PRAKATA. Diktat ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran serta kritik yang membangun akan penulis terima dengan sengan hati.

Transkripsi

1

2 PRAKATA Alhamdulillah puji syukur kepada Allah SWT atas selesainya Diktat ini sesuai waktunya. Diktat ini disusun untuk melengkapi materi praktek Laboratorium Elektronika yang dapat digunakan oleh mahasiswa Teknik Elektro, khususnya program studi Teknik Otomasi Listrik Industri. Selama ini mahasiswa hanya memperoleh petunjuk praktek (jobsheet) dengan sedikit teori dasar. Pada diktat ini teori dasar yang diberikan jauh lebih banyak dan lebih jelas daripada yang terdapat pada jobsheet sebelumnya. Materi praktek laboratorium elektronika ini ada 11, yaitu : osiloskop, mengenal terminal dioda, karakteristik dioda, mengenal terminal transistor, karakteristik transistor, karakteristik SCR, UJT, DIAC, TRIAC, daya pada rangkaian AC dan dasar-dasar gerbang. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada rakan-rekan di Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Jakarta, yang telah membantu hingga terwujudnya diktai ini. Diktat ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran serta kritik yang membangun akan penulis terima dengan sengan hati. Depok, September 2012 Murie Dwiyaniti, ST.MT Tardi, ST.M.Kom ii

3 BAB I OSILOSKOP I.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Mengenal Osiloskop b. Mempergunakan Osiloskop sesuai fungsinya. I.2. DASAR TEORI Osiloskop atau Cathoda Ray Osiloskop (CRO) adalah instrumen pengukuran yang tampilannya berupa grafik V=f(t) yang dapat digunakan untuk mengetes rangkaian karena dengan osiloskop anda dapat melihat sinyal pada titik yang berbeda dalam sebuah rangkaian. Caranya yaitu dengan mengamati rangkaian sinyal input dan output pada masing masing blok dari sistem atau bagian rangkaian yang terhubung, sehingga dapat ditemukan letak kesalahan dengan cepat dan tepat. Osiloskop dapat digunakan untuk mengukur tegangan, frekuensi, beda phasa, dan waktu. Selain serba guna, CRO juga memiliki beberapa sifat lain yaitu : Mempunyai Tahanan dalam yang tinggi Daerah frekuensinya lebar. Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut divisi, Masing-masing kotak berukuran 1 cm x 1 cm. Seperti pada Gambar 1.1. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Laboratorium Elektronika Semester III 1

4 Gambar 1.1 Layar Osiloskop Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar sehingga pembacaan gambar jelas.. Beberapa alat kontrol yang digunakan adalah : 1. Volt/Divisi digunakan untuk mengatur skala tegangan pada sumbu-y (vertikal). Dengan menggunakan kontrol volt/div kita dapat menghitung tegangan DC, tegangan AC dan beda phasa. 2. Time/Div atau timebase digunakan untuk mengatur skala waktu pada sumbu-x (horizontal), jika timebase diset paling kecil dari waktu perdivisinya maka pada layar osiloskop akan terlihat grafik yang berjalan dengan cepat. Ketika nilainya sedang maka akan terlihat seperti garis yang kontinyu, tetapi pada dasarnya grafik ini tetap berjalan dari kiri ke kanan. Dengan menggunakan kontrol timebase kita dapat menghitung periode (T) dan frekuensi (f) dari suatu gelombang. Laboratorium Elektronika Semester III 2

5 Cara pembacaan gambar pada layar osiloskop : Gambar 1.2 Tampilan tegangan DC pada layar osiloskop Pada Gambar 1.2 terdapat 2 tegangan DC yaitu : CH1 dengan nilai volt/div = 4 v/div, artinya 1 kotak = 4 volt. maka tegangan DC pada CH1 adalah : 2 kotak x 4 volt/div = 8 Volt CH2 dengan nilai volt/div = 1 v/div, artinya 1 kotak = 1 volt dan 1 kotak terdiri dari 5 strip maka 1 strip = 1/5 = 0.2 volt, sehingga tegangan DC pada CH2 adalah : 3 strip x 0,2 volt = 0,6 volt Gambar 1.3 Tampilan tegangan AC pada layar osiloskop Laboratorium Elektronika Semester III 3

6 Pada Gambar 1.3 terdapat tegangan AC dengan nilai volt/divisi = 4 v/div dan timebase = 5 ms/div. Untuk tegangan AC kita dapat juga menghitung T (periode) dan f (frekuensi). Tegangan AC => Vmax = 2 kotak x 4 v/div = 8 volt Veff = 8 volt x 0,707 = 5,6 volt Periode (T) = 4 kotak x 5 ms/div = 20 ms = 0,02 s Frekuensi (f) = 1/T = 1/0,02 = 50 Hz Beda phasa Gambar 1.4 Beda phasa tegangan AC dan gambar lissajous Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Hal hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah : 1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan(di-groundkan).disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala jala. 2. Memastikan probe dalam keadaan baik. 3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop. Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali harus muncul di layar adalah garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal masukan. Yang perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, posisi-x, Laboratorium Elektronika Semester III 4

7 dan posisi-y. Dengan menggunakan tegangan referensi yang terdapat di osiloskop maka kita bisa melakukan pengkalibrasian sederhana. Ada dua tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu tegangan persegi 2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar. Jika yang dijadikan acuan adalah tegangan 2 Vpp maka pada posisi 1 volt/div ( satu kotak vertikal mewakili tegangan 1 volt) harus terdapat nilai tegangan dari puncak ke puncak sebanyak dua kotak dan untuk time/div 1 ms/div ( satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms ) harus terdapat satu gelombang untuk satu kotak. Jika masih belum tepat maka perlu disetel dengan potensio yang terdapat di tengah-tengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var" Gambar 1.5 BNC socket atau Probe Probe merupakan alat bantu untuk menghubungkan antara osiloskop dengan rangkaian. Terdiri dari dua kabel yaitu : Kabel merah untuk Line Kabel hitam untuk Ground Perhatikan : Dalam rangkaian, kedua kabel ini antara line dan ground tidak boleh disatukan karena akan merusak probe. Laboratorium Elektronika Semester III 5

