MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKRONIKA BAGIAN I

Transkripsi

1 MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKRONIKA BAGIAN I DEPARTEMEN ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA DEPOK 2015

2 PERATURAN PRAKTIKUM 1. Praktikan wajib berpakaian rapi, memakai sepatu tertutup, kemeja atau kaos berkerah 2. Praktikan wajib hadir 15 menit sebelum praktikum dimulai. 3. Praktikan yang terlambat lebih dari 15 menit setelah waktu praktikum dianggap tidak mengikuti praktikum. Komponen yang akan dinilai hanya tugas pendahuluan, jika mengerjakan 4. Praktikan diharapkan mempersiapkan diri terlebih dahulu sebelum mengikuti praktikum 5. Praktikan wajib mengikuti seluruh rangkaian praktikum 6. Praktikan yang berhalangan hadir harus melaporkan diri kepada koordinator praktikum dan harus menyertakan bukti seperti surat dokter. Ketidakhadiran tanpa bukti yang jelas tidak diterima dan praktikan dianggap tidak mengikuti praktikum 7. Praktikan wajib mengerjakan tugas pendahuluan yang dikumpulkan sebelum praktikum dimulai. Tugas pendahuluan yang telah dikumpulkan tidak dikembalikan dan menjadi salah satu komponen penilaian. 8. Soal tugas pendahuluan akan diunggah di website Lab Elektronika paling lambat 1x24 jam sebelum praktikum. Apabila asisten terlambat mengunggah maka praktikan akan langsung mendapat nilai 100 untuk tugas pendahuluan 9. Praktikan dilarang makan dan minum di dalam laboratorium 10. Praktikan harus menonaktifkan alat komunikasi selama praktikum berlangsung 11. Praktikan memasuki ruangan praktikum setelah dipersilakan asisten 12. Praktikan wajib membawa kartu praktikum setiap praktikum dan pengumpulan laporan. Apabila tidak membawa, praktikan tidak diizinkan mengikuti praktikum atau mengumpulkan laporan 13. Praktikan harus berhati-hati dan dianggap telah mengetahui bahaya listrik 14. Praktikan dilarang menggunakan alat-alat di laboratorium sebelum diizinkan asisten. Apabila terjadi kerusakan alat, praktikan wajib mengganti dengan peralatan yang sama. 15. Praktikan wajib merapikan alat-alat praktikum setelah selesai menggunakan 16. Praktikan dilarang mengambil peralatan di laboratorium 17. Praktikan wajib menandatangani absensi saat praktikum dan pengumpulan laporan 18. Praktikan wajib mengumpulkan laporan praktikum dan tugas tambahan yang ditulis tangan pada kertas A4. Apabila ditemukan bukti plagiarisme, setiap pihak akan mendapatkan nilai 0 untuk modul bersangkutan 19. Untuk praktikum pada hari Senin dan Rabu, laporan dikumpulkan 1x24 jam setelah praktikum. Untuk praktikum pada hari Sabtu, laporan dikumpulkan pada hari Senin berikutnya, paling lambat jam 10 pagi.

3 20. Apabila praktikan ketahuan mengerjakan laporan saat kuliah, tidak kuliah dengan alasan praktikum atau laporan, atau kegiatan apapun yang menggangu proses belajar mengajar dengan alasan praktikum, praktikan akan langsung mendapat nilai E untuk matakuliah Praktikum RE Depok, 16 Februari 2015 Asisten Lab. Elektronika

4 PETUNJUK WARNA COVER LAPORAN Modul 2 Modul 3&4 Modul 5&6 Modul 7 &8 Modul 9 Modul 10 Merah Biru Hijau Merah Biru Hijau

5 PERCOBAAN I PENGENALAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR TEORI 1.1 Breadboard Breadboard digunakan untuk membuat dan menguji rangkaian-rangkaian elektronik secara cepat, sebelum finalisasi desain rangkaian dilakukan. Breadboard memiliki banyak lubang yang berfungsi sebagai tepat untuk memasukkan komponen-komponen seperti resistor ataupun IC. Contoh breadboard pada umumnya adalah sebagai berikut: Gambar 1.1. Contoh breadboard Breadboard dilengkapi dengan lapisan strip metal yang terdapat di sepanjang permukaan bawah board dan menghubungkan lubang-lubang yang ada di permukaan atas board. Layout dari strip metal tersebut adalah sebagai berikut: Gambar 1.2. Layout strip metal di permukaan bawah breadboard

6 Lubang-lubang di baris atas dan bawah terhubung secara horizontal, sedangkan lubanglubang di bagian tengah board terhubung secara vertikal. 1.2 Resistor dan Kapasitor Resistor Resistor merupakan komponen elektronik yang berfungsi membatasi aliran arus listrik pada suatu rangkaian elektronik. Resistor dapat pula digunakan untuk memberikan tegangan yang spesifik untuk suatu divais aktif, contohnya transistor. Resistor memiliki bentuk, ukuran, kapasitas, dan tipe yang beragam, diantaranya adalah: a) Resistor Carbon Composition b) Resistor Carbon Film c) Resistor Metal Film d) Resistor Wirewound e) dll. Simbol resistor : Berikut adalah cara pembacaan komponen resistor:

7 Gambar 1.3. Cara pembacaan resistor Gambar 1.4. Gambar ukuran resistor

8 Gambar 1.5. Gambar resistor gelang Kapasitor Kapasitor merupakan komponen elektronik yang berfungsi menyimpan muatan listrik. Kapasitor terbuat dari dua konduktor yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Kapasitansi dari kapasitor adalah jumlah dari muatan listrik yang disimpan di dalam kapasitor tersebut pada saat diberi tegangan sebesar 1V. Kapasitor dikategorikan menjadi 2 grup, yaitu kapasitor polarized dan non-polarized. Pada umumnya, kapasitor dengan nilai kapasitansi yang rendah termasuk dalam kategori kapasitor non-polarized.

9 Berikut ini merupakan cara pembacaan kapasitor: 1.3 LCR Meter dan Multimeter Gambar 1.6. Cara pembacaan kapasitor LCR Meter LCR meter yang digunakan adalah LCR meter digital. LCR meter dapat digunakan untuk mengukur besarnya induktansi L dan kapasitansi C. Pada LCR meter yang digunakan terdapat 3 frekuensi pengukuran. LCR meter ini juga mampu menunjukan nilai Q factor dan Dissipation Factor. Gambar 1.7. Boonton 5100 LCR Meter

10 1.1.1 Multimeter Multimeter digunakan untuk mengukur tegangan dan arus. Multimeter yang digunakan ada 2 jenis yaitu multimeter analog dan multimeter digital. Umumnya multimeter dapat digunakan sebagai voltmeter ataupun amperemeter. Perlu diperhatikan nilai yang muncul pada multimeter adalah nilai RMS. Pada pengukuran tegangan, multimeter dipasang secara paralel. Sedangkan untuk mengukur arus, multimeter dipasang secara seri. Gambar 1.8. Cara pemasangan voltmeter dan amperemeter Multimeter biasanya dapat digunakan juga untuk mengukur resistansi. Pada multimeter analog biasanya terdapat buzzer untuk menandakan bahwa rangkaian tersebut short atau memiliki resistansi yang sangat kecil. Saat mengukur resistansi, rangkaian harus dipastikan tidak memiliki arus yang mengalir karena multimeter akan mengalirkan arus pada komponen yang diukur. Biasanya tegangan yang lebih tinggi ada pada probe warna merah. 1.2 Oscilloscope Oscilloscope merupakan sebuah instrumen laboratorium yang umumnya digunakan untuk menggambarkan dan menampilkan grafik dari suatu sinyal listrik. Grafik ini menunjukkan bagaimana sinyal berubah seiring berjalannya waktu.

11 Gambar 1.9. Komponen X, Y, dan Z dari gelombang yang ditampilkan Sumbu vertikal (Y) menggambarkan tegangan dan sumbu horizontal (X) menggambarkan waktu. Intensitas atau kecerahan dari tampilan pada oscilloscope terkadang disebut sebagai sumbu Z. Tegangan yang terbaca pada oscilloscope merupakan tegangan peak-to-peak. Oscilloscope terdiri dari 2 jenis, yaitu analog dan digital. Untuk rangkaian Praktikum Rangkaian Elektronika ini digunakan analog oscilloscope tipe HM303-6 yang diproduksi oleh Hameg Instruments. Gambar Analog Oscilloscope Hameg Instruments tipe HM303-6

12 1.3 Test Bench Test Bench merupakan tempat memasang alat-alat yang terdiri dari Power Suppy, Function Generator, Protoboard, Voltmeter, dan Amperemeter. Alat-alat dapat dengan mudah dilepas dan dipasang pada test bench sehingga memudahkan dalam merangkai rangkaian elektronik. Untuk praktikum rangkaian elektronika ini, instrumen utama yang digunakan merupakan test bench. Test bench ini terdiri dari empat komponen utama, yaitu : Power Supply Power supply mengambil sumber listrik dari PLN dengan tegangan 220V AC. Pada power supply terdapat trafo untuk menurunkan tengan. Power supply juga mampu menghasilkan tegangan DC. Pada power supply terdapat fuse untuk proteksi jikalau ada kesalahan dalam rangkaian. Unsur-unsur yang penting dalam power supply yaitu terdiri dari: a) Sumber power supply b) Vratings pada power supply c) Fuse d) Jumper e) Rangkaian sumber +/- 15 Volt f) Ground AC dan ground DC Function Generator Function Generator mengambil suplai DC dari power supply. Function generator mampu menghasilkan sinyal dengan range frekuensi hingga 20kHz. Jenis gelombang yang dapat dihasilkan power supply adalah sinusoidal, segitiga, dan kotak. Unsur-unsur yang penting dalam function generator yaitu terdiri dari: a) Sumber power b) Range frekuensi c) Jenis gelombang d) Grounding

13 1.3.3 Protoboard dan Multimeter Protoboard memiliki fungsi dan cara kerja yang hampir sama dengan breadboard dan multimeter umum, namun dengan ukuran yang lebih besar. Protoboard merupakan tempat meletakan komponen dan merangkai rangkaian elektronik. Di bagian dalam protoboard terdapat konduktor untuk setiap titik terminal. Berbeda dengan breadboard, protoboard memerlukan jumper kecil untuk menghubungkan setiap titik terminal.

14 PERCOBAAN II DIODA SEMIKONDUKTOR DAN APLIKASINYA TUJUAN PERCOBAAN 1. Mengamati dan memahami cara kerja beberapa rangkaian dioda sebagai penyearah. 2. Mengamati dan memahami cara kerja beberapa rangkaian dioda sebagai penjepit tegangan. 3. Mengamati dan memahami cara kerja beberapa rangkaian dioda sebagai pemotong tegangan. 4. Mengetahui cara kerja pengaturan tegangan menggunakan dioda zener. DASAR TEORI 2.1. Rangkaian Penyearah & Filter Penyearah setengah gelombang adalah rangkaian yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC berdenyut. Sumber tegangan AC yang biasa digunakan adalah transformator penurun tegangan (step down). Pada siklus positif dari tegangan masukan, dioda akan dibias maju (forward bias) dan pada siklus negatif dari tegangan masukan, dioda akan dibias mundur (reverse bias).(pake AC) Gambar 2.1. Rangkaian penyearah setengah gelombang Tegangan yang muncul di R1 merupakan tegangan DC berdenyut yang memiliki nilai efektif V rms = V M 2 untuk V M = tegangan maksimum. Gambar 2.2 menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh. Pada siklus positif tegangan masukan, D2 dan D3 dibias maju dan selama siklus negatif, dioda D1 dan D4 dibias

15 maju. Arus yang mengalir melalui tahanan beban memiliki arah yang sama kedua setengah siklus tersebut. Gambar 2.2. Rangkaian penyearah gelombang penuh. Rangkaian filter digunakan untuk mengubah sinyal keluaran penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh menjadi tegangan DC yang memiliki ripple kecil. Hal ini dapat diterapkan pada rangkaian sebelumnya dengan menambahkan komponen berupa kapasitor yang dapat menyimpan muatan ketika potensial naik dan melepaskan muatan pada saat potensial turun. (R1 220 ohm) Gambar 2.3. Rangkaian penyearah dengan filter C Percobaan 1A. Penyearah Setengah Gelombang Alat dan Bahan : 1 buah transformator step down 1 buah dioda (1N4002 / 1N4007 / 1N4148) 1 buah resistor (10K)

16 1 unit osiloskop Hameg HM probe Langkah Percobaan : 1. Ukur tegangan puncak-ke-puncak (peak-to-peak) dari kumparan sekunder transformator dengan cara menghubungkan probe negatif dari osiloskop ke terminal 0 Volt dan probe positif ke terminal 12 Volt. Atur terlebih dahulu tombol input coupling dari osiloskop (gambar 2.4 tombol no. 29) ke posisi AC. Gambar 2.4 Tombol input coupling dari osiloskop Hameg HM303-6 Bandingkanlah hasil pembacaan osiloskop dengan rating yang tertera pada transformator. Apakah keduanya menunjukkan perbedaan? Mengapa hal itu dapat terjadi? Lalu jenis tegangan apakah yang dibaca oleh osiloskop dan jenis tegangan apakah yang tertera pada transformator? 2. Susun dioda dan resistor seperti gambar 2.1 lalu hubungkan rangkaian tersebut ke terminal transformator yang terdapat pada panel praktikum. 3. Ukurlah tegangan maksimum dari output rangkaian penyearah, yakni tegangan antara titik 2 dan 3 pada gambar 2.1 dengan input coupling dari osiloskop pada posisi DC. Percobaan 1B. Penyearah Gelombang Penuh Alat dan Bahan : 1 buah transformator step down 4 buah dioda (1N4002 / 1N4007 / 1N4148) 1 buah resistor (10K)

17 1 unit osiloskop Hameg HM probe Langkah Percobaan: 1. Ulangi langkah 1 dari percobaan 1A. 2. Susun keempat dioda dan resistor seperti gambar 2.2 lalu hubungkan rangkaian tersebut ke terminal transformator yang terdapat pada panel praktikum. 3. Ukurlah tegangan maksimum dari output rangkaian penyearah, yakni tegangan antara titik 2 dan 0 pada gambar 2.2 dengan input coupling dari osiloskop pada posisi DC. Percobaan 1C. Penyearah Gelombang Penuh dengan Filter Kapasitor Alat dan Bahan : 1 buah transformator step down 4 buah dioda (1N4002 / 1N4007 / 1N4148) 1 buah resistor (10K) 2 buah kapasitor berorde mikrofarad 1 unit osiloskop Hameg HM probe Langkah Percobaan: 1. Ulangi langkah 1 dari percobaan 1A. 2. Susun keempat dioda, resistor, dan kapasitor berorde mikrofarad ( yang lebih rendah nilai kapasitansinya ) seperti gambar 2.3 lalu hubungkan rangkaian tersebut ke terminal transformator yang terdapat pada panel praktikum. Biasanya kapasitor yang dipakai merupakan kapasitor elektrolit. Perhatikan polaritas dari kapasitor yang bersangkutan. Jangan sampai terbalik polaritasnya!!! 3. Ukurlah tegangan maksimum dari output rangkaian penyearah, yakni tegangan antara titik 2 dan 0 pada gambar 2.3 dengan input coupling dari osiloskop pada posisi DC. 4. Ubahlah input coupling dari osiloskop menjadi AC, lalu ukurlah tegangan peak-to-peak dari output rangkaian penyearah. Tegangan yang terukur disini adalah tegangan ripple dari rangkaian penyearah yang bersangkutan.

18 5. Ulangi langkah 2 dengan menggunakan kapasitor berorde mikrofarad ( yang lebih tinggi nilai kapasitansinya ). 6. Ulangi langkah 3 dan Penjepit Tegangan (Clamping Circuit) Penjepit tegangan adalah rangkaian yang inputnya berupa gelombang dan bentukvoutputnya sama dengan input namun tegangannya dijepit pada polaritas yang ditentukan. Gambar 2.5 (a) menunjukkan gelombang pada ujung negatif dijepit menjadi nol sehingga menghasilkan output yang positif murni dan gambar 2.5 (b) menunjukkan gelombang pada ujung positif dijepit menjadi nol sehingga menghasilkan output yang negatif murni. Langkah Percobaan 1. Susun rangkaian seperti gambar 2.5 (a) 2. Ukur tegangan peak-to peak V A dan V B dengan osiloskop dan gambar bentuk gelombangnya. 3. Ulangi prosedur 1 dan 2 untuk rangkaian gambar 2.5 (b) dan 2.5 (c). (a) V DC (c) (b) Gambar 2.5 Rangkaian-rangkaian clamper

19 1.3 Rangkaian Pemotong Tegangan (Clipper Circuit) Pemotong tegangan adalah rangkaian yang inputnya berupa gelombang dan bentuk sinyal outputnya sama dengan sinyal input namun tegangannya dipotong, dimana sinyalnya berada diatas atau dibawah suatu level tegangan yang dijadikan referensi. Gambar 2.6. menunjukkan gelombang pada bagian atas level tegangan yang dijadikan referensi dipotong sehingga outputnya hanya gelombang yang berada di bagian bawah level tegangan referensi. Sedangkan pada gambar 2.7. menunjukkan gelombang pada bagian bawah level tegangan yang dijadikan referensi dipotong sehingga outputnya hanya gelombang yang berada di bagian atas level tegangan referensi. Gambar 2.6. Clipping Sinyal di Atas Level Tegangan Referensi Gambar 2.7. Clipping Sinyal di Bawah Level Tegangan Referensi

20 (a) (b) 2.8. Rangkaian Clipping Jalan Percobaan 1. Hubungkan power supply sesuai dengan rangkaian pada gambar Ukur tegangan peak-to peak V A dan V B dengan osiloskop dan gambar bentuk gelombangnya. 3. Ulangi prosedur 1 dan 2 untuk nilai V AC yang berbeda-beda. Peralatan Percobaan 1. AC/DC Power Supply 2. Oscilloscope 3. Protoboard Modul 1: Rangkaian Dioda

21 4. Kabel Penghubung 1.4 Pengaturan Tegangan (Regulator) Pengaturan tegangan dapat dilakukan dengan menggunakan komponen dioda zener yang bekerja pada daerah breakdown dengan karakteristik sebagai berikut: V IN < V breakdown menghasilkan V OUT = V IN V IN > V breakdown menghasilkan V OUT = V breakdown Untuk menetapkan daerah breakdown, dioda zener harus dipasang pada posisi reverse. Gambar 2.9. Rangkaian pengaturan tegangan dengan zener. (pake zenner ZPD 4,7. R1 10 ohm, R2 10 Kohm) Langkah Percobaan 1. Susun rangkaian seperti pada gambar Ukur tegangan pada dioda zener (V Z) dengan voltmeter untuk setiap kenaikan tegangan pada catu daya (V IN). 3. Bandingkan tegangan yang diukur tersebut.

22 Pelajari Secara Mendalam Poin-Poin di Bawah ini: Pengertian semikonduktor dan dioda Karakteristik dioda Penjelasan keadaan bias dari dioda (forward, reverse, dan no bias) menggunakan Divais dan Band Diagram Aplikasi dioda Penjelasan Vrms dan Vm Penjelasan rangkaian percobaan dan hasil keluaranya menurut teori Penjelasan dioda zener Nb : Penguasaan dari setiap materi yang tertulis di atas adalah WAJIB dan akan diuji pada Tes Pendahuluan. Asisten BERHAK memberikan sanksi kepada praktikan yang tidak menguasai materi tersebut.

23 PERCOBAAN III BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR TUJUAN PERCOBAAN 1. Memahami prinsip kerja bipolar junction transistor. 2. Mengamati dan memahami DC bias pada transistor. 3. Mengamati dan memahami prinsip kerja transistor bipolar sebagai penguat. 4. Memahami prinsip rangkaian logika melalui BJT. DASAR TEORI Transistor merupakan divais semikonduktor 3 layer yang terdiri dari 2 layer tipe n- dan 1 layer tipe p- (disebut transistor npn) atau 2 layer tipe p- dan 1 layer tipe n- (disebut transistor pnp). BJT (Bipolar Junction Transistor) merupakan jenis transistor yang sering digunakan. Disebut Bipolar karena pengoperasian transistor ini melibatkan hole dan elektron dalam proses kerjanya. Sementara jika hanya melibatkan salah satu carrier (elektron atau hole), maka disebut unipolar. Pada dasarnya transistor bipolar yang digunakan sebagai penguat terdiri dari tiga konfigurasi dasar, yaitu common emitter, common collector, dan common base. Respon frekuensi adalah suatu fenomena rangkaian terhadap nilai-nilai frekuensi yang diberikan pada rangkaian itu. Langkah Percobaan R 1 = 47k Ohm R 2 = 47k Ohm R 3 = 470 Ohm R 4 = 470 Ohm R 5 = 47k Ohm R 6 = 1k Ohm C 1 = 1uF C 2 = 0.1uF C 3 =100uF Common Emitter

24 Rangkaian logika Selain untuk rangkaian amplifier, transistor juga biasa digunakan dalam proses switching. Proses switching digunakan pada aplikasi digital, yaitu untuk merangkai gerbang-gerbang logika. Langkah Percobaan 1. Gerbang NOT 2. Gerbang AND

25 3. Gerbang OR 4. Gerbang NAND

26 5. Gerbang NOR 1. Hubungkan Rangkaian Logika NOT seperti Gambar 1 di atas. Perhatikan outputnya (diindikasikan dengan menyala atau tidaknya LED) untuk setiap kombinasi input. 2. Catat hasilnya pada lembar yang telah disediakan. 3. Ulangi langkah tersebut untuk rangkaian AND, OR, NAND, dan NOR. ALAT YANG DIGUNAKAN Power supply DC, multimeter, oscilloscope, bread board, LED, resistor, BC107.

27 Pelajari Secara Mendalam Poin-Poin di Bawah ini: Definisi Bipolar Junction Transistor Penjelasan Band Diagram BJT Prinsip Kerja BJT tipe-pnp dan tipe-npn Karakteristik dari masing-masing konfigurasi Rangkaian BJT BJT Symbol, Packaging, and Terminal Identification Aplikasi BJT pada Logic Gate (NOT, AND, OR, NAND, NOR) Rangkuman Datasheet BJT BC-107 Nb : Penguasaan dari setiap materi yang tertulis di atas adalah WAJIB dan akan diuji pada Tes Pendahuluan. Asisten BERHAK memberikan sanksi kepada praktikan yang tidak menguasai materi tersebut.

28 PERCOBAAN IV BJT FREQUENCY RESPONSE TUJUAN PERCOBAAN 1. Memahami analisis frequency response dengan bode plot. 2. Memahami low frequency response pada BJT amplifiers. 3. Memahami high frequency response pada BJT amplifiers. DASAR TEORI Respon frekuensi adalah suatu fenomena rangkaian terhadap nilai-nilai frekuensi yang diberikan pada rangkaian itu. Decibel db (decibel) merupakan perbandingan antara masukan dan keluaran dari suatu sistem. Pada sistem elektronika, db diwujudkan dalam rumusan tegangan, daya, maupun arus. Rumusnya adalah : Sementara itu apabila perbandingan daya db dirumuskan sebagai berikut : Selain dengan db, terdapat beberapa ukutan db lain yang terkait dengan satuan atau besaran yang digunakan, antara lain : dbm, db(mw) : perbandingan terhadap 1 mw dbμ, db(μv/m) : perbandingan terhadap 1 μv per meter dbf dbw dbk

29 Diagram Bode Diagram Bode merupakan suatu metode analisa dalam kawasan frekuensi dalam bentuk grafis, sehingga dapat dengan mudah ditentukan sifat rangkaian bila bekerja pada frekuensi yang tertentu. Penggambaran respon rangkaian tersebut umunya dilakukan dengan menggunakan skala logaritmik pada ordinat (horizontal), yaitu untuk skala frekuensi dan skala db pada sumbu absis (vertikal) untuk perolehan penguatan (gain) atau pelemahan (attenuator). Metode cepat untuk menggambarkan diagram bode melalui suatu pendekatan yang didasarkan pada asumsi persamaan fungsi alih yang berbentuk : Dimana p adalah pole/kutub dan z adalah zero/nol. Kemudian s dapat diganti dengan jw, yang artinya diubah dari kawasan frekuensi kompleks ke kawasan frekuensi radian. Faktor-faktor dasar yang sering terdapat pada fungsi transfer adalah : 1. Penguatan K 2. Faktor integral dan turunan 3. Faktor orde pertama 4. Faktor kuadratik Low Pass Filter Low pass filter adalah proses filter yang meneruskan sinyal dengan frekuensi rendah. Memliki tegangan output konstan dari DC hingga frekuensi cut-off. Titik frekuensi cut-off adalah 0,707 atau -3dB dari gain tegangan diizinkan untuk lulus.

30 Pada low pass filter terdapat beberapa karakteristik mendasar sebagai berikut : Apabila fin << fc maka penguatan tegangan / Gain (G) = 1 atau G=0dB. Apabila fin = fc maka ω = 1/RC sehingga penguatan tegangan / Gain (G) menjadi -3 db atau terjadi pelemahan tegangan sebesar 3 db. Apabila fin >> fc maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/ωRC atau G = -20 log ωrc High Pass Filter High pass filter merupakan jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi serta meredam atau menahan frekuensi rendah. Bentuk respon HPF seperti memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi dibawah frekuensi frekuensi cut off dari DC.

31 Langkah Percobaan 1. Susun dan rangkai rangkaian seperti gambar dibawah ini 2. Ukurlah : BJT : Vi, Vo, Ic, dan Ib. BJT R 1 = 47k Ohm R 2 = 47k Ohm R 3 = 470 Ohm R 4 = 470 Ohm R 5 = 47k Ohm R 6 = 1k Ohm C 1 = 1uF C 2 = 0.1uF C 3 =100uF ALAT YANG DIGUNAKAN Power supply DC, multimeter, oscilloscope Pelajari Secara Mendalam Poin-Poin di Bawah ini: Definisi respon frekuensi Penjelasan diagram bode Prinsip Kerja BJT low & high frequency response Prinsip Kerja FET low & high frequency response Nb : Penguasaan dari setiap materi yang tertulis di atas adalah WAJIB dan akan diuji pada Tes Pendahuluan. Asisten BERHAK memberikan sanksi kepada praktikan yang tidak menguasai materi tersebut.

32 PERCOBAAN V FIELD EFFECT TRANSISTOR TUJUAN PERCOBAAN 1. Memahami prinsip kerja JFET dan MOSFET. 2. Mengamati dan memahami DC bias pada JFET dan MOSFET. 3. Mengamati dan memahami prinsip kerja JFET dan E-MOSFET sebagai penguat. DASAR TEORI FET (Field Effect Trasistor) merupakan komponen aktif elektronika yang biasa dipergunakan sebagai penguat dan juga sebagai rangkaian switching. FET merupakan jenis transistor yang memakai efek medan listrik dalam aplikasinya sebagai amplifier ataupun sebagai switching dan merupakan komponen unipolar. Berdasarkan konstruksinya, ada beberapa jenis FET, di antaranya JFET (Junction FET) dan MOSFET (Metal Oxide Semicondutor FET), di mana MOSFET sendiri terbagi lagi ke dalam dua jenis, yaitu depletion-type dan enhancement-type. Kedua tipe/jenis MOSFET ini ditentukan saat akan melakukan fabrikasi. Seperti jenis transistor pada umunya, ada juga beberapa jenis JFET maupun MOSFET (depletion-type) berdasarkan substratnya, yaitu n-channel JFET/D-MOSFET (p-substrate) dan p- channel JFET/D-MOSFET (n-substrate). Struktur JFET (a) n-channel (b) p-channel

33 Struktur Enhancement-type MOSFET Simbol-Simbol FET

34 LANGKAH PERCOBAAN 1. Susun rangkaian seperti gambar berikut. 2. Ukurlah Va, Vb, IDSS, VP dan VT. J-FET COMMON DRAIN E-MOSFET VOLTAGE DIVIDER BIAS (COMMON SOURCE)

35 ALAT YANG DIGUNAKAN Function Generator, oscilloscope, multimeter, bread board, resistor, kapasitor, BS170, 2N5457. Pelajari Secara Mendalam Poin-Poin di Bawah ini: Pengertian Field Effect Transistor Cara kerja, Konstruksi, dan Kurva Karakteristik J-FET Cara kerja, Konstruksi, dan Kurva Karakteristik D-MOSFET Cara kerja, Konstruksi, dan Kurva Karakteristik E-MOSFET FET DC Biasing dan AC Analysis [Penurunan rumus Vin, Vout, dan Av] o Voltage Divider Bias E-MOSFET o Common Drain J-FET o Common Gate J-FET Terminal Identification (from datasheet) for: o JFET 2N5457 o E-MOSFET BS170 Nb : Penguasaan dari setiap materi yang tertulis di atas adalah WAJIB dan akan diuji pada Tes Pendahuluan. Asisten BERHAK memberikan sanksi kepada praktikan yang tidak menguasai materi tersebut.

36 PERCOBAAN VI FIELD EFFECT TRANSISTOR FREQUENCY RESPONSE TUJUAN PERCOBAAN 4. Memahami analisis frequency response dengan bode plot. 5. Memahami low frequency response pada FET amplifiers. 6. Memahami high frequency response pada FET amplifiers. DASAR TEORI Respon frekuensi adalah suatu fenomena rangkaian terhadap nilai-nilai frekuensi yang diberikan pada rangkaian itu. Decibel db (decibel) merupakan perbandingan antara masukan dan keluaran dari suatu sistem. Pada sistem elektronika, db diwujudkan dalam rumusan tegangan, daya, maupun arus. Rumusnya adalah: Sementara itu apabila perbandingan daya db dirumuskan sebagai berikut : ( ) Selain dengan db, terdapat beberapa ukutan db lain yang terkait dengan satuan atau besaran yang digunakan, antara lain : dbm, db(mw) : perbandingan terhadap 1 mw dbμ, db(μv/m) : perbandingan terhadap 1 μv per meter dbf dbw dbk

37 Diagram Bode Diagram Bode merupakan suatu metode analisa dalam kawasan frekuensi dalam bentuk grafis, sehingga dapat dengan mudah ditentukan sifat rangkaian bila bekerja pada frekuensi yang tertentu. Penggambaran respon rangkaian tersebut umunya dilakukan dengan menggunakan skala logaritmik pada ordinat (horizontal), yaitu untuk skala frekuensi dan skala db pada sumbu absis (vertikal) untuk perolehan penguatan (gain) atau pelemahan (attenuator). Metode cepat untuk menggambarkan diagram bode melalui suatu pendekatan yang didasarkan pada asumsi persamaan fungsi alih yang berbentuk : dimana p adalah pole/kutub dan z adalah zero/nol. Kemudian s dapat diganti dengan jw, yang artinya diubah dari kawasan frekuensi kompleks ke kawasan frekuensi radian. Faktor-faktor dasar yang sering terdapat pada fungsi transfer adalah : 5. Penguatan K 6. Faktor integral dan turunan 7. Faktor orde pertama 8. Faktor kuadratik Low Pass Filter Low pass filter adalah proses filter yang meneruskan sinyal dengan frekuensi rendah. Memliki tegangan output konstan dari DC hingga frekuensi cut-off. Titik frekuensi cut-off adalah 0,707 atau -3dB dari gain tegangan diizinkan untuk lulus.

38 Pada low pass filter terdapat beberapa karakteristik mendasar sebagai berikut : Apabila fin << fc maka penguatan tegangan / Gain (G) = 1 atau G=0dB. Apabila fin = fc maka ω = 1/RC sehingga penguatan tegangan / Gain (G) menjadi -3 db atau terjadi pelemahan tegangan sebesar 3 db. Apabila fin >> fc maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/ωRC atau G = -20 log ωrc High Pass Filter High pass filter merupakan jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi serta meredam atau menahan frekuensi rendah. Bentuk respon HPF seperti memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi dibawah frekuensi frekuensi cut off dari DC.

39 LANGKAH PERCOBAAN 1. Susun rangkaian seperti gambar berikut. 2. Ukurlah Vi, Vo, IDSS dan VP, kemudian ukur kapasitansi antar kaki FET Cgd, Cgs dan Cds. SELF BIAS FET ALAT YANG DIGUNAKAN Function generator, oscilloscope, multimeter, breadboard, RLC meter, resistor, kapasitor, 2N5457. Pelajari Secara Mendalam Poin-Poin di Bawah ini: Definisi respon frekuensi Penjelasan diagram bode Prinsip Kerja BJT low & high frequency response Prinsip Kerja FET low & high frequency response Nb : Penguasaan dari setiap materi yang tertulis di atas adalah WAJIB dan akan diuji pada Tes Pendahuluan. Asisten BERHAK memberikan sanksi kepada praktikan yang tidak menguasai materi tersebut.