LAPORAN EMITER DITANAHKAN

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA FISIS DASAR I “PENGUAT EMITOR DITANAHKAN” OLEH ADRIADIPA SAIDIN T H21110008 KEL. I ASISTEN: YULIANTI JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN 2011 BAB I PENDAHULUAN I.1 LATAR BELAKANG Sesuai dengan namanya, penguat emitter ditanahkan (common emiter), memiliki kaki emitor dari transistor bipolar dalam rangkaian penguat dihubungkan dengan tanah (ground AC). Basis emitor berada dalam keadaan basis maju. Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya. Transistor merupakan komponen elrktronika yang berfungsi sebagai penguat arus, stabilisasi, penyaklaran, dll.Dalam adaptor transistor berfungsi sebagai stabilizer, untuk penyetabil arus yang keluar dari blok filter. Pada umumnya transistor dibagi dua yaitu transistor PNP dan transistor NPN. Dan dari pembagian ini akan di klasifikasikan lagi tergantung jenis jenis transistor tersebut. Untuk lebih jelasnya mengenai jenis-jenis transistor dapat dilihat pada bab pembahasan. I.2 RUANG LINGKUP Adapun yang akan dibahas atau ruang lingkup dari percobaan penguat emitor ditanahkan ini diantaranya adalah menghitung h_fe dan h_oe dari kurva karakteristik keluaran transistor, bagaimana untuk mengerti cara kerja rangkaian common emitor dan membuatnya bekerja sebagai penguat, bagaimana membuat transistor bekerja dengan titik q di tengah garis beban pada daerah saturasi, pada cut-off, bagaimana menjelaskan bentuk-bentuk isyarat keluaran saat transistor bekerja pada titik operasi yang bersangkutan, bagaimana cara mengukur hambatan keluaran penguat, serta bagaimana cara mengukur tanggapan amplitude penguat. I.3 TUJUAN PERCOBAAN Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan memiliki kemampuan sebagai berikut : Menghitung hfe dan hoc dari kurva karakteristik keluaran transistor Mengerti cara kerja rangkaian common emiter, dan membuatnya bekerja sebagai penguat Membuat transistor bekerja dengan titik –q di tengah garis beban, pada daerah saturasi, pada cut-off, serta menjelaskan bentuk-bentuk isyarat keluaran saat transistor bekerja pada titik operasi yang bersangkuan Mengukur hambatan masukan dan hambatan keluaran penguat Mengukur tanggapan amplitudo penguat 1.4 WAKTU DAN TEMPAT PERCOBAAN Percobaan ini dilaksanakan pada hari senin tanggal 24 oktober 2011, tepatnya pada pukul 13.00-16.00 WITA. Percobaan ini berlangsung di Laboratorium Elektronika Fisis Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter) Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektot (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor. CARA KERJA SEMIKONDUKTOR Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik. Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas. Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk. Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon. Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole). Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya. CARA KERJA TRANSISTOR Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut. Jenis-jenis transistor PNP P-channel NPN N-channel BJT JFET Simbol Transistor dari Berbagai Tipe Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori: Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain BJT BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT. FET FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input. FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode. BAB III METODOLOGI PERCOBAAN III.1 ALAT DAN BAHAN Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini adalah, sebagai berikut: 1. Multimeter , digunakan untuk mengukur hambatan, tegangan dan arus. 2. Osiloskop , digunakan untuk mengukur dan menampilkan tegangan sinusoidal 3. Catu daya , digunakan sebagai sumber tegangan listrik 4. Signal generator, digunakan untuk menentukan frekuensi . 5. Kabel Jamper berfungsi sebagai alat penghubung suatu rangkaian. Transistor berfungsi sebagai penguat tegangan dan penguat arus. Papan PCB berfungsi sebagai tempat untuk membuat suatu rangkaian. Resistor berfungsi sebagai komponen pasif yang dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu. Kapasitor berfungsi untuk penyimpan muatan 10 Potensiometer , berfungsi untuk menghambat arus III.2 PROSEDUR PERCOBAAN Adapun prosedur percobaan yang pada praktikum ini yaitu: Menyiapkan alat dan bahan, serta komponen-komponen yang diperlukan. Mengkalibrasi multimeter terlebih dahulu untuk mengetahui apakah multimeter tersebut bekerja dengan baik. Menghitung resistansi setiap resistor dengan melihat dari cincinnya, serta menetukan menetukan kaki basis, emitor, dan kolektor pada transistor agar kaki transistor tidak salah tempat. Sehingga rangkaian tidak terjadi kesalahan. Merangkai kompoene-komponen sesuai dengan rangkaian yang sudah disiapkan dalam buku penuntun. Mengukur IC,VEE, dan IB dengan menggunakan multimeter. Mengukur tegangan keluaran keluaran V0 dan isyarat masukan Vi dengan osiloskop. Mengukur hambatan masukan penguat dan mengukur impedansi keluaran pembangkit isyarat terlebih dahulu. Mengukur keluaran penguat BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN IV.1 HASIL IV.1.1 Hasil Rangkaian Transistor Tabel Data NO Warna Cincing Resistor Resistansi Pengukuran 1 Biru, Abu-abu, hitam, Emas 680±5% Ω 2 Merah, Ungu, Orange, Emas 27 × 〖10〗^(3 )± 5 Ω = 27 KΩ 3 Coklat, Hitam, Kuning, Emas 10 × 〖10〗^(4 )± 5 Ω= 100 KΩ 4 Hijau, Biru, Kuning, Emas 56 × 〖10〗^(4 )± 5 Ω= 560 KΩ 5 Coklat, Merah, Orange, Emas 12 × 〖10〗^(3 )± 5 Ω= 12 KΩ Pada osiloskop : Voutput = 5,2 volt Vinput = 2 volt Diketahui: f= 12 Hz, IC = 14 µA IB = 0,2 µA VCC = 13 volt VCE = 6 volt VEE = 7 volt IV.1.2 Pengolahan Data Hfe = I_C/I_B = (14 × 〖10〗^(-6) A)/(0,2 × 〖10〗^(-3 A) ) = 70× 〖10〗^(-3) Hoe = I_C/V_CE = (14 × 〖10〗^(-6) A)/(6 volt) = 2,3× 〖10〗^(-6) A = V_out/V_in = (5,2 volt)/(2 volt) = 2,6 IV.2 Pembahasan Hasil dari percobaan ini dapat dilihat secara jelas pada table hasil pengamatan di atas. Dimana setiap resistor yang digunaakn memiliki resistansi yang berbeda-beda. Reistansi suatu resistor dapat dilihat nilainya berdasarkan pada warna cincinnya, dimana nilai dari setiap warna resistor sebagai berikut: Hitam (0), Cokelat (1), Merah (2), Orange (3), Kuning (4), Hijau (5), Biru (6), Ungu (7), Abu-abu (8), Putih (9). Dan untuk warna emas pada cincin ke 4 memiliki toleransi 5%. Dari hasil rangkaian di atas dapat dihitung nilai Ic dengan cara menghubungkan rangkaian dengan multimeter dan catu daya, dimana pada kaki resistansi dihubungkan dengan arus positif dan kolektor dengan arus negatif. Dan besar Ib dapat dihitung dengan cara yang sama, tetapi bedanya pada Ib, arus positif dihubungkan dengankapasitor dan arus negative dihubungkan dengan basis. Sedangkan untuk mendapatkan nilai VEE dilakukan dengan cara yang sama pula dengan kedua cara di atas, tetapi yang membedakannya adalah arus positifnya dihubungkan dengan emitor dan arus negatinya dihubunkan dengan ground. Adapun berdasarkan isyarat masukan terlihat jika tegangan yang masuk pada rangkaian besar , maka tanggapan amplitudo yang keluar kecil. Sedangkan jika isyarat keluaran besar maka amplitude juga akan semakin besar. BAB V PENUTUP V. 1 Kesimpulan Setelah melakukan percobaan ini dapat disimpulkan bahwa : Hfe dan hoe dapat dicari dengan menggunakan rumus berikut : hfe = I_C/I_B dan hoe = I_C/V_CE Semakin besar tegangan yang masuk pada suatu rangkaian, makatanggapan amplitudonya semakin kecil, dan begitu pula sebaliknya. Dan jika tegangan yang keluar kecil maka tanggapan amplitudo pada rangkaian juga kecil. Ini dapat dilihat dari persamaan: A = V_out/V_in V. 2 Saran V.2. 1 Saran untuk laboraturium Sebaiknya alat dan bahan di laboraturium diganti karena sudah banyak alat dan bahan yang tidak layak digunakan, agar hasil praktikum lebih akurat . Ruangannya masih terlalu kecil dan panas V.2. 2 saran untuk asisten Cara menjelaskan sudah bagus, penguasaan materi juga sudah bagus tapi apabila memberi respon sebaiknya jangan terlalu banyak karena waktu yg diberikan bgitu singkat. Jangan terlalu sering kasih mines praktikan, supaya nilai yang dikumpulkan memuaskan. DAFTAR PUSTAKA Anonim. "http://id.google.org/penguat emiter ditanahkan ",download tanggal 25 Oktober 2011 Anonim. "http://id.osun.org/wiki/transistor ", download tanggal 25 Oktober 2011 Arifin H. 2011. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar 1. Makassar : Universitas Hasanuddin. Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapannya 1. Bandung : Penerbit ITB.