TM 2 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR II PENGUAT KELAS A MENGGUNAKAN BIAS PEMBAGI TEGANGAN



Nama



: Arletta Maulin Heryan



NIM



: 205090701111005



Kelompok



: C-1



Tgl. Praktikum



: 25 Oktober 2021



Nama Asisten



: Dafa Nur Isa Wijaya



LABORATORIUM INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG



LEMBAR PENILAIAN PRAKTIKUM LAPORAN ELEKTRONIKA DASAR II PENGUAT KELAS A MENGGUNAKAN BIAS PEMBAGI TEGANGAN



Tanggal Masuk Laporan : _____________________________________________________ Pukul



: _____________________________________________________ Korektor



Asisten



...............................



............................... CO Asisten



......



Charissa Arik W Catatan: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ____________________________________ Tanggal Masuk Revisi : ______________________________________________________ Pukul



: ______________________________________________________



Nilai Sementara



Nilai Akhir



BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 TUJUAN Pada percobaan penguat kelas A menggunakan bias pembagi tegangan ini, tujuan yang ingin dicapai adalah dapat dilakukannya pengukuran, pengamatan dan dapat dipelajarinya karakteristik dari penguat kelas A yang menggunakan bias pembagi tegangan. 1.2 DASAR TEORI Rangkaian penguat kelas A umum diterapkan dalam skala sinyal kecil karena linieritasnya paling bagus, tetapi efisiensinya rendah. Operasi kelas A bekerja sepanjang 360° dari siklus sinyal AC sehingga memberikan linieritas yang bagus tetapi efisiensi yang dihasilkan rendah, dan maksimum hanya sampai 25%. Mengingat arus bias penguat terus mengalir sepanjang siklus, hamburan daya menjadi besar (A.D, Arianto, & Sriyanto, 2011). Penguat kelas A dengan system bias pembagi tegangan, setiap penguat mempunyai dua garis beban, yaitu garis beban DC dan garis beban AC. Garis beban DC diperoleh dari IC(sat) dan VCE(cut-off) di rangkaian ekivalen DC, sedangkan garis beban AC diperoleh dari IC(sat) dan VCE(cut-off) di rangkaian ekivalen AC. Sebuah penguat, jika penguatannya berlebih, maka akan terjadi kemungkinan sinyal output dari penguat tersebut akan terpotong puncaknya. Maka, pada penguat kelas A titik Q diatur agar tepat berada di tengah-tengah suatu garis beban agar output dari penguatan sinyal kelas A tidak terpotong. Rangkaian bias pembagi tegangan sering disebut dengan bias sendiri (self-bias). Penguat transistor pada umumnya lebih banyak menggunakan rangkaian bias jenis ini, karena stabilitasnya sangat baik. Rangkaian bias pembagi tegangan terdiri atas empat buah resistor, yaitu: R1, R2, RC dan RE. Resistor R1 akan menjamin bahwa persambungan kolektor-basis mendapatkan bias maju. Oleh karena itu, dengan adanya pembagi tegangan R1 dan R2 akan menjamin bahwa transistor dapat bekerja pada daerah aktif. RC sebagai resistansi beban kolektor, dan RE sebagai stabilisasi dc. Gambar 1.1 menunjukkan rangkaian penguat dengan bias pembagi tegangan.



Gambar 1.1 Rangkaian penguat dengan bias pembagi tegangan (Surjono, 2007). Rangkaian bias pembagi tegangan adalah rangkaian dari transistor dengan konfigurasi (CE). Pada konfigurasi ini, kaki Emitter di groundkan. Transistor yang digunakan dalam rangkaian bias pembagi tegangan adalah transistor NPN. Digunakan transistor NPN karena diperlukan arus yang mengalir dari kolektor ke emitter. Bentuk umum dari rangkaian bias pembagi tegangan adalah 2 buah resistor yang disusun parallel. Resistor pertama terhubung dengan VCC dan kaki basis transistor, dan resistor kedua terhubung dengan kaki basis transistor dan dihubung singkat dengan ground.



Gambar 1.2 Rangkaian Bias Pembagi Tegangan Pada rangkaian bias pembagi tegangan, arus yang lewat pada semua tahanan adalah sama. Tahanan dengan nilai yang lebih besar, maka penurunan nilai tegangan arusnya juga lebih besar. Agar rangkaian bias pembagi tegangan pada transistor dengan konfigurasi commonemittor stabil, arus prategangan basis pada transistor dapat diturunkan dari tegangan pada kolektor (Tooley, 2006).



Stabilitas rangkaian pembagi tegangan juga bisa didapatkan bila tagangan suplainya besar dan nilai β lebih besar. β adalah penguatan arus atau gain. agar didapatkan informasi mengenai stabilitas rangkaian, dapat digunakan garis beban DC. Garis beban DC adalah suatu grafik atau gambaran hubungan tegangan collector-emittor (VCE) dan arus collector (IC) yang dinyatakan dalam kumpulan titik-titik yang membentuk suatu garus kerja/garis beban. Terdapat 3 titik pada garis beban DC transistor, yaitu titik jenuh (saturasi), titik tenang, dan titik putus (cut-off). Stabilitas rangkaian yang baik biasanya ditandai dengan beradanya titik Q tepat di tengah-tengah garis beban DC. Jika titik Q terlalu ke atas dekat titik jenuh atau terlalu ke bawah dekat dengan titik cut-off, maka sinyal yang dikuatkan oleh transistor akan mengalami distorsi atau cacat (Amos & James, 2000).



Gambar 1.3 Garis Beban DC dan AC pada penguat CE (Surjono, 2007). Analisis DC rangkaian bias pembagi tegangan dimulai dengan menggambar kembali bagian input dari rangkaian pada gambar 1.1.



Gambar 1.4 Penggambaran kembali bagian input dari gambar 1.1 Jaringan input dari rangkaian gambar 1.4 diselesaikan dengan metode Thevenin, yaitu menggantinya dengan sebuah sumber tegangan VTH dan sebuah resistansi RTH. Hubungan antara VTH dan RTH adalah seri, sehingga diperoleh rangkaian ekivalen yang sederhana.



Dalam Analisa penguat transistor tegangan Thevenin (VTH) sering disebut dengan VBB dan resistansi Thevenin (RTH) sering disebut dengan RB.



Gambar 1.5 Rangkaian ekivalen Thevenin pada input transistor (Surjono, 2007)



BAB II METODOLOGI 2.1 Alat dan Bahan Pada praktikum ini, digunakan beberapa alat diantaranya adalah multimeter DC sebanyak 1 buah, amperemeter DC sebanyak 1 buah, signal generator sebanyak 1 buah, dan oscilloscope sebanyak 1 buah. Kemudian adapun beberapa komponen yang digunakan antara lain tahanan R1, tahanan R2, tahanan RC, tahanan RE, transistor Q1 2N3904 / Q1 N2222 / Q3 BC547 / Q4 C945 / Q5 BD139. 2.2 Tata Laksana Percobaan 2.2.1



Penerapan Sumber Tegangan (12 V) Pada Rangkaian Uji Saklar S2 dihubungkan. Pada voltmeter dipilih mode DC. Kaki (+) voltmeter dihubungkan ke titik A dan kaki (-) voltmeter ke titik D. Pada power supply, tegangan 12 V diterapkan. Selanjutnya tegangan yang terbaca pada voltmeter DC diperhatikan. Bila masih dirasa kurang dari 12 V, naikkan 1 step (atau turunkan 1 step) berkali-kali sampai dirasa cukup mendekati 12 V. setelah cukup mendekati, pastika tidak dilakukan perubahan tegangan kembali.



2.2.2



Pengukuran Tegangan VCE, Arus Basis dan Arus Kolektor Transistor Tegangan VCE transistor diukur dengan dihubungkannya kaki (+) voltmeter ke titik C dan kaki (-) voltmeter ke titik E. Kemudian arus IB (=I2) diukur dengan ditempatkannya amperemeter di posisi I2. Hasil pengukuran dibaca melalui amperemeter DC. Arus IC (=I3) diukur dengan ditempatkannya amperemeter di posisi I3. Hasil pengukuran dibaca melalui amperemeter DC.



2.2.3



Penerapan Sinyal ac pada Masukan Penguat dengan Amplitudo



0,01V(peak) Keluaran signal generator dihubungkan ke masukan rangkaian penguat dengan dihubungkannya saklar S1. Masukan oscilloscope channel 1 (CH1) dihubungkan ke titik X rangkaian penguat. Coupling DC dipilih pada CH1 & CH2 oscilloscope. Signal generator diatur agar menghasilkan sinyal ac berbentuk gelombang sinus, dengan amplitude 0,01 V(peak) dan frekuensi 1 kHz. 2.2.4



Pengukuran Tegangan ac di Basis Transistor Pastikan masukan CH1 oscilloscope terhubung ke titik X di rangkaian penguat. CH2 oscilloscope dihubungkan ke titik B di rangkaian penguat.



Volt/div untuk CH1 dan CH2 diatur dan time/div agar ditampilkan sinyal dengan jelas. Sinyal pada CH1 dan CH2 direkam. 2.2.5



Pengukuran Tegangan ac di Kolektor Transistor Pastikan masukan CH1 oscilloscope terhubung ke titik X di rangkaian penguat. CH2 oscilloscope dihubungkan ke titik C di rangkaian penguat. Volt/div diatur untuk CH1 dan CH2 dan time/div agar ditampilkan sinyal dengan jelas. Sinyal pada CH1 dan CH2 direkam.



2.2.6



Pengukuran Tegangan ac di Emitor Transistor Pastikan masukan CH1 oscilloscope terhubung ke titik X di rangkaian penguat. CH2 oscilloscope dihubungkan ke titik E di rangkaian penguat. Volt/div diatur untuk CH1 dan CH2 dan time/div agar ditampilkan sinyal dengan jelas. Sinyal pada CH1 dan CH2 direkam.



2.2.7



Pengukuran Tegangan ac di Keluaran Penguat Pastikan masukan CH1 oscilloscope terhubung ke titik X di rangkaian penguat. CH2 oscilloscope dihubungkan ke titik Y di rangkaian penguat. Volt/div diatur untuk CH1 dan CH2 dan time/div agar ditampilkan sinyal dengan jelas. Sinyal pada CH1 dan CH2 direkam.



2.2.8



Pengukuran Melibatkan Sinyal ac dengan Amplitudo 0.1 V(peak) Amplitudo keluaran signal generator diubah menjadi 0.1 V(peak), selanjutnya dilakukan pengukuran tegangan ac seperti yang telah dilakukan sebelumnya (sub-bab 1.4.4 sampai 1.4.7), yaitu dengan diukurnya tegangan ac di basis transistor, kolektor transistor, emitor transistor dan keluaran penguat. Pada tiap pengukuran pastikan pengaturan Volt/div dan Time/div disesuaikan agar sinyal terlihat dengan jelas. Pada tiap pengukuran, sinyal pada CH1 dan CH2 direkam.



2.2.9



Pengukuran Melibatkan Sinyal ac dengan Amplitudo 1 V(peak) Amplitudo keluaran signal generator diubah menjadi 1 V(peak), selanjutnya dilakukan pengukuran tegangan ac seperti yang telah dilakukan sebelumnya (sub-bab 1.4.4 sampai 1.4.7), yaitu dengan diukurnya tegangan ac di basis transistor, kolektor transistor, emitor transistor dan keluaran penguat. Pada tiap pengukuran pastikan pengaturan Volt/div dan Time/div disesuaikan



agar sinyal terlihat dengan jelas. Pada tiap pengukuran, sinyal pada CH1 dan CH2 direkam.



BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 DATA HASIL PERCOBAAN 3.2 PERHITUNGAN 3.3 GRAFIK (APABILA ADA) 3.4 PEMBAHASAN 3.4.1 ANALISA PROSEDUR 3.4.1.1 FUNGSI ALAT 3.4.1.2 FUNGSI PERLAKUAN 3.4.2 ANALISA HASIL



BAB IV PENUTUP 4.1 KESIMPULAN 4.2 SARAN



DAFTAR PUSTAKA



A.D, N., Arianto, R., & Sriyanto, B. (2011). Model Sistem Penguat Daya Audio Ragam Linier. Diponegoro University Institutional Repository. Amos, S., & James, M. (2000). Principles of Transistor Circuits Ninth Edition. Woburn: Newnes. Surjono, H. D. (2007). Elektronika Teori dan Penerapan. Jember: Penerbit Cerdas Ulet Kreatif. Tooley, M. (2006). Electronic Circuits Fundamentals and Applications Third Edition. Burlington: Elsevier Ltd.



LAMPIRAN