8 I.3. DAFTAR PERLATAN 1. Power Supply DC 0-40 V 2. Power Supply AC 4,5 V 3. Osiloskop 4. Resistor 5. Kapasitor 6. Probe 7. Kabel Penghubung I.4. PROSEDUR PERCOBAAN I.4.1. Mengukur dan melihat bentuk gelombang DC 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1.6, ground dihubungkan dengan salah satu probe. Berikanlah input tegangan DC mulai dari 2V sampai 10V. 2. Ukurlah tegangan pada masing masing tahanan 3. Gambarkanlah bentuk gelombang tegangan DC yang terdapat pada layar osiloskop di kertas milimeter blok, jangan lupa tuliskan volt/divisi yang anda pakai, masukkanlah dalam Tabel (tentukan sendiri berdasarkan gambar). Gambar 1.6 Rangkaian untuk pengukuran tegangan DC Laboratorium Elektronika Semester III 6

9 I.4.2. Mengukur dan melihat bentuk gelombang AC 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1.7, ground dihubungkan dengan salah satu probe. Berikanlah input tegangan AC 4,5V 2. Ukurlah tegangan pada masing masing tahanan 3. Gambarkanlah bentuk gelombang tegangan AC yang terdapat pada layar osiloskop di kertas milimeter blok, jangan lupa tuliskan volt/divisi serta time/divisi yang anda pakai. Gambar 1.7 Rangkaian untuk pengukuran tegangan AC I.4.3. Mengukur dan melihat beda phasa tegangan AC 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1.8, ground dihubungkan dengan salah satu probe berikan tegangan input AC 4,5V 2. Ukurlah tegangan pada resistor dan kapasitor, nilai kapasitor anda tentukan sendiri. 3. Gambarkanlah beda phasa tegangan AC yang terdapat pada layar osiloskop di kertas milimeter blok, jangan lupa tuliskan nilai kapasitor, volt/divisi serta time/divisi yang anda pakai. 4. Untuk melihat gambar Lissajous, ubah format V/t menjadi format X-Y. Caranya yaitu : tekan tombol DISPLAY lalu tekan mode X-Y 5. Gambarkanlah grafik Lissajous tersebut pada kertas milimeter blok. 6. Ulangi sampai 2 kali percobaan dengan nilai kapasitor yang berbeda. Laboratorium Elektronika Semester III 7

10 Gambar 1.8 Beda Phasa pada Tegangan AC I.5. TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Dapatkah CRO dipergunakan untuk mengukur besarnya arus suatu rangkaian? 2. Jelaskan Keuntungan CRO dengan adanya tahanan dalam yang tinggi! 3. Sebutkan berapa Frekwensi maksimum yang bisa diukur oleh CRO tersebut! 4. Pada pengukuran beda phasa jelaskan hasil yang telah didapatkan dan hitung beda phasanya! Laboratorium Elektronika Semester III 8

11 BAB II MENGENAL TERMINAL DIODA II.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menentukan terminal dioda b. Membedakan macam-macam dioda II.2. DASAR TEORI Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu. Komponen yang sering digunakan sebagai penyearah adalah dioda. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja maka disebut penyearah. Dibawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah. Simbol dioda Struktur Dioda Gambar 2.1 Simbol dan struktur dioda Sisi P disebut Anoda dan sisi N disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional yang mudah mengalir dari sisi P ke sisi N. Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi bias forward (maju) dan sebagai saklar terbuka jika diberi bias reverse (mundur). Artinya secara ideal, dioda berlaku seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika dibias maju dan seperti isolator sempurna (arus nol) saat dibias mundur. Laboratorium Elektronika Semester III 9

12 II.2.1 Zener Phenomena tegangan breakdown dioda ini mengilhami pembuatan komponen elektronika lainnya yang dinamakan zener. Sebenarnya tidak ada perbedaan sruktur dasar dari zener, melainkan mirip dengan dioda. Tetapi dengan memberi jumlah doping yang lebih banyak pada sambungan P dan N, ternyata tegangan breakdown dioda bisa makin cepat tercapai. Jika pada dioda biasanya baru terjadi breakdown pada tegangan ratusan volt, pada zener bisa terjadi pada angka puluhan dan satuan volt. Di datasheet ada zener yang memiliki tegangan Vz sebesar 1.5 volt, 3.5 volt dan sebagainya. Karakteristik zener yang unik yaitu jika dioda bekerja pada bias maju maka zener biasanya berguna pada bias negatif (reverse bias). II.2.2 LED LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. II.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power Supply DC 2. Multimeter 3. Lampu Pijar 6 V 4. Dioda : IN 60; IN 4007; 6CC13; BZX 6V8; LED. 5. Kabel Penghubung. Laboratorium Elektronika Semester III 10

13 II.4. DIAGRAM RANGKAIAN. II.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti gambar diatas, berikanlah sumber tegangan DC (Vs) 2V, 4V dan 6V. 2. Amatilah besar tegangan, arus, dan keadaan lampu. Masukanlah hasilnya pada Tabel Balik Polaritas dioda (bias mundur), berikanlah sumber tegangan DC (Vs) 2V, 4V dan 6V. 4. Amatilah besar arus, tegangan, keadaan lampu, Masukkanlah hasilnya pada Tabel 2. II.6. TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Jelaskan kondisi yang dibangun oleh arah maju dan arah mundur pada p-n dioda dan bagaimana pengaruh hasil arusnya! 2. Jelaskan bagaimana anda mengingat ketetapan arah maju dan arah mundur dari sebuah dioda! 3. Jelaskan bagaimana anda menentukan terminal dioda! 4. Berikanlah contoh penggunaan dioda! Laboratorium Elektronika Semester III 11

14 II.7. TABEL EVALUASI 1. Tabel 1 untuk Gambar 1 Type Dioda Vs (Volt) I (ma) Vd (Volt) Keadaan Lampu Keterangan IN 60 IN CC13 BZX 6V8 L E D Laboratorium Elektronika Semester III 12

15 2. Tabel 2 untuk Gambar 1 dengan polaritas dioda dibalik Type Dioda Vs (Volt) I (ma) Vd (Volt) Keadaan Lampu Keterangan IN 60 IN CC13 BZX 6V8 L E D Laboratorium Elektronika Semester III 13

16 BAB III KARAKTERISTIK DIODA III.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menggambarkan karakteristik V-I dioda germanium, silikon dan zener. b. Menentukan tengangan cut in (VC). c. Menghitung Resistansi statis (Rs). d. Menghitung Resistansi dinamis (rd). e. Menampilkan karakteristik dioda secara langsung dengan mempergunakan osiloskop. f. Membandingkan parameter dioda germanium, dioda silikon dan dioda zener. III.2. DASAR TEORI Kita dapat menyelidiki karakteristik statik dioda, dengan cara memasang dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Kurva karakteristik statik dioda merupakan fungsi dari arus ID (arus yang melalui dioda) terhadap tegangan VD (beda tegangan antara titik a dan b) (lihat gambar 1 dan gambar 2) Gambar 3.1 (a) Rangkaian dioda; (b) karakteristik dioda Laboratorium Elektonika Semester III 14

17 Karakteristik statik dioda dapat diperoleh dengan mengubah VDD lalu mengukur tegangan dioda (VD) dan arus yang melalui dioda (ID). Bila harga VDD diubah, maka arus ID dan tegangan VD akan berubah pula. Jika anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda (VD positif) dioda dikatakan mendapat bias forward atau bias maju. Bila VD negatip disebut bias reserve atau bias mundur. Pada Gambar 3.1, VC disebut cut- in-voltage atau tegangan hidup, IS arus saturasi dan VPIV adalah peak-inverse voltage. Bila kita mempunyai karakteristik statik dioda dan kita tahu harga VDD dan RL, maka harga arus ID dan VD dapat kita tentukan sebagai berikut. Dari Gambar 2.1. V V I. R atau DD D L I V R D L V R DD L III.2.1 DC atau Resistansi statis dioda Aplikasi tegangan dc pada rangkaian yang berisi dioda semikonduktor akan menghasilkan titik operasi pada kurva karakteristik yang tidak akan berubah terhadap waktu atau disebut resistansi statis. Resistansi statis dioda pada titik operasi dapat dicari dengan rumus sebagai berikut : R D V I D D Gambar 3.2 Menentukan resistansi statik pada titik operasi III.2.2 AC atau Resistansi dinamis dioda Pada input sinusoidal terjadi variasi Input yang akan menggerakkan titik operasi naik dan turun pada daerah karakteristik dan menetapkan perubahan yang spesifik pada arus dan tegangan seperti pada Gambar 3.3. jika tidak ada variasi sinyal, titik operasi adalah Q-point. Laboratorium Elektonika Semester III 15

18 Gambar 3.3 Definisi resistansi dinamik Garis lurus membentuk tangen pada kurva melalui Q-point seperti pada Gambar 3.4, akan menentukan perubahan tegangan dan arus yang dapat digunakan untuk menentukan resistansi dinamik dari karakteristik dioda. Resistansi dinamik dioda dapat dicari dengan rumus sebagai berikut : r D V I D D Dimana menandakan perubahan nilai Gambar 3.4 Menentukan resistansi dinamik pada titik Q III.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power Supply DC 2. Power Supply AC 3. Osiloskop 4. Multimeter 5. Dioda germanium, silicon dan Zener. 6. Resistor 100. Laboratorium Elektonika Semester III 16

19 III.4. DIAGRAM RANGKAIAN III.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 1, pergunakanlah dioda germanium, catatlah hasil pengukuran pada Tabel 1! 2. Buatlah rangkaian seperti Gambar 2, pergunakanlah dioda germanium, catatlah hasil pengukuran pada Tabel 1! 3. Ulangi prosedur 1 dan 2 pergunakanlah dioda silikon, catatlah hasil pengukuran pada Tabel 2! Laboratorium Elektonika Semester III 17

20 4. Ulangi prosedur 1 dan 2 pergunakanlah dioda zener, catatlah hasil pengukuran pada Tabel 3! 5. Buatlah rangkaian seperti Gambar 3,. Hidupkanlah osiloskop pada format DISPLAY X-Y, naikkanlah tegangan sumber DC secara perlahan-lahan sampai maksimum. Gambarlah pada kertas grafik yang nampak pada layar!. Pergunakanlah dioda germanium, silicon dan zener secara bergantian. III.6. PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Berapakah nilai tegangan cut in dioda Silikon, dioda Germanium dan dioda Zener? 2. Hitunglah resistansi statik (Rs) dan dinamik (rd) dioda silikon dan dioda germanium pada saat bias maju di 2 ma! 3. Adakah perbedaan antara dioda silikon, dioda germanium dan dioda zener? Jika ada sebutkan perbedaan tersebut! III.7. TABEL EVALUASI Tabel 1 : Dioda germanium Bias Maju Bias Mundur VF(Volt) IF(mA) VR(Volt) IR(mA) 0, Laboratorium Elektonika Semester III 18

21 Tabel 2 : Dioda Silikon Tabel 3 : Dioda Zener Bias Maju Bias Mundur VF(Volt) IF(mA) VR(Volt) IR(mA) 0, Bias Maju Bias Mundur VF(Volt) IF(mA) VR(Volt) IR(mA) 0, Laboratorium Elektonika Semester III 19

22 BAB IV MENGENAL TERMINAL TRANSISTOR IV.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Mencari dan menentukan terminal transistor yaitu basis, kolektor dan emitor. b. Membedakan macam-macam transistor dan penggunaannya. IV.2. PENDAHULUAN Transistor merupakan salah satu komponen elektronika paling penting. Terdapat dua jenis transistor berdasarkan jenis muatan penghantar listriknya, yaitu bipolar dan unipolar. Dalam hal ini akan kita pelajari transistor bipolar. Transistor bipolar terdiri atas dua jenis, bergantung susunan bahan yang digunakan, yaitu jenis NPN dan PNP. Sebuah transistor memiliki tiga buah kaki yaitu emitter, basis dan kolektor. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor. P N P N P N (a) Gambar 4.1 Analogi susunan dioda transistor : (a) PNP dan (b) NPN (b) Laboratorium Elektronika Semester III 20

23 C (Colector) E (Emitor) C (Colector) E (Emitor) B (Basis) B (Basis) (a) (b) Gambar 4.2 Lambang transistor: (a) PNP dan (b) NPN Dalam praktek kita dapat mengetahui terminal-terminal komponen transistor dengan melihat pada: Buku Data atau pada beberapa komponen dapat diketahui secara langsung dengan membaca tanda-tanda yang ada pada komponen tersebut. Selain cara tersebut di atas, kita dapat juga menentukan terminal-terminal transistor dengan bantuan multimeter, resistor, dan sumber tegangan. IV.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power supply DC 2. Multimeter 3. Transistor : BC 109; AD 161; 2N 3055; 2SB 56; MJ 2955; MPS Resistor 5. Lampu Laboratorium Elektronika Semester III 21

24 IV.4. DIAGRAM RANGKAIAN IV.4.1 Mencari terminal basis dan menentukan jenis transistor NPN atau PNP A A A A A A + - C Tr C Tr - + C Tr C Tr B B B B (1) (2) (3) (4) A A A A A A + - C Tr C Tr - + C Tr C Tr B B B B (5) (6) (7) (8) A A A A A A + - C Tr C Tr - + C Tr C Tr B B B B (9) (10) (11) (12) IV.4.2 Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor NPN A + - Basis D Basis D' Basis D Basis D' D' D D' D (1) (2) (3) (4) Laboratorium Elektronika Semester III 22

25 IV.4.3 Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor PNP A - + Basis D Basis D' Basis D Basis D' D' D D' D (1) (2) (3) (4) IV.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Hubungkanlah rangkaian tersebut di atas dengan tegangan sumber dc Vs = 2 volt. 2. Ukurlah nilai arus, lihat kondisi lampu dan tentukan jenis transistor Catatlah hasilnya pada tabel! IV.6. PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Bandingkanlah antara transistor PNP dengan NPN, terangkan bedanya! 2. Berikan contoh pemakaian transistor PNP dan transistor NPN! Laboratorium Elektronika Semester III 23

26 IV.7. TABEL EVALUASI Menentukan Basis dan jenis Transistor NPN/PNP No Rangkaian Transistor 1 1 BC Arus I (ma) Kondisi Lampu Jenis Transistor Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor NPN No Transistor Rangkaian IC + IB (ma) Kondisi Lampu Menentukan terminal kolektor dan emitor transistor PNP No Transistor Rangkaian IC + IB (ma) Kondisi Lampu Laboratorium Elektronika Semester III 24

27 BAB V KARAKTERISTIK TRANSISTOR V.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menggambarkan karakteristik transistor b. Menampilkan karakteristik input dan output dengan osiloskop c. Memanfaatkan rangkaian rangkaian transistor dan prinsip dasarnya dalam dunia elektronik. V.2. DASAR TEORI Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran elektron sebagai prinsip kerjanya. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP, konstruksi transistor dapat dilihat pada Gambar 5.1. Gambar 5.1 Konstruksi transistor tipe NPN dan PNP Karakteristik sebuah transistor biasanya dilihat dari karakteristik rangkaian dengan konfigurasi common emitter (kaki emitter terhubung dengan ground), seperti ditunjukkan pada Gambar 5.2. Laboratorium Elektronika Semester III 25

28 Gambar 5.2 Rangkaian pengukuran karakteristik transistor Terdapat dua buah kurva karakteristik yang dapat diukur dari rangkaian Gambar 5.2, yaitu : 1. Karakteristik input transistor, arus basis I B sebagai fungsi V BE. Gambar 5.3 Grafik I B fungsi V BE pada transistor NPN Grafik diatas terlihat seperti grafik dioda biasa, hal ini dikarenakan dioda emitter-basis dibias maju sehingga perubahan arus emitter menurut tegangan emitter ke basis akan serupa dengan karakteristik maju dari dioda hubungan p-n. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (I B ) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barrier-nya, arus basis (I B ) akan naik secara cepat. Laboratorium Elektronika Semester III 26

29 2. Karakteristik output transistor, arus I C sebagai fungsi V CE Gambar 5.4 Grafik I C fungsi V CE pada transistor NPN Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah saturasi, lalu daerah cut-off, kemudian daerah aktif dan seterusnya daerah breakdown. Daerah Aktif Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus I C konstans terhadap berapapun nilai V CE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus I C hanya tergantung dari besar arus I B. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region). Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor (rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan : V CE = V CC - I C R C Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah : P D = V CE.I C Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi P D max. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab Laboratorium Elektronika Semester III 27

30 jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya P D max, maka transistor dapat rusak atau terbakar. Daerah Saturasi Daerah saturasi adalah mulai dari V CE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-base karena tegangan V CE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron. Daerah Cut-Off Jika kemudian tegangan V CC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba-tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON). Perubahan ini dipakai pada sistem digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON. Aplikasi transistor tidak dibatasi sebagai rangkaian penguat signal saja, transistor juga dapat dimanfaatkan sebagai saklar elektronik untuk komputer dan aplikasi kontrol. V.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power supply DC 2. Power supply AC 3. Multimeter 4. Dioda Silikon 5. Potensiometer 10k ; 1k ; 470k Resistor 33k ; 100 ; 3k3; Transistor BC109; 2N Osiloskop Laboratorium Elektronika Semester III 28

31 V.4. DIAGRAM RANGKAIAN Gambar 5.5 Rangkaian transistor NPN BC109 Gambar 5.6 Rangkaian transistor PNP 2N3055 Gambar 5.7 Skema Rangkaian transistor NPN BC109 untuk melihat karakteristik I C sebagai fungsi V CE (karakteristik output) Laboratorium Elektronika Semester III 29

32 Gambar 5.8 Skema Rangkaian transistor PNP 2N3055 untuk melihat karakteristik I C sebagai fungsi V CE (karakteristik output) V.5. PROSEDUR PERCOBAAN 1. Rangkailah Gambar 5.5, buatlah agar VCE tetap 5 volt. Ubahlah nilai IB I B mulai dari 10 C dan V BE. IC Hitunglah HFE. IB Catat hasil pengukuran dan perhitungan pada Tabel Perhatikan cara mengukur parameter dengan menggunakan satu multimeter sebagai berikut: Titik-titik pengukuran arus harus di hubung singkat pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. Titik-titik pengukuran tegangan harus dibiarkan terbuka pada saat multimeter digunakan untuk mengukur titik yang lain. 3. Masih dengan gambar yang sama Gambar 5.5, ubahlah V CE mulai dari 0,1V sampai 5V dan ubahlah nilai I B dari 25 Tabel 2). Ukurlah nilai I C. Catat hasil pengukuran pada Tabel Ulangi langkah 1,2,3 untuk rangkaian Gambar 5.6. Catat hasil pengukuran pada Tabel 3 dan 4. Perhatikan : polaritas pada multimeter harus disesuaikan. Laboratorium Elektronika Semester III 30

33 5. Rangkailah Gambar 5.7, ubahlah V CE mulai dari 0,1V sampai 5V dan ubahlah nilai I B dari 25 5). Ukurlah nilai I C. Catat hasil pengukuran pada Tabel 5 6. Untuk menampilkan karakteristik, ubahlah format YT menjadi XY. Gambarkanlah grafik yang tampak pada layar osiloskop di kertas milimeter blok. 7. Ulangi langkah 5 dan 6 untuk rangkaian Gambar 5.8. V.6. TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Berdasarkan Tabel 1, buatlah grafik karakteristik : IC = f (IB) IB = f (VBE) IC = f (VCE) 2. Apa yang dimaksud dengan karakteristik input dan karakteristik output pada rangkaian transistor! 3. Mengapa Kurva karakteristik output transistor IC = f (VCE) mempunyai beda panjang? 4. Apa yang dimaksud dengan disipasi daya? Pada grafik IC = f (VCE), gambarkanlah daerah kerja transistor yang diperbolehkan jika P Dmax =100 mw! 5. Jelaskan bagaimana menentukan baik tidaknya transistor dan menentukan jenis NPN/PNP transistor! 6. Buatlah rangkaian transistor untuk menghidupkan lampu dan jelaskan cara kerjanya! Laboratorium Elektronika Semester III 31

34 V.7. TABEL EVALUASI Tabel 1 = Tabel 3 VCE = 5 Volt Tetap IC (ma) HFE (IC/IB) VBE (volt) Tabel 2 = Tabel 4 = Tabel 5 VCE (volt) IC (ma) 0,1 0,2 0,3 0,5 1 Laboratorium Elektronika Semester III 32

35 BAB VI KARAKTERISTIK SCR VI.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menentukan terminal SCR b. Menentukan baik atau tidaknya SCR c. Menerangkan karakteristik SCR d. Mempergunakan SCR dalam praktek VI.2. DASAR TEORI Sebuah SCR terdiri dari tiga terminal yaitu anoda, katoda, dan gate. SCR berbeda dengan dioda rectifier biasanya karena dibuat dari empat buah lapis dioda, lihat Gambar 6.1. Gambar 6.1 (a) Simbol SCR; (b) Konstruksi dasar SCR Komponen SCR akan di trigger menjadi ON jika diberi arus gate melalui kaki (pin) gate. Dengan memberi arus gate I GT yang semakin besar dapat menurunkan tegangan breakover (V BR ) sebuah SCR. Dimana tegangan ini adalah tegangan minimum yang diperlukan SCR untuk menjadi ON. Sampai pada suatu besar arus gate tertentu, ternyata akan sangat mudah membuat SCR menjadi ON. Bahkan dengan tegangan forward yang kecil sekalipun, Laboratorium Elektronika Semester III 33

36 misalnya 1 volt saja atau lebih kecil lagi. Kurva tegangan dan arus dari sebuah SCR adalah seperti yang ada pada Gambar 6.2. Gambar 6.2 Karakteristik SCR Pada Gambar 6.2 dapat dilihat ada tegangan breakover V (BR)F, yang jika tegangan forward SCR mencapai titik ini, maka SCR akan ON. Lebih penting lagi adalah arus I G yang dapat menyebabkan tegangan V (BR)F turun menjadi lebih kecil. Pada Gambar 6.2 ditunjukkan beberapa arus I G dan korelasinya terhadap tegangan breakover. Pada datasheet SCR, arus trigger gate ini sering ditulis dengan notasi I GT (gate trigger current). Pada Gambar 6.2 ada ditunjukkan juga arus I H yaitu arus holding yang mempertahankan SCR tetap ON. Jadi agar SCR tetap ON maka arus forward dari anoda menuju katoda harus berada di atas parameter ini. Sejauh ini yang dikemukakan adalah bagaimana membuat SCR menjadi ON. Pada kenyataannya, sekali SCR mencapai keadaan ON maka selamanya akan ON, walaupun tegangan gate dilepas atau di short ke katoda. Satu-satunya cara untuk membuat SCR menjadi OFF adalah dengan membuat arus anoda-katoda turun dibawah arus IH (holding current). Pada Laboratorium Elektronika Semester III 34

37 Gambar 6.2 kurva I-V SCR, jika arus forward berada dibawah titik I H, maka SCR kembali pada keadaan OFF. Berapa besar arus holding ini, umumnya ada di dalam datasheet SCR. Cara membuat SCR menjadi OFF tersebut adalah sama saja dengan menurunkan tegangan anoda-katoda ke titik nol. Karena inilah SCR atau thyristor pada umumnya tidak cocok digunakan untuk aplikasi DC. Komponen ini lebih banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi tegangan AC, dimana SCR bisa OFF pada saat gelombang tegangan AC berada di titik nol. Ada satu parameter penting lain dari SCR, yaitu V GT. Parameter ini adalah tegangan trigger pada gate yang menyebabkan SCR ON. V GT seperti halnya V BE besarnya kira-kira 0.7 volt. Contoh rangkaian pada Gambar 6.3, Sebuah SCR diketahui memiliki IGT=10mA dan V GT =0,7 volt. Maka dapat dihitung tegangan V in yang diperlukan agar SCR ini ON adalah sebesar : Vin = V r + V GT Vin = I GT (R) + V GT = 4.9 volt Gambar 6.3 Rangkaian SCR Aplikasi SCR banyak digunakan pada suatu rangkaian elekronika karena lebih efisien dibandingkan komponen lainnya terutama pada pemakaian saklar elektronik. SCR juga biasanya digunakan untuk mengontrol daya khususnya pada tegangan tinggi karena SCR dapat dilewatkan tegangan dari 0 sampai 220 Volt tergantung pada spesifik dan tipe dari SCR tersebut. Laboratorium Elektronika Semester III 35

38 VI.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power Supply DC 2. Power Supply AC 3. Multimeter 4. SCR 5. Dioda 6. Resistor Potensiometer 8. Osiloskop 9. Kabel Penghubung. VI.4. DIAGRAM RANGKAIAN. Gambar 6.4 Skema Rangkaian SCR untuk melihat karakteristik dengan Vs tegangan DC Laboratorium Elektronika Semester III 36

39 Gambar 6.5 Skema Skema Rangkaian SCR untuk melihat karakteristik dengan Vs tegangan AC VI.5. LANGKAH PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.4, berilah sumber tegangan DC 10V. 2. Tetapkanlah arus gate (I G ), mulai dari 0V. Aturlah potensio 1k dari 0 sampai SCR tertriger, amati dan catat hasil pengukuran pada Tabel 1. Ulangi langkah ini dengan arus gate (I G ) yang berbeda. 3. Amati pergeseran titik pada layar osiloskop dan gambarkan pada kertas milimeter. Ingat : untuk melihat karakteristik ubah format Y-T menjadi X-Y 4. Tetap dengan rangkaian Gambar 6.4, berilah sumber tegangan DC 30V, ulangi langkah 2 dan Buatlah rangkaian seperti Gambar 6.5, berilah sumber tegangan AC 48V, lakukanlah seperti pada langkah 2 dan 3. VI.6. TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Dari Tabel 1, buatlah grafik karakteristik SCR I AK = f (V AK )! 2. Samakah grafik dari Tabel 1 dengan grafik yang tampak pada layer osiloskop? Laboratorium Elektronika Semester III 37

40 3. Jelaskan cara menguji baik tidaknya SCR dengan menggunakan multimeter sekaligus tentukan terminal anoda, katoda dan gate! VI.7. TABEL EVALUASI Tabel 1, Vs = 10 volt I G I AK (ma) VAK (volt) VGK(volt) Keterangan Tabel 2, Vs = 30 volt I G I AK (ma) VAK (volt) VGK(volt) Keterangan Tabel 3, Vs = 48 volt I G I AK (ma) VAK (volt) VGK(volt) Keterangan Laboratorium Elektronika Semester III 38

41 BAB VII UJT ( UNI JUNCTION TRANSISTOR) VII.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menentukan terminal UJT b. Menentukan baik atau tidaknya UJT c. Menerangkan karakteristik UJT d. Mempergunakan UJT dalam praktek VII.2 DASAR TEORI Transistor Uni junction (UJT) biasanya digunakan untuk membangkitkan sinyal trigger untuk SCR. UJT memiliki tiga terminal yaitu: emiter E, base-1 B1 dan base-2 B2. Antara B 1 dan B 2, UJT memiliki karakteristik resistansi biasa. Resistansi ini disebut resistansi interbase RBB dan nilainya berada pada daerah 4,7 sampai 9,1 K ohm. Salah satu penggunaan UJT antara lain : Rangkaian penentu waktu (timing). Rangkaian Osilator. Gambar 7.1 (a) Konstruksi dasar UJT; (b) Rangkaian Ekivalen UJT; (c) Simbol UJT Laboratorium Elektronika Semester III 39

42 Besar tegangan pada titik sambung RB1dan RB2 adalah : V1 VB1B2 x R V1 VB1B2 x R Dimana RBB = RB1 + RB2 R B1 R B1 B2 R B1 R B1 B2 Bila Emitter terbuka, arus yang mengalir adalah : I B2 V R B1B2 BB Harga RBB dengan disipasi daya maksimum PD menentukan harga VB1B2 dengan keadaan IE = 0, maka daya yang didisipasikan oleh UJT adalah : P D ( VB1B2 ) R BB VB1B2 max RBB xpd 2 Instrinsic stand off ratio ( ) adalah perbandingan RB1 dengan RBB. Hubungan antara V1 dan VB1B2 dapat dinyatakan oleh : V B1B2 x R R B1 BB V B1B2 Tegangan puncak Vp = VD + V1 VD = tegangan dioda sehingga Vp = VD + VB1B2 VII.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power supply DC 2. Multimeter. 3. Osciloscope. 4. UJT 2N Dioda 6. Resistor 7. Dioda Zener BZX 10V Laboratorium Elektronika Semester III 40

43 VII.4 DIAGRAM RANGKAIAN Gambar 7.2 Skema rangkaian UJT Gambar 7.3 Skema rangkaian UJT VII.5 PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buat rangkaian seperti Gambar 7.2, V BB 6 Volt, aturlah V EB1 dari 0 sampai Vp kemudian hasil pengukurannya masukkan dalam Tabel 1 Berdasarkan Tabel 1 buat gambar grafik IE = f(veb1). 2. Amati pergeseran titik pada layar osiloskop dan gambar pada kertas milimeter. 3. Ulangi langkah 1 dan 2, dengan V BB 8 Volt. 4. Rangkailah seperti Gambar 7.3, dengan menggunakan osiloskop gambarlah bentuk gelombang pada : a. Tegangan Input (Vin) b. Dioda zener. Laboratorium Elektronika Semester III 41

44 c. Kapasitor. d. Beban e. Kondisi SCR ON f. Kondisi SCR OFF VII.6 TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Jelaskan kegunaan masing-masing komponen pada Gambar 7.3, dan jelaskan cara kerjanya! 2. Jelaskan apakah Vp UJT bisa berubah! 3. Jelaskan bagaimana menguji baik tidaknya UJT sekaligus menentukan terminalnya! VII.7 TABEL EVALUASI Tabel 1 VEB1 (volt) IEB1 (ma) VB1B2 (volt) IB2 (ma) Vp = VD + VB1B2 PD saat IE = 0 Ket Tabel 2 VEB1 (volt) IEB1 (ma) VB1B2 (volt) IB2 (ma) Vp = VD + VB1B2 PD saat IE = 0 Ket Laboratorium Elektronika Semester III 42

45 BAB VIII DIAC VIII.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menentukan terminal DIAC b. Menentukan baik atau tidaknya DIAC c. Menerangkan karakteristik DIAC d. Mempergunakan DIAC dalam praktek VIII.2. DASAR TEORI Kalau dilihat strukturnya seperti Gambar 8.1, DIAC bukanlah termasuk keluarga thyristor, namun prisip kerjanya membuat ia digolongkan sebagai thyristor. DIAC dibuat dengan struktur PNP mirip seperti transistor. Lapisan N pada transistor dibuat sangat tipis sehingga elektron dengan mudah dapat menyeberang menembus lapisan ini. Sedangkan pada DIAC, lapisan N di buat cukup tebal sehingga elektron cukup sukar untuk menembusnya. Struktur DIAC yang demikian dapat juga dipandang sebagai dua buah dioda PN dan NP, sehingga dalam beberapa literatur DIAC digolongkan sebagai dioda. Gambar 8.1 Stuktur dan simbol DIAC Laboratorium Elektronika Semester III 43

46 Sukar dilewati oleh arus dua arah, DIAC memang dimaksudkan untuk tujuan ini. Hanya dengan tegangan breakdown tertentu barulah DIAC dapat menghantarkan arus. Arus yang dihantarkan tentu saja bisa bolak-balik dari anoda menuju katoda dan sebaliknya. Simbol dari DIAC adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.1(b). DIAC umumnya dipakai sebagai pemicu TRIAC agar ON pada tegangan input tertentu yang relatif tinggi. Gambar 8.2 Karakteristik DIAC VIII.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power supply DC 2. Power supply AC 3. Multimeter. 4. Osciloscope. 5. DIAC 6. Resistor Kabel penghubung Laboratorium Elektronika Semester III 44

47 VIII.4 DIAGRAM RANGKAIAN Gambar 8.3 Skema rangkaian DIAC dengan sumber tegangan DC Gambar 8.4 Skema rangkaian DIAC dengan sumber tegangan DC (dibalik) Laboratorium Elektronika Semester III 45

48 Gambar 8.5 Skema rangkaian DIAC dengan tegangan AC VIII.5 PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buat rangkaian seperti Gambar 8.3, aturlah sumber tegangan Vs dari 0 sampai 40volt, kemudian hasil pengukurannya masukkan dalam Tabel 1 2. Amati pergeseran titik pada layar osiloskop dan gambar pada kertas milimeter. 3. Rangkailah seperti Gambar 8.4, ulangi langkah 1 dan 2. hasil pengukuran masukkan dalam Tabel Rangkailah seperti Gambar 8.5, gambarlah grafik yang nampak pada layar osiloskop di kertas milimeter VIII.6 TUGAS DAN PERTANYAAN 1. Berdasarkan Tabel 1dan Tabel 2 buatlah grafik karakteristik I = f (V AK )! 2. Jelaskan bagaimana menguji baik tidaknya DIAC! 3. Buatlah satu contoh aplikasi DIAC dan jelaskan cara kerjanya! Laboratorium Elektronika Semester III 46

49 VIII.7 TABEL EVALUASI Tabel 1 Rangkaian Gambar 8.3 Vs (volt) I (ma) V (volt) Keterangan Tabel 2 Rangkaian Gambar 8.4 Vs (volt) I (ma) V (volt) Keterangan Laboratorium Elektronika Semester III 47

50 BAB IX TRIAC IX.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menentukan terminal TRIAC b. Menentukan baik atau tidaknya TRIAC c. Menerangkan karakteristik TRIAC d. Mempergunakan TRIAC dalam praktek IX.2. DASAR TEORI TRIAC tersusun dari lima buah lapis semikonduktor yang banyak digunakan pada pensaklaran elektronik. Struktur TRIAC sebenarnya adalah sama dengan dua buah SCR yang arahnya bolak-balik dan kedua gate-nya disatukan. TRIAC biasa juga disebut thyristor bi-directional. Berbeda dengan SCR yang hanya melewatkan tegangan dengan polaritas positif saja, TRIAC dapat dipicu dengan tegangan polaritas positif dan negatif, serta dapat dihidupkan dengan menggunakan tegangan bolakbalik pada Gate. TRIAC banyak digunakan pada rangkaian pengedali dan pensaklaran. Gambar 9.1 digambarkan simbol, dan konstruksi dari sebuah TRIAC. Gambar 9.1 Simbol dan kontruksi TRIAC Laboratorium Elektronika Semester III 48

51 TRIAC hanya akan aktif ketika polaritas pada Anoda lebih positif dibandingkan Katodanya dan gate-nya diberi polaritas positif, begitu juga sebaliknya. Setelah terkonduksi, sebuah TRIAC akan tetap bekerja selama arus yang mengalir pada TRIAC (IT) lebih besar dari arus penahan (IH) walaupun arus gate dihilangkan. Satu-satunya cara untuk membuka (mengoff-kan) TRIAC adalah dengan mengurangi arus IT di bawah arus IH. Gambar 9.2 Karakteristik TRIAC Pada datasheet akan lebih detail diberikan besar parameterparameter seperti V BR dan V BR, lalu I GT dan -I GT, I H serta I H dan sebagainya. Umumnya besar parameter ini simetris antara yang positif dan yang negatif. Dalam perhitungan desain, bisa dianggap parameter ini simetris sehingga lebih mudah di hitung. Besaran karakteristik : Tegangan breakdown untuk du/dt = 10 V/ms U (BR) F,R = 28 36V Rugi tegangan untuk du/dt = 10 V/ms U Arus breakdown untuk 0,98U (BR) I (BR) Harga (besaran) batas : Arus puncak maksimum yang diijinkan I max = 2A Rugi daya maksimum yang diijinkan P max = 150 mw Laboratorium Elektronika Semester III 49

52 IX.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power supply DC 2. Power supply AC 3. Multimeter. 4. Osciloscope. 5. TRIAC 6. DIAC 7. Resistor 10 3k3 8. Potensio meter 500 k 9. Lampu 10. Saklar satu kutub 11. Kabel penghubung 12. Papan penghubung IX.4 DIAGRAM RANGKAIAN Gambar 9.3 Skema rangkaian TRIAC dengan sumber tegangan DC Laboratorium Elektronika Semester III 50

53 Gambar 9.4 Skema rangkaian TRIAC dengan polaritas sumber tegangan DC dibalik Gambar 9.5 Skema rangkaian TRIAC dengan polaritas sumber tegangan AC IX.5 PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buat rangkaian seperti Gambar 9.3, aturlah sumber tegangan Vs pertahap dari 0 sampai 40 volt. Atur potensiometer, kemudian hasil pengukurannya masukkan dalam Tabel 1 2. Amati pergeseran titik pada layar osiloskop dan gambar pada kertas milimeter. 3. Rangkailah seperti Gambar 9.4, ulangi langkah 1 dan 2 Laboratorium Elektronika Semester III 51

54 4. Rangkailah seperti Gambar 9.5 dengan sumber tegangan AC dengan tegangan input 48 volt. 5. Amatilah dan gambarkanlah karakteristik TRIAC yang tampak pada layar osiloskop di kertas milimeter. IX.6 PERTANYAAN 1. Berdasarkan Tabel 1, buatlah grafik karakteristik TRIAC! 2. Jelaskan bagaimana menguji baik tidaknya TRIAC! 3. Buatlah satu contoh aplikasi TRIAC dan jelaskan cara kerjanya! IX.7 TABEL EVALUASI Tabel 1 Vs (volt) IG (ma) IA (ma) V (volt) Keterangan Tabel 2 Vs (volt) IG (ma) IA (ma) V (volt) Keterangan Laboratorium Elektronika Semester III 52

55 BAB X DAYA PADA RANGKAIAN AC X.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menentukan Daya listrik beban RESISTIP, INDUKTIP, KAPASITIP. b. Menentukan Faktor Daya ( Cos ) dan Faktor Daya Reaktip ( Sin ) c. Menentukan ketiga komponen daya dalam Segitiga Daya beserta vektor arus dan tegangan. X.2. DASAR TEORI Rangkaian arus bolak-balik adalah suatu sumber arus bolak-balik yang dihubungkan dengan peralatan (beban). Beban peralatan listrik mempunyai 3 sifat yaitu : 1. Resistif Peralatan yang bersifat resistif adalah resistor, dimana arus sephasa dengan tegangan. Daya pada beban resistip adalah : P 2 V R atau P I 2 R 2. Induktif Peralatan yang bersifat induktif sangat banyak antara lain: ballast lampu, motor listrik, pendingin ruangan (AC), dan lain-lain. Sifat beban induktif adalah tegangan mendahului 90 o terhadap arus. Gambar 10.1 Tegangan mendahului arus 90 o Laboratorium Elektronika Semester III 53

56 Daya pada rangkaian induktor ideal adalah nol. Daya pada beban induktif dapat dihitung dengan rumus : P I V cos Dimana sudut dari rangkaian induktor ideal adalah 90 o. Daya reaktif Q I V sin Gambar 10.2 Diagram phasor arus dan tegangan untuk rangkaian induktor ideal 3. Kapasitif Arus pada rangkaian kapasitor ideal akan mencapai nilai puncak ketika tegangannya nol. Sifat bebannya adalah arus mendahului tegangan 90 o, karena arus akan mencapai puncak sebelum tegangan mencapai puncak. Hubungan antara arus dan tegangan dalam diagram phasor dapat dilihat pada Gambar 10.3 (c). Daya pada rangkaian AC dapat dihitung dengan rumus : P I V cos P I 2 R Laboratorium Elektronika Semester III 54

