LAPORAN PENGUAT GANDENGAN DC ELDAS II

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 LATAR BELAKANG

Dalam praktek biasanya untuk memperoleh suatu penguatan yang cukup besar, dapat

dilakukan dengan menggandeng beberapa penguat atau biasa dikenal dengan penguat bertingkat. Untuk menjaga agar tegangan panjar (bias) pada suatu tahap tidak terganggu oleh tahap sebelum dan berikutnya, maka antara penguat-penguat tersebut dipisahkan dengan kapasitor. Rangkaian semacam ini lebih dikenal dengan penguat gandengan RC. Penguat gandengan RC hanya bekerja untuk isyarat AC.

Bila isyarat berupa arus/tegangan DC atau bolak-balik dengan frekuensi sangat rendah, maka diperlukan rangkaian penguat gandengan DC. Pada penguat ini, antara transistor yang satu dengan yang lainnya dihubungkan secara langsung. Ada beberapa cara untuk memperoleh penguat gandengan DC diantaranya adalah penguat diferensial dan penguat hubungan Darlington.

Penguat yang muthakhir tersusun sebagai rangkaian terpadu (integrated circuit- IC). Dengan IC memungkinkan kita untuk menyusun ribuan transistor ke dalam suatu permukaan silikon (chip) dengan luas hanya beberapa mm2. Satu hal yang menguntungkan dengan IC adalah dengan tanpa kapasitor, kita dapat menghasilkan penguat dengan frekuensi respon sampai mendekati DC.

Dalam banyak hal kita perlu menghubungkan satu transistor dengan transistor lain secara langsung yaitu apabila diinginkan penguatan arus besar untuk isyarat AC maupun DC. Selain itu penggandengan langsung antara dua transistor juga dilakukan untuk membuat rangkaian lebih sederhana, ringkas dan mempunyai titik operasi yang mantap yaitu tidak mudah berubah.

I.2 RUANG LINGKUP

            Pada percobaan penguat gandengan DC ini, memiliki beberapa pkok pembahasan seperti bagaimana menentukan titik pada untai penguat dimana perlu dilakukan pengukuran, bagaimana mengukur hilang tegangan pada penggandengan dua penguat, bagamana mengukur tanggapan amplitudopenguat, dan memahami kegunaan kapasitor decoupling.

I.3 TUJUAN PERCOBAAN

Adapun tujuan dari percobaan penguat gandengan  DC ini adalah:

1)      Menentukan titik pada untai penguat dimana perlu dilakukan pengukuran,

2)      Mengukur hilang tegangan pada penggandengan dua penguat,

3)      Mengukur tanggapan amplitudopenguat,

4)      Memahami kegunaan kapasitor decoupling.

I.4 WAKTU DAN TEMPAT PERCOBAAN

Percobaan  ini dilaksanakan pada hari rabu tanggal 04 April 2012, pada pukul 13.30-16.30 WITA. Percobaan ini berlangsung di laboratorium Elektronika Fisis Dasar , Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A.      Penguat Diferensial

Untuk mengerti bagaimana penguat diferensial bekerja, perlu kita pelajari keadaan panjar DC dari rangkaian dasarnya seperti ditunjukkan pada gambar 14.1. Masukan dapat diumpankan pada ujung-ujung basis B1 dan B2. Perbedaan (difference) isyarat pada kedua ujung inilah yang akan dikuatkan, sehingga kita menyebutnya sebagai penguat diferensial.

Cara menghitung keadaan panjar dari penguat tersebut tidak berbeda dengan pada penguat transistor tunggal. Dengan kedua basis ditanahkan seperti pada gambar di bawah, kita mempunyai

VE » -0,6 volt karena

VBE » -0,6 volt

dengan salah satu atau kedua transistor yang bekerja.

