisi yang baik.
3.
Buatlah rangkaian seperti gambar dibawah
ini pada Project Board!
4.
Hubungkan baterai 6 Volt pada rangkaian
yang terhubung langsung dengan resistor R1
5.
Hubungkan Power Supply yang terhubung langsung
dengan R2 dimulai dari tegangan 0 Volt
6.
Hubungkan saklar S1. Amati Dioda LED
(Led menyala/padam)
7.
Putar/atur tegangan power supply, sampai
lampu LED padam
8.
Ukur tegangan yang dirasakan oleh R1
(VR1), R2 (VR2) dan tegangan pada Dioda LED (VD)
9.
Catat hasil pada table kerja 6.1!
10.
Ukurlah nilai arus kaki kolektor (Ic)
dan arus kaki basis (Ib)
11.
Catatlah hasil pada tabel kerja 6.1!
V.
DATA HASIL
|
No
|
Vz
|
V1
|
VR1
|
VR2
|
Ic
|
Ib
|
Vled
|
|
1.
|
4 V
|
2 V
|
2,2 V
|
0,2 V
|
5,6 x10^-3 A
|
5,12
x10^-3 A
|
1,1V
|
|
2.
|
4 V
|
1 V
|
2,4 V
|
1,8 V
|
6,15 x10^-3 A
|
6,15 x10^-3 A
|
1,75V
|
|
3.
|
4 V
|
4V
|
2,4 V
|
2,6 V
|
6,15 x10^-3 A
|
6,67 x10^-3 A
|
1,8V
|
|
4.
|
4 V
|
6V
|
2,6 V
|
4,2 V
|
6,67 10^-3A
|
1 x10^-3 A
|
1,8V
|
|
5.
|
4 V
|
12V
|
2,8 V
|
10 V
|
7,17 x10^-3 A
|
2,5 x10^-3 A
|
1,95V
|
VI.
PEMBAHASAN
Transistor adalah suatu komonen aktif dibuat dari bahan
semikonduktor. Ada dua macam transistor, yaitu transistor dwikutub (bipolar)
dan transisitor efek medan (Field Effect Transistor-FET). Transistor
dalam rangkaian elektronik banyak digunakan sebagai penguat, penyearah,
pencampur, oscillator, saklar elektronik, dan sebagainya. Pada praktikum ini
yang aka dikaji adalah transistor sebagai penguat.
Pada
praktikum kali ini yaitu transistor sebagai sakelar bertujuan untuk mengetahui
cara menggunakan, merangkai, menganalisa, dan mengaplikasikan transistor
sebagai sakelar elekttronik. Alat dan komponen yang digunakan yaitu transistor,
resistor, LED, projectboard, catudaya, dan multimeter.
Resistor
yang digunakan bernilai 390 ohm. Setelah di cek menggunakan multimeter digital,
transistor bertipe NPN. Untuk mengukur tegangan pada resistor digunakan
multimeter dengan menggunakan 2 sumber tegangan yaitu Vz (Tegangan tetap) dan
V1 (tegangan yang diubah-ubah) secara berangsur dari kecil ke besar sebagaimana
terdapat pada tabel.
Dapat
dilihat pula pada tabel dengan Vz (tegangan tetap) yaitu 4V dan V1 diubah
secara teratur menuju tegangan yang lebih besar, tegangan pada resistor pertama
yang melalui led dari kaki kolektor juga menjadi semakin besar dengan perubahan
yang teratur. Begitupula dengan tegangna resistor kedua yang tanpa melalui led
dengan tegangan tetap disamping kaki basic, tegangannya menunjukkan nilai yang
semakin besar dengan jarak yang kontinyu. Pada lampu led semakin menyala terang
dengan tegangan yang juga semakin besar. Sehingga saat tegangan V1 diperkecil
maka transistor berfungsi sebagai sakelar. Transistor sebagai sakelar (solud
sake) disini digunakan untuk mengendalikan nyala pada led. Jadi, kuat lemahnya
nyala pada led membuktikan apakah transistor dapat berfungsi sebagai sakelar.
Jikalau tegangan V1 diberikan dengan nilai tinggi, maka nyala led semakin redup
karena arus keluaran pada kaki kolektor (Ic) adalah nol. Sama dengan kaki basis
yang arus masuknya adalah nol (Ib). maka tegangan maksimum berada dikaki
kolektor (Vcc). Kondisi ini membuat arus tidak bisa memasuki rangkaian.
Disinilah transistor berperan sebagai sakelar.
Satu
sakelar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua keadaan,
yaitu keadaan on dan off. Keadaan on merupakan satu keadaan yang mana arus
dapat mengalir dengan bebas atau ideal tidak ada resistivitas dan besar voltase
pada sakelar sama dengan nol. Keadaan off merupakan suatu keadaan dimana tidak
ada arus yang mengalir. Kalau transistor dipakai hanya pada dua titik tersebut
berarti transistor dipakai sebagai sakelar (Blocher,2003:143).
Ada
dua keadaan dimana transistor dapat digunakan sebagai sakelar elektronik yaitu
pada keadaan cut off (sakelar terbuka, arus tidak tidak mengalir) dan atau
saturasi yaitu sakelar tertutup sehingga arus mengalir.
Maka
dari itu dari percobaan ini dapat ditarik kesimpulan bahwa saat Vz (tegangan
tetap) dan Vi (tegangan input) diperbesar maka arus yang mengalir semakin
kecil. Hal ini dapat dibuktikn dengan kuat lemahnya nyala lampu led. Apabila
arus yang mengalir semakin besar maka nyala lampu led akan semakin terang
dengan tegangna yang kecil, dan sebaliknya. Nyala lampu akan redup bila
tegangan semakin besar dengan arus yang semakin besar. Dan disaat Vz dan Vi
kecil maka disitulah transistor berperan sebagai sakelar fullon.
VII.
KESIMPULAN
1. Transistor memiliki tiga kaki yaitu
basic sebagai tumpuan, emitor sebagai pengeluaran dan kolektor sebagai
pengumpul. Untuk penggunaannya, antara kolektor dan basis dipasang tegangan
panjar mundur melalui catu daya Vcc. Nyatalah muatan mayoritas yang dikeluarkan
oleh emitor bertumpu dibasis dan ditampung oleh kolektor
2. Pada saat transistor sebagai sakelar
tertutup (saturasi) adalah ketika arus masuk basis (Ib) lebih besar dari arus
masuk basis tidak diberikan arus (Ib) adalah nol. Dan arus keluarannya (Ic)
adalah nol disebut saklar terbuka.
3. Pengaplikasian transistor sebagai
sakelar dapat digunakan pada motor, solenoid, atau lampu.
DAFTAR PUSTAKA
Blocher,
Richard. 2004. Dasar Elektronika. Yogyakarta:
Andi.
Budiharto,
W. 2008. Interfacing Computer dan
Mikrontoler. Jakarta : PT. Elex
Media Koputindo.
Hardianto.
Triwahyu. 2004. Perancangan simulasi
unjuk kerja motor induksi tiga fase. Jember
: Universitas Jember
Singh.
Ranbir. 2001. 1800V NPN Bipolar Junction
Transistor in 4H-SIC. IEE Electron Device Leters, Vol. 22. No.3. March
2001.
Sutrisno.
1986. Elektronika Teori dan
Penerapannya Jilid 1. Bandung.
Lampiran Hitung
1. Menentukan
Ib dan Ic
a. Percobaan
1
VR1 = VB = 2,2 V
VR2 = VC = 0,2 V
Ib =
=
=
0,0056 A
Ic =
=
=
0,002 A
b. Percobaan
2
VR1
= VB = 2,4 V
VR2
= VC = 1,8 V
Ib
=
=
=
0,0061A
Ic
=
=
=
0,0018 A
c. Percobaan
3
VR1
= VB = 2,4 V
VR2
= VC = 2,6 V
Ib
=
=
=
0,0056 A
Ic
=
=
=
0,002
Lampiran Gambar

0 Komentar