57 Gambar 10.3 (a) Slope kurva tegangan; (b) Arus mendahului tegangan 90 o ; (c) diagram phasor arus dan tegangan X.3. DAFTAR PERALATAN 1. Variabel power supply V 2. Lampu pijar 220V/100 watt. 3. Balast 4. Kapasitor 4,5 uf 5. Multimeter 6. Wattmeter 7. Kabel penghubung 8. Papan penghubung Laboratorium Elektronika Semester III 55

58 IX.4 DIAGRAM RANGKAIAN Gambar 10.4 Skema rangkaian AC X.5 PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 10.4, posisi power supply 0 volt. Beri beban Resistip (Lampu Pijar). Lakukan pengukuran secara bertahap dari 0 volt sampai tegangan 180 volt. Catatlah hasil pengukuran pada Tabel Dengan rangkaian yang sama, gantilah beban resistip dengan beban Induktip L, lakukan seperti langkah 1. Catatlah hasil pengukuran pada Tabel Dengan rangkaian yang sama, gantilah beban resistip dengan beban kapasitip C, lakukan seperti langkah 1. Catatlah hasil pengukuran pada Tabel Ulangi percobaan secara bergantian untuk beban campuran sebagai berikut : Paralel R//L Paralel R//C Paralel L//C Paralel R//L//C R seri L R seri C R seri L seri C Catat semua data yang diperoleh dalam tabel. Laboratorium Elektronika Semester III 56

59 X.6 PERTANYAAN 1. Bagaimanakah efek induktansi dan kapasitansi dalam rangkaian AC? Berikan penjelasan berdasarkan data yang anda dapat! 2. Gambarlah vektor diagram arus-tegangan dan diagram Segitiga Daya untuk beban RL dan RC! X.7 TABEL EVALUASI Tabel 1 Beban R Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 2 Beban L Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 3 Beban C Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Laboratorium Elektronika Semester III 57

60 Tabel 4 Beban R\\L Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 5 Beban R\\C Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 6 Beban L\\C Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 7 Beban paralel R\\L\\C Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Laboratorium Elektronika Semester III 58

61 Tabel 8 Beban R seri L Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 9 Beban R seri C Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 10 Beban L seri C Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Tabel 11 Beban R seri L seri C Vs (volt) I (ma) V (volt) P (Watt) Q (VA) Cos Sin Ket Laboratorium Elektronika Semester III 59

62 BAB XI DASAR-DASAR GERBANG XI.1. TUJUAN Setelah selesai percobaan praktikan diharapkan dapat : a. Menerangkan fungsi gerbang AND, OR, dan NOT b. Merangkai gerbang-gerbang dengan rangkaian tahanan, dioda dan transistor. c. Membuat tabel kebenaran d. Merangkai fungsi gerbang NAND dan NOR XI.2. DASAR TEORI Gerbang AND, OR dan NOT serta kombinasinya merupakan realisasi dari aljabar Boolean yang mempergunakan notasi (.), (+), (- baca invers) untuk hubungan antar variabelnya. Tiga simbol dasar digambarkan pada Gambar Gambar 11.1 Simbol dasar gerbang logika Fungsi dari masing-masing gerbang dapat direalisasikan dengan rangkaian tahanan, dioda, dan transistor, tetapi pemakaian yang umum dipakai dalam bentuk IC (rangkaian terintegrasi). Operator yang dipergunakan adalah bilangan biner, oleh sebab itu di dalam teknik digital hanya dikenal logika 0 dan 1. logika ini diwujudkan dengan besar tegangan, bila logika 1 sama dengan tegangan tinggi (High) = 5 V, dan logika 0 sama dengan tegangan rendah (Low) = 0 V. Laboratorium Elektronika Semester III 60

63 LOGIKA NOT (Inverse) Gerbang logika NOT akan memberikan output yang berkebalikan dengan input yang diberikan : LOGIKA AND Gerbang logika AND akan memberikan output high untuk 2 input yang high LOGIKA NAND Gerbang logika memiliki arti NOT AND LOGIKA OR Gerbang logika OR akan memberikan output low untuk 2 input yang low LOGIKA NOR Gerbang logika memiliki arti NOT OR Laboratorium Elektronika Semester III 61

64 XI.3. DAFTAR PERALATAN 1. Power supply DC 2. Tahanan Transistor 4. dioda IN Led 6. Saklar 7. Multimeter 8. Kabel penghubung 9. Papan penghubung XI.4 DIAGRAM RANGKAIAN Gambar 11.2 Skema rangkaian gerbang Laboratorium Elektronika Semester III 62

65 Gambar 11.3 Skema rangkaian gerbang Gambar 11.4 Skema rangkaian gerbang Laboratorium Elektronika Semester III 63

66 Gambar 11.5 Skema rangkaian gerbang Gambar 11.6 Skema rangkaian gerbang XI.5 PROSEDUR PERCOBAAN 1. Buatlah rangkaian seperti Gambar 11.2, 11.3, 11.4, 11.5, dan Beri tegangan DC masukkan pada A dan B dengan variasi H-H, H-L, L-H, L-L dengan H (high) adalah tegangan 5 V dan L (low) adalah tegangan rendah. Laboratorium Elektronika Semester III 64

67 3. Amati dan catat keluaran dari setiap variasi tegangan masukkan diatas. X.6 PERTANYAAN 1. Terangkan cara kerja masing-masing rangkaian (Gambar 11.2, 11.3, 11.4, 11.5 dan 11.6)! 2. Sebutkan fungsi masing-masing rangkaian dan tuliskan persamaan booleannya! 3. Jelaskan cara kerja rangkaian dibawah ini lengkap dengan simbol dan persamaan booleannya! 4. Buatlah rangkaian NAND dan NOR tiga input! Laboratorium Elektronika Semester III 65

68 XI.7 TABEL EVALUASI Tabel 1. Tabel kebenaran untuk Rangkaian 11.2 A B F Tabel 2. Tabel kebenaran untuk Rangkaian 11.3 A B F Tabel 3. Tabel kebenaran untuk Rangkaian 11.4 A B F Laboratorium Elektronika Semester III 66

69 Tabel 4. Tabel kebenaran untuk Rangkaian 11.5 A B F Tabel 5. Tabel kebenaran untuk Rangkaian 11.6 A B F Laboratorium Elektronika Semester III 67