                                     

Permasalahannya adalah bagaimana membuat kedua transistor bekerja secara sama. Selama keduanya mempunyai tegangan basis yang sama (0 volt) dan tegangan emitor yang sama (~ -0,6 volt), keduanya mempunyai karakteristik yang identik. Khususnya, karena:

kita memerlukan transistor dengan harga Io yang hampir sama. Kenyataannya Io berharga sangat variatif untuk satu transistor ke transistor lainnya dan juga terhadap temperatur sehingga untuk mendapatkan pasanngan Io yang serasi terkadang menjadi masalah yang serius.

            Namun demikian saat dua transistor dibuat bertetangga pada rangkaian terintegrasi, maka mereka akan memiliki karakteristik dasar dan temperatur yang relative sama dan secara otomatis akan menjadi serasi. Salah satu ukuran keserasian tersebut adalah dengan melihat harga “tegangan offset masukan”, yaitu selisih antara kedua harga VBE, diperlukan untuk menjamin adanya kesamaan arus yang mengalir. Biasanya selisih ini berharga dari 50 mV – 5 mV.

Arus total yang melewati kedua emitor adalah:

             = (-0.6 – (-))/

karenanya untuk dua transistor yang identik kedua arus emitor adalah sebesar:

             = = / 2

Besarnya arus kolektor keduanya adalah hampir sama dengan harga arus emitor di atas, sehingga kedua tegangan kolektor adalah sebesar

             =   =  -  

B.       Penguat Dengan Dua Transistor Bergandengan Langsung

Agar penguat dapat bekerja dengan baik, yaitu mampu menghasilkan isyarat keluaran yang besar tanpa cacat, titik q haruslah di tengah tengah garis beban. Penguat dengan panjar seperti ini disebut penguat kelas A.

Karena kedua transistor berhubungan langsung, yaitu tanpa kapasito penyekat DC, maka tegangan panjar pada suhu transistor akan mempengaruhi tegangan panjar pada transistor yang lain. Agar transistopr  mendapat tegangan panjar kelas A, maka  (q) untuk adalah ½  . Sehingga tegangan emitor   juga berharga  –  (q) terhadap tanah. Arus emitor pada keadaan ini dapat dihitung dengan persamaan:

 (q) =

Tegangan basis untuk  adalah keluaran dari penguat  sehingga tegangan kolektor  berada satu  diatas emitor  , maka;

            ) = )  = ) – )

Arus kolektor  adalah:

             =

Dengan tegangan emitor adalah ( + ) terhadap tanah. Kemudian dengan basis  adalah:

C.      Penguat Pada Frekuensi Rendah

Pada daerah frekuensi tengah, untai setara parameter-h untuk rangkaian penguat dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Dari gambar di atas, jika 1/>> dan 1/>> ( + ), maka penguatan tegangan:

           

D.      Pengoperasian Modus Bersama (Common-mode Operation -CM)

Rangkaian pada gambar penguat differensial di atas memperlihatkan bahwa isyarat vi diumpankan pada kedua basis. Karena vi  dipakai bersama sebagai masukan, maka keadaan ini disebut masukan modus bersama.

                                

Gambar diatas merupakan pengoperasian modus bersama. Kita mungkin berharap sistem dapat memberikan keluaran beberapa ratus mV dengan masukan beberapa mV, tetapi kenyataanya tidak demikian. Tegangan emitor akan tetap sekitar 0,6 volt di bawah tegangan basis, sehingga tidak akan berharga terlalu jauh dari -0,6 V. Karenanya besarnya arus total adalah:

hanya akan sedikit berubah. Akibat adanya rangkaian yang simetri, dengan harga  yang identik pada kedua transistor, kedua arus emitor akan tetap berharga sekitar:                         

sehingga tegangan kolektor juga berubah sedikit. Selanjutnya besarnya penguatan dapat dihitung dengan menggunakan rangkaian setara.

E.        Pengoperasian Modus Diferensial (Differential-Mode Operation-DM)

Pada dasarnya pada pengoperasian ini, kedua masukan diberi tegangan yang besarnya berbeda. Pada gambar di bawah terlihat bahwa Gambar A menunjukkan kedua tegangan masukan besarnya sama tetapi berbeda tanda dan rangkaian setara untuk masukