BAHAN AJAR MATA KULIAH ELEKTRONIKA ANALOG DISUSUN OLEH : ALFITH, S.Pd, M.Pd JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK D III FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI PADANG 2013
SATUAN AARA PERKULIAHAN Mata Kuliah : Elektronika Analog Kode Matakuliah : EED 3222 SKS : 2 Waktu Pertemuan : 2 x 50 menit Pertemuan Ke : 1 A. Tujuan Instruksional 1. Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika. 2. Khusus Setelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat mengetahui pokok pembahasan mata kuliah Elektronika Analog dan Aplikasinya pada Perancangan Elektronika B. Pokok Bahasan : PENDAHULUAN. Subpokok Bahasan 1. TIU (Tujuan Instruksional Umum) 2. Relevansi 3. Penjelasan kontrak kuliah 4. Prinsip dan Prosedur perkuliahan 5. Penjelasan tugas dan ujian 6. Penjelasan penilaian 7. Pendahuluan tentang Transistor Efek Medan D. Kegiatan Belajar Mengajar Tahap Kegiatan Pengajar Kegiatan Mahasiswa Media & Alat Pengajaran 1 2 3 4 Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-1 Memperhatikan Penyajian 1. Menerangkan peranan 1. Memperhatikan elektronika analog dalam desain 2. Mencatat elektronika 3. Menjawab 2. Menuliskan silabus atau materi kuliah disertai ulasan dan pertanyaan 1. Infocus 2. Papan Tulis
penjelasan singkat dari tiap-tiap materi yang akan disampaikan beserta referensi yang digunakan 3. Mejelaskan sistem penilaian akhir dari matakuliah tersebut 4. Memberikan pertanyaan Penutup Menjelaskan : 1. Mereview kembali pokok-pokok yang dijelaskan 2. Memberi kesempatan bertanya 3. Meminta komentar mahasiswa 4. Memberi tahu rencana kuliah yang akan dating Memperhatikan 1. Infocus 2. Papan Tulis E. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPBM) Pokok Minggu Bahasan Ke - (Topik) I Pendahuluan 1. TIU 2. Relevansi 3. Penjelasan Kontrak Kuliah 4. Prinsip dan prosedur perkuliahan 5. Penjelasan tugas dan ujian 6. Penjelasan penilaian 7. Pendahuluan tentang Transistor Efek medan Substansi Metode Media eramah, Diskusi, Tugas LD, Laptop, White Board F. Evaluasi Latihan soal pengenalan contoh aplikasi rangkaian elektronika soal 1: Transistor pada gambar di atas mempunyai β = 100 dan v BE = 0,7 V pada i =1mA. Rancanglah rangkaian sehingga arus 2 ma mengalir melalui collector dan tegangan pada collector = +5 V.
Jawab soal 1: V = 5 V BJ reverse bias BJT pada mode aktif V = 5 V V R = 15 5 = 10 V I = 2 ma R = 5 kω v BE = 0,7 V pada i = 1 ma harga v BE pada i = 2 ma: 2 V BE 0,7 ln 0,717 V 1 V B = 0 V V E = -0,717 V β = 100 α = 100/101 =0,99 I E I 2 0,99 2,02 ma Harga R E diperoleh dari: VE 15 RE I E 0,717 15 7,07 k 2,02 Soal 2: Sebuah rangkaian E menggunakan sebuah BJT yang mempunyai I S = 10-15 A, sebuah resistansi collector R = 6,8 kω dan catu daya V = 10 V. a) Tentukan harga tegangan bias V BE yang diperlukan untuk mengoperasikan transistor pada V E = 3,2 V. Berapakah harga I nya? b) arilah penguatan tegangan A v pada titik bias. Jika sebuah sinyal masukan sinusoida dengan amplitudo 5 mv ditumpangkan pada V BE, carilah amplitudo sinyal keluaran sinusoida. c) arilah kenaikan positif v BE (di atas V BE ) yang mendorong transistor ke daerah jenuh, dimana v E = 0,3 V. d) arilah kenaikan negatif v BE yang mendorong transistor ke daerah 1% cut off (v O = 0,99 V ). Jawab: a) I V 10 3,2 1mA 6,8 110 V BE 3 V R 10 E e 15 V 690,8 mv BE V T b) V A V v V V 10 3,2 272 V/V 0,025 o T E 2720,005 1,36 V
c) Untuk v E = 0,3 V i 10 0,3 1,617 ma 6,8 Untuk menaikkan i dari 1 ma ke 1,617 ma, v BE harus dinaikkan: 1,617 v BE VT ln 1 12 mv d) Untuk v o = 0,99 V = 9,9 V 10 9,9 i 0,0147 ma 6,8 Untuk menurunkan i dari 1 ma ke 0,0147 ma, v BE harus diturunkan 0,0147 v BE VT ln 1 105,5 mv G. Referensi 1. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta 2. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta 3. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, 4. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta
SATUAN AARA PERKULIAHAN Mata Kuliah : Elektronika Analog Kode Matakuliah : EED 3222 SKS : 2 Waktu Pertemuan : 6 x 50 menit Pertemuan Ke : 2-4 A. Tujuan Instruksional 1. Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika. 2. Khusus Setelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan tentang JFET, D-MOSFET, dan E-MOSFET, mulai dari konstruksi, prinsip kerja, karakteristik transfer, dan output untuk ketiga keluarga FET tersebut. B. Pokok Bahasan : TRANSISTOR EFEK MEDAN. Subpokok Bahasan 1. Karakteristik Transfer JFET 2. Konstruksi dan karakeristik D-MOSFET 3. Konstruksi dan karakeristik E-MOSFET D. Kegiatan Belajar Mengajar Tahap Kegiatan Pengajar Kegiatan Mahasiswa Media & Alat Pengajaran 1 2 3 4 Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi Memperhatikan pertemuan ke-2, 3 dan ke-4 Penyajian 1. Menjelaskan tentang Karakteristik Transfer JFET 2. Menjelaskan tentang Konstruksi dan karakeristik D-MOSFET 3. Menjelaskan tentangkonstruksi dan karakeristik E-MOSFET Penutup 1. Menyimpulkan tentang Transistor Efek Medan 2. Memberi kesempatan bertanya 1. Memperhatikan 2. Mencatat 3. Menjawab pertanyaan 4. Ikut mengerjakan soal latihan 1. Memperhatikan 2. Mencatat soal 1. Infocus 2. Papan Tulis
3. Meminta komentar mahasiswa 4. Memberi tahu rencana kuliah yang akan datang 5. Memberi latihan soal/pr E. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPBM) Pokok Minggu Bahasan Ke - (Topik) II IV Transistor Efek Medan Substansi Metode Media 1. Karakteristik Transfer JFET 2. Konstruksi dan karakeristik D-MOSFET 3. Konstruksi dan karakeristik E-MOSFET eramah, Diskusi, Tugas LD, Laptop, White Board F. Evaluasi
G. Referensi 1. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta 2. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta 3. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB,
SATUAN AARA PERKULIAHAN Mata Kuliah : Elektronika Analog Kode Matakuliah : EED 3222 SKS : 2 Waktu Pertemuan : 6 x 50 menit Pertemuan Ke : 5-7 A. Tujuan Instruksional 1. Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika. 2. Khusus Setelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan tetang Bias Tetap. B. Pokok Bahasan : BIAS D FET. Subpokok Bahasan 1. Bias Tetap 2. Bias Sendiri (Self-Bias) 3. Bias pembagi tegangan D. Kegiatan Belajar Mengajar Tahap Kegiatan Pengajar Kegiatan Mahasiswa Media & Alat Pengajaran 1 2 3 4 Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-5, 6, dan 7 Memperhatikan Penyajian 1. Menjelaskan tentang Bias Tetap 1. Memperhatikan 2. Menjelaskan tentang Bias sendiri 2. Mencatat (Self-Bias) 3. Menjawab 3. Menjelaskan tentang Bias pertanyaan Pembagi Tegangan 4. Ikut mengerjakan Penutup 1. Menyimpulkan tentang Bias D FET 2. Memberi kesempatan bertanya 3. Meminta komentar mahasiswa soal latihan 1. Memperhatikan 2. Mencatat soal 1. Infocus 2. Papan Tulis
4. Memberi tahu rencana kuliah yang akan datang 5. Memberi latihan soal/pr E. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPBM) Pokok Minggu Bahasan Ke - (Topik) V - VII Bias D FET 1. Bias Tetap 2. Bias sendiri (Self-Bias) 3. Bias Pembagi Tegangan Substansi Metode Media eramah, Diskusi, Tugas LD, Laptop, White Board F. Evaluasi soal 1: Rancanglah rangkaian pada gambar berikut sehingga I E = 1 ma dengan catu daya V = +12V. Transistor mempunyai harga nominal β = 100. Jawab: Ikuti rule of thumb : ⅓ tegangan catu daya dialokasikan untuk tegangan pada R 2, ⅓ lainnya untuk tegangan pada R dan sisanya untuk simpangan sinyal pada collector. V B = +4 V (diperoleh dari 1/3 Vcc) V E = 4 V BE 3,3 V R E V I E E 3,3 3,3 k 1 Pilih arus pada pembagi tegangan = 0,1I E = 0,1 x 1 = 0,1 ma Abaikan arus base, jadi R R 1 1 2 R2 R R 2 12 0,1 V 120 k 4 V
Jadi R 2 = 40 kω dan R 1 = 80 kω Pada tahap ini, dapat dihitung I E yang lebih akurat dengan memperhatikan arus base yang tidak nol. I E Ternyata lebih kecil dari harga yang diinginkan. Untuk mengembalikan I E ke harga yang diinginkan kurangi harga R E dari 3,3 kω menjadi R E = 3 kω (harga pendekatan) yang akan menghasilkan I E = 1,01 ma 1 ma. Disain 2: 4 0,7 3,3( k) 101 80 // 40k 0,93 ma jika diinginkan untuk menarik arus yang lebih tinggi dari catu daya dan resistansi masukan penguat yang lebih kecil, kita dapat menggunakan arus pada pembagi tegangan sama dengan I E (yaitu 1 ma), maka R 1 = 8 kω dan R 2 = 4 kω 4 0,7 I E 0,99 1mA 3,3 0,027 Pada disain ini harga R E tidak perlu diganti, Jika Vc=1/3 (Vcc), maka Rc 12 V R I I R I E 0,991 0,99 ma 1mA 12 8 4 k 1 soal 2: Analisa penguat transistor pada gambar di bawah ini dan tentukan penguatan tegangannya. Asumsikan β = 100 Jawab
Gambar analisa Tentukan titik kerja. Asumsikan v i = 0. VBB VBE I B R BB 3 0,7 0,023 ma 100 I I B 1000,023 2,3 ma V V I R 10 2,3 3 3,1V Karena V B (+0,7 V) < V transistor bekerja pada mode aktif. Tentukan parameter model sinyal kecil: VT 25 mv re 10,8 I 2,3 0,99 ma E g m I V T 2,3 ma 92 ma/v 25 mv r 100 1,09 k g 92 m Model rangkaian ekivalen terlihat pada gambar di bawah Perhatikan tidak ada sumber tegangan dc. Terminal rangkaian yang terhubung ke sebuah sumber tegangan dc yang konstan selalu dapat dianggap sebagai sinyal ground.
Gambar Model sinyal kecil v be vi r v i r R BB 1,09 0,011v i 101,09 v g v o m be R 920,011v 3 3,04v i i vo Av v i 3,04 V/V Tanda negatif menunjukkan pembalikan fasa. G. Referensi 1. oughlin, R.F., Driscoll, F.F., 1994, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linier, Erlangga, Jakarta 2. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta 3. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta 4. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, 5. Veer, J..M., et all, 1986, Rangkaian-rangkaian Penguat Elektronik, Binacipta, 6. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta
SATUAN AARA PERKULIAHAN Mata Kuliah : Elektronika Analog Kode Matakuliah : EED 3222 SKS : 2 Waktu Pertemuan : 6 x 50 menit Pertemuan Ke : 8 A. Tujuan Instruksional 1. Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika. 2. Khusus Setelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan tetang Bias Tetap. B. Pokok Bahasan : UJIAN TENGAH SEMESTER. Subpokok Bahasan 1. Transistor Efek Medan 2. Bias D FET D. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPBM) Pokok Minggu Bahasan Substansi Metode Media Ke - (Topik) VIII Mid Semester Ujian Tengah Semester E. Referensi 1. oughlin, R.F., Driscoll, F.F., 1994, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linier, Erlangga, Jakarta 2. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta 3. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta 4. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, 5. Veer, J..M., et all, 1986, Rangkaian-rangkaian Penguat Elektronik, Binacipta, 6. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta
SATUAN AARA PERKULIAHAN Mata Kuliah : Elektronika Analog Kode Matakuliah : EED 3222 SKS : 2 Waktu Pertemuan : 2 x 50 menit Pertemuan Ke : 9-11 A. Tujuan Instruksional 1. Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika. 2. Khusus Setelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan dan menganalisa penguat FET dalam tiga macam konfigurasi, yakni S, G, dan pengikut Source. B. Pokok Bahasan : PENGUAT FET. Subpokok Bahasan 1. Model Sinyal Kecil FET 2. Analisis Penguat S 3. Penguat S dengan RS 4. Rangkaian Pengikut Source 5. Penguat Gate Bersama (G) D. Kegiatan Belajar Mengajar Tahap Kegiatan Pengajar Kegiatan Mahasiswa Media & Alat Pengajaran 1 2 3 4 Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-9, 10 dan ke-11 Memperhatikan Penyajian 1. Menjelaskan tentang Model 1. Memperhatikan Sinyal Kecil FET 2. Mencatat 2. Menganalisis Penguat S 3. Menjawab 3. Menjelaskan tentang Penguat S pertanyaan dengan RS 4. Ikut mengerjakan 4. Menjelaskan tentang Rangkaian Pengikut Source soal latihan 1. Infocus 2. Papan Tulis
5. Menjelaskan tentang Penguat Gate Bersama (G) Penutup 1. Menyimpulkan konsep-konsep penguat FET 2. Memberi kesempatan bertanya 3. Meminta komentar mahasiswa 4. Memberi tahu rencana kuliah yang akan datang 5. Memberi latihan soal/pr 1. Memperhatikan 2. Mencatat soal E. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPBM) Pokok Minggu Bahasan Ke - (Topik) IX XI Penguat FET 1. Model Sinyal Kecil FET 2. Analisis Penguat S 3. Penguat S dengan RS 4. Rangkaian Pengikut Source 5. Penguat Gate Bersama (G) Substansi Metode Media eramah, Diskusi, Tugas LD, Laptop, White Board F. Evaluasi
G. Referensi 1. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta 2. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta 3. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, 4. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta
SATUAN AARA PERKULIAHAN Mata Kuliah : Elektronika Analog Kode Matakuliah : EED 3222 SKS : 2 Waktu Pertemuan : 2 x 50 menit Pertemuan Ke : 12-15 A. Tujuan Instruksional 1. Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika. 2. Khusus Setelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelas tentang penguat daya. B. Pokok Bahasan : PENGUAT DAYA. Subpokok Bahasan 1. Kelas Penguat 2. Penguat Daya Kelas A Beban Reisistor 3. Penguat Daya Kelas A Beban Trafo 4. Penguat Daya Push-Pull Kelas B 5. Penguat Daya Komple-menter D. Kegiatan Belajar Mengajar Tahap Kegiatan Pengajar Kegiatan Mahasiswa Media & Alat Pengajaran 1 2 3 4 Pendahuluan Menjelaskan cakupan materi pertemuan ke-12 sampai ke-15 Memperhatikan Penyajian 1. Menjelaskan tentang Kelas 1. Memperhatikan Penguat 2. Mencatat 2. Menjelaskan tentang Penguat 3. Menjawab Daya Kelas A Beban Reisistor pertanyaan 3. Menjelaskan tentang Penguat 4. Ikut mengerjakan Daya Kelas A Beban Trafo soal latihan 4. Menjelaskan tentang Penguat Daya Push-Pull Kelas B 1. Infocus 2. Papan Tulis
5. Menjelaskan tentang Penguat Daya Komplementer Penutup Menjelaskan : 1. Mereview kembali pokok-pokok yang dijelaskan 2. Memberi kesempatan bertanya 3. Meminta komentar mahasiswa 4. Memberi latihan soal/pr 1. Memperhatikan 2. Mencatat soal 1. Infocus 2. Papan Tulis E. RENANA KEGIATAN PEMBELAJARAN MINGGUAN (RKPBM) Pokok Minggu Bahasan Substansi Metode Media Ke - (Topik) XII XV Penguat Daya 1. Kelas Penguat 2. Penguat Daya Kelas A Beban Reisistor 3. Penguat Daya Kelas A Beban Trafo 4. Penguat Daya Push-Pull Kelas B 5. Penguat Daya Komplementer eramah, Diskusi, Tugas LD, Laptop, White Board F. Evaluasi Soal : a. Gambarkan Titik kerja penguat daya kelas A b. Gambarkan Titik kerja penguat daya kelas B Jawab : a.
b. G. Referensi 1. oughlin, R.F., Driscoll, F.F., 1994, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linier,Erlangga, Jakarta 2. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta 3. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta 4. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, 5. Veer, J..M., et all, 1996, Rangkaian-rangkaian Penguat Elektronik, Binacipta, 6. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta.
SATUAN AARA PERKULIAHAN Mata Kuliah : Elektronika Analog Kode Matakuliah : EED 3222 SKS : 2 Waktu Pertemuan : 2 x 45 menit Pertemuan Ke : 16 A. Tujuan Instruksional 1. Umum Setelah mengikuti mata kuliah ini mahasiswa akan mampu menjelaskan konsep berbagai analisa rangkaian elektronika melalui pemahaman konsep dasar elektronika. 2. Khusus Setelah mengikuti kuliah ini (pada akhir pertemuan) mahasiswa dapat menjelaskan tetang Bias Tetap. B. Pokok Bahasan : FINAL SEMESTER. Subpokok Bahasan 1. Penguat FET 2. Penguat Daya D. Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKPBM) Pokok Minggu Bahasan Ke - (Topik) Substansi Metode Media XVI Final Semester Ujian Akhir Semester E. Referensi 1. oughlin, R.F., Driscoll, F.F., 1994, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linier, Erlangga, Jakarta 2. Loveday, G., Intisari elektronika, Elex Media Komputindo, Jakarta 3. Malvino, A.P., 2003, Prinsip-prinsip elektronika, Jilid 1 dan 2, Salemba Teknika, Jakarta 4. Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Jilid 1 dan 2, Penerbit ITB, 5. Veer, J..M., et all, 1986, Rangkaian-rangkaian Penguat Elektronik, Binacipta, 6. Wasito, 1994, Vademekum Elektronika, Gramedia, Jakarta