MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA DASAR

Transkripsi

1 MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA DASAR LABORATORIUM KOMPUTER FAKULTAS ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS SRIWIJAYA 213

2 Universitas Sriwijaya Fakultas Ilmu Komputer Laboratorium LEMBAR PENGESAHAN MODUL PRAKTIKUM SISTEM MANAJEMEN MUTU ISO 91:28 No. Dokumen. Tanggal 2 JUNI 213 Revisi Halaman ii DARI 18 MODUL PRAKTIKUM Mata Kuliah Praktikum : Rangkaian Elektronika Dasar Kode Mata Kuliah Praktikum : FTK7511 SKS : 2 Program Studi : Teknik Komputer Semester : 3 (Ganjil) DIBUAT OLEH DISAHKAN OLEH DIKETAHUI OLEH TIM LABORAN LABORATORIUM FASILKOM UNSRI TIM DOSEN KOMPUTER AKUNTANSI FASILKOM UNSRI KEPALA LABORATORIUM

3 Daftar Isi Cover... Lembar Pengesahan... Daftar Isi... i ii iii BAB 1 Karakteristik Dioda... 1 BAB 2 Rangkaian Dioda Penyearah... 3 BAB 3 Dioda Zener... 7 BAB 4 Regulasi Tegangan... 9 BAB 5 Transistor BAB 6 Transistor Sebagai Saklar... 16

4 1. Karakteristik Dioda. A. Kompetensi dasar. Mahasiswa dapat : dapat mengetahui komponen elektronika dioda semikonduktor. dapat mengetahui karakteristik sebuah diode. dapat menganalisa rangkaian forward dan reverse pada dioda semikonduktor. B. Peralatan yang digunakan. 1. Logic circuit trainer. 2. Kabel seperlunya. 3. Multimeter. 4. Dioda semikonduktor dan resistor. Xe3 C. Prosedur praktikum. Forward bias. a. Buatlah rangkaian dioda seperti gambar 1.1. Vcc 15V Vcc RVariabel 1% 1 R1 1kΩ Id 3. A 2 D1. V Vd Gambar 1.1. Rangkaian forward dioda. b. Lalu lakukanlah pengkuran tegangan pada dioda pada saat arus di dioda 1 ma, 2 ma, 3 ma, 4 ma, ma, 5 ma, 6 ma, 7 ma, 8 ma, 9 ma, 1 ma. c. Dari data hasil pengamatan, gambarkan kurva arus dioda terhadap tegangan dioda. Reverse bias. a. Buatlah rangkaian dioda seperti gambar 1.2.

5 Vcc 15V Vcc RVariabel 5% Id 1 R1 2. A 3 1kΩ D1. V Vd Gambar 1.2. Rangkaian reverse dioda. b. Lalu lakukanlah pengkuran tegangan pada dioda pada saat arus di dioda.1 μa,.2 μa,.3 μa,.4 μa,.5 μa,.6 μa,.7 μa,.8 μa,.9 μa,.1 μa. c. Dari data hasil pengamatan, gambarkan kurva arus dioda terhadap tegangan dioda. D. Tugas. 1. Apa yang dimaksud dengan tegangan breakdown, tegangan knee, forward bias dan reverse bias? 2. Apa saja fungsi dari diode?

6 2. Rangkaian Dioda Penyearah. E. Kompetensi dasar. Mahasiswa dapat : Agar mahasiswa dapat mengetahui perubahan arus AC menjadi DC. Menggambarkan diagram setengah gelombang, gelombang penuh dan jembatan rectifier. Agar mahasiswa dapat mengetahui bagaimana penyearah bekerja. F. Peralatan yang digunakan. 5. Logic circuit trainer. 6. Kabel seperlunya. 7. Multimeter. 8. Dioda semikonduktor dan resistor. G. Prosedur praktikum. C1. Dioda Penyearah Setengah Gelombang Prosedur percobaan : Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.1 Atur range voltmeter digital pada skala 2 V atau voltmeter biasa pada range 1 V Hidupkan power supply Baca voltmeter dan catat penunjukannya, kemudian nyatakanlah apakah gelombang tersebut harga ratarata atau harga effektifnya. Bandingkan apakah tegangan keluaran hasil penyearahan berdasarkan pengukuran sesuai dengan hasil perhitungan. Buat hasil perhitungan dan pengukuran pada laporan praktikum. A K Dioda silikon 12 VAC 5 Hz 1K V Voltmeter Gambar 1.1 C.2. Dioda Psenyearah Setengah Gelombang dengan Kapasitor

7 Untuk mendapatkan suatu tegangan DC yang baik dimana bentuk tegangan hasil penyearahan adalah mendekati garis lurus maka tegangan keluaran dari suatu rangkaian penyearah seperti terlihat pada gambar 1.1 dihubungkan dengan suatu kapasitor secara paralel terhadap beban seperti pada gambar 1.2 dimana arus dari keluaran rangkaian penyearah selain akan melewati beban juga akan mengisi kapasitor sehingga pada saat tegangan hasil penyearahan mengalami penurunan maka kapasitor akan membuang muatannya kebeban dan tegangan beban akan tertahan sebelum mencapai nol. Hal ini dapat dijelaskan pada gambar berikut: Hasil penyearahan yang tidak ideal akan mengakibatkan adanya ripple seperti terlihat pada gambar diatas dimana tegangan ripple yang dihasilkan dapat ditentukan oleh persamaan berikut : Ripple (peak to peak) = Idc. (T / C) Dimana Idc dalam hal ini adalah tegangan keluaran dibagi dengan R beban. T adalah periode tegangan ripple (detik) dan C adalah nilai kapasitor (Farad) yang digunakan. Prosedur percobaan : Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.1 dan gunakan kapasitor dengan nilai 1 F Atur range voltmeter digital pada skala 2 V atau voltmeter biasa pada range 1 V Hidupkan power supply Baca voltmeter dan catat penunjukannya. Hitung nilai tegangan ripple dengan persamaan diatas Ganti kapasitor 1 F dengan 22 F, 1 F dan 47 F secara bergantian Ukur tegangan keluaran penyearahan dengan voltmeter dan hitung nilai tegangan ripple untuk masing masing nilai kapasitor. A K Dioda silikon 12 VAC 5 Hz C 1K V Voltmeter Gambar 1.2 C.3. Dioda Penyearah Gelombang Penuh Prosedur percobaan :

8 Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.3 Atur range voltmeter digital pada skala 2 V atau voltmeter biasa pada range 1 V Hidupkan power supplyqqd Baca voltmeter dan catat penunjukannya, kemudian nyatakanlah apakah gelombang tersebut harga ratarata atau harga effektifnya. Bandingkan apakah tegangan keluaran hasil penyearahan berdasarkan pengukuran sesuai dengan hasil perhitungan. Buat hasil perhitungan dan pengukuran pada laporan praktikum. 12 VAC 5 Hz 1K V Voltmeter Gambar 1.3 C.4. Penyearah Setengah Gelombang dengan Kapasitor Prosedur percobaan : Buatlah rangkaian seperti pada gambar 1.4 dan gunakan kapasitor dengan nilai 1 F Atur range voltmeter digital pada skala 2 V atau voltmeter biasa pada range 1 V Hidupkan power supply Baca voltmeter dan catat penunjukannya. Hitung nilai tegangan ripple dengan persamaan diatas Ganti kapasitor 1 F dengan 22 F, 1 F dan 47 F secara bergantian Ukur tegangan keluaran penyearahan dengan voltmeter dan hitung nilai tegangan ripple untuk masing masing nilai kapasitor.

9 12 VAC 5 Hz C 1K V Voltmeter Gambar 1.4 H. Tugas. 3. Bagamana cara kerja dari penyearah setengah gelombang, gelombang penuh dan penyearah jembatan. 4. Berikan penjelasan tentang tegangan ripple?

10 3. Dioda Zener I. Kompetensi dasar. Mahasiswa dapat : Agar mahasiswa dapat mengetahui karakteristik sebuah diode zener. Agar mahasiswa dapat menganalisa rangkaian forward dan reverse pada diode zener. J. Peralatan yang digunakan. 9. Logic circuit trainer. 1. Kabel seperlunya. 11. Multimeter dan osciloskop. 12. Dioda zener, kapasitor dan resistor. K. Prosedur praktikum. Dioda Zener (Rangkaian bias reverse) 1. Buatlah rangkaian reverse bias dengan membalik diode zener seperti gambar 3.1. Vcc 15V Vcc RVariabel 5% 1 R1 5Ω Iz 2. A 3 D1. V Vz Gambar 3.1. Rangkaian zener (bias reverse). 2. Lalu lakukanlah pengkuran tegangan pada dioda pada saat arus di dioda 1 ma, 5 ma, 1 ma, 15 ma, 2 ma, 25 ma, 3 ma, 35 ma, 4 ma. 3. Dari data hasil pengamatan, gambarkan kurva arus dioda terhadap tegangan dioda. L. Tugas. 5. Sebutkan apa saja fungsi dari dioda zener?

11 4. Regulasi Tegangan. M. Kompetensi dasar. Mahasiswa dapat : Mengetahui rangkaian catu daya teregulasi. N. Peralatan yang digunakan. 13. Logic circuit trainer. 14. Kabel seperlunya. 15. Multimeter dan osciloskop. 16. Dioda zener, kapasitor dan resistor. O. Prosedur praktikum. Rangkaian regulasi tegangan. 1. Buatlah rangkaian regulasi tegangan zener seperti gambar 1.1. XSC1 XFG1 A _ B _ Ext Trig _ 5 D2 D3 4 R2 1 6 D4 D5 C1 R1 D1 R3 Gambar 1.1. Rangkaian regulasi tegangan. 2. Aturlah di function generator untuk gelombang sinusoidal V = 1 sampai 5 Vpp bervariasi, frekuensi = 5 Hz, R1 = 1 Kohm, R2 = 5 ohm dan R3 = 1 Kohm. Cp = 1 uf.

12 3. Ukur dan catat tegangan input yang terukur pada multimeter, kemudian ukur dan catat pula tegangan ouput yang terukur pada multimeter. Serta frekuensi input dan frekuensi output (common A dan common B). 4. Gambarkan bentuk gelombang input dan gelombang output (common A dan common B) dari hasil pengamatan anda di osciloskop. 5. Dari gelombang yang anda amati, catat berapa tegangan yang terukur pada input dan output berdasarkan perhitungan. P. Tugas. 6. Buatlah rangkaian catu daya yang teregulasi menggunakan IC Regulasi!.

13 5. TRANSISTOR A. Tujuan Percobaan : Mempelajari dan mengetahui karakteristik transistor NPN dan menyelidiki parameternya Mempelajari dan mengetahui fungsi transistor sebagai switching (saklar) B. Alat yang digunakan 1. Modul praktikum untuk transistor 2. Power supply 3. Multimeter C. Pendahuluan Transistor merupakan gabungan antara dua jenis dioda jenis NP dan PN atau jenis PN dengan NP. Karena itulah, sebuah transistor sama seperti halnya dua buah dioda yang dihubungkan. Transistor memiliki dua sambungan (junction), yaitu sambungan basis dengan emitter dan basis dengan kolektor. Basis, emitor dan kolektor adalah tiga buah elektroda yang ada pada sebuah transistor. Emitor N P N kolektor Emitor P N P kolektor basis basis (a) (b) Gambar 3.1 Tiga daerah transistor (a) Transistor NPN (b) Transistor PNP Melihat gambar 3.1 diatas maka secara umum ada dua jenis transistor, yaitu transistor jenis NPN dan transistor jenis PNP. Gambar 3.2 memperlihatkan lambang dari kedua jenis transistor tersebut. C C B B E (a) E (b)

14 Gambar 3.2 (a) Simbol transistor NPN (b) Simbol transistor PNP Penggunaan yang paling umum dari sebuah transistor adalah transistor sebagai switching yang banyak digunakan pada rangkaian digital dan rangkaian elektronika daya, transistor sebagai sumber arus yang banyak digunakan pada rangkaian pencatu daya, dan transistor sebagai penguat yang banyak digunakan di rangkaian penguat sinyal pada system audio, video, dan intrumentasi. Agar transistor dapat difungsikan pada ketiga fungsi diatas adalah dengan mengoperasikan transistor tersebut pada titiktitik tertentu pada grafik garis beban dengan pemberian nilai arus basis tertentu yang diperlihatkan pada 3.3 IC Break down Vc / Rc saturasi ib 6 ib 5 Q ib 4 ib 3 cutoff ib 2 ib 1 ib= VCE Gambar 3.3. Grafik garis beban transistor D.1. Prosedur Percobaan untuk karakteristik Transfer Arus Maju Transistor NPN : Buatlah rangkaian seperti pada gambar V 1 K Ic 1 K Ib VCE Supply DC Variabel Gambar 3.4 Atur posisi supply DC variabel pada 4 volt (Vcc = 4V) Atur potensiometer 1 K dan amati bahwa kedua amperemeter menunjukkan adanya arus Cata harga Ib untuk Ic = A, 2 A, 4 A, 6 A dan 1 A Bandingkan harga Ic dan harga Ib yang diperoleh

15 Ulangi langkah tadi untuk harga Vcc = 2,5V dan 1,5V. Buat grafik Ib terhadap Ic untuk Vcc = 4V, Vcc = 2,5V dan Vcc = 1,5V. D.2.Prosedur Percobaan untuk karakteristik transistor sebagai swicthing Buatlah rangkaian seperti pada gambar V 1K 1 K Ic 1 K Ib VCE Supply DC Variabel Gambar 3.5 Atur supply DC variabel untuk tegangan keluaran 1 V Hitung terlebih dahulu berapa arus Ic apabila transistor menghantar (emiter dan kolektor transistor terhubung) Atur potensiometer untuk memberikan perubahan pada arus basis Amati dan catat perubahan arus Ic dan VCE terhadap perubahan arus Ib hingga arus Ic mencapai mendekati arus Ic yang telah terlebih dahulu dihitung (saat transistor telah menghantar) Amati dan catat arus Ib pada saat transistor telah menghantar dimana nilai Ic terukur adalah mendekati Vcc/R Jelaskan dengan memberikan suatu persamaan tentang perihal yang terjadi pada perubahan arus Ic dan VCE terhadap perubahan arus Ib. D.3. Prosedur Percobaan untuk karakteristik perubahan Ic terhadap perubahan VCE dengan arus basis tetap Buatlah rangkaian seperti pada gambar 3.5 Atur potensiometer sehingga didapatkan arus Ib =

16 Atur posisi supply DC variabel dari posisi V,,1V,,2V,,3V,,4V,,5V,,6V,,7V,,8V, 1V, 1,5V, 2,5V, 3,5V Catat arus Ic untuk tiap perubahan tegangan VCE melalui pengaturan supply DC variabel Atur kembali potensiometer sehingga didapatkan arus Ib = A, 2 A, 4 A, 8 A, 1 A dan 2 A Atur posisi supply DC variabel dari posisi V,,1V,,2V,,3V,,4V,,5V,,6V,,7V,,8V, 1V, 1,5V, 2,5V, 3,5V dan 4Vuntuk tiap penentuan arus Ib tersebut Catat arus Ic untuk tiap perubahan tegangan VCE melalui pengaturan supply DC variabel dari tiap penentuan arus Ib Siapkan tabel berikut untuk tiap langkah diatas Ib = A Ib = 2 A Ib = 4 A Ib = 8 A Ib = 1 A Ib = 2 A VCE Ic VCE Ic VCE Ic VCE Ic VCE Ic VCE Ic V,1V V,1V V,1V V,1V V,1V V,1V,2V,2V,2V,2V,2V,2V,3V,3V,3V,3V,3V,3V,4V,4V,4V,4V,4V,4V,5V,5V,5V,5V,5V,5V,6V,6V,6V,6V,6V,6V,7V,7V,7V,7V,7V,7V,8V,8V,8V,8V,8V,8V 1V 1V 1V 1V 1V 1V 1,5V 1,5V 1,5V 1,5V 1,5V 1,5V 2,5V 2,5V 2,5V 2,5V 2,5V 2,5V 3,5V 3,5V 3,5V 3,5V 3,5V 3,5V 4V 4V 4V 4V 4V 4V Buatlah Grafik dari tabel yang telah anda isi diatas. Grafik yang anda buat akan menunjukkan tentang garis beban dari sebuah transistor

17 6. Transistor Sebagai Saklar. Q. Kompetensi dasar. Mahasiswa dapat : Mempelajari dan memahami fungsi transistor sebagai switching (saklar). Memahami rangkaian transistor hard satration, penggerak led bias basis dan penggerak led bias emitter. R. Peralatan yang digunakan. 17. Logic circuit trainer. 18. Kabel seperlunya. 19. Multimeter. 2. Power Supply. 21. Transistor FCS 914, resistor dan led. S. Prosedur praktikum. Hard saturation. 1. Buatlah rangkaian switching transistor seperti gambar 5.1 : Vcc 5V Vcc R2 1kΩ 2 Vbb 5V. A 1 Ic R3 5% Vbb 3 R1 1kΩ 5 Ib. A 4 Q1 2N393. V Vce Gambar 5.1. Rangkaian switching transistor.

18 2. Hitung terlebih dahulu berapa arus Ic apabila transistor menghantar (emiter dan kolektor transistor terhubung). 3. Atur Vbb untuk memberikan perubahan pada arus basis. 4. Amati dan catat perubahan arus Ic dan Vce terhadap perubahan arus Ib hingga arus Ic mencapai atau mendekati arus Ic yang telah terlebih dahulu dihitung (saat transistor telah menghantar). 5. Amati dan catat arus Ib pada saat transistor telah menghantar dimana nilai Ic terukur adalah mendekati Vcc/R. 6. Jelaskan dengan memberikan suatu persamaan tentang perihal yang terjadi pada perubahan arus Ic dan VCE terhadap perubahan arus Ib. Penggerak led berbias basis. 1. Rangkailah rangkaian ransistor seperti pada gambar 5.2. Vcc 5V Vcc R2 22Ω 2 LED1 Vbb 5V 5 R3 5% Vbb 3 R1 2.2kΩ 1 Q1 2N393 Gambar 5.2. Rangkaian led berbias basis. 2. Atur Vbb untuk memberikan perubahan pada arus basis. 3. Amati dan catat perubahan led dan tegangan Vce yang terjadi.

19 Penggerak led berbias emiter. 1. Rangkailah rangkaian ransistor seperti pada gambar 5.3. Vcc 6V Vcc LED1 R2 5% Vbb 5V Vbb 1 2 Q1 2N393 3 R1 22Ω Gambar 5.3. Rangkaian led berbias emitter. 2. Atur Vbb untuk memberikan perubahan pada arus basis. 3. Amati dan catat perbahan led dan tegangan Vce yang terjadi. T. Tugas. 1. Rancanglah sebuah rangkaian yang mengindikasikan bahwa sekering meledak untuk sebuah catu daya DC. Ketika sekering utuh, maka led hijau akan menyalah dan led merah mati yang menandakan semanya OK. Jika sekering meledak, maka led merah akan hidup dan led hijau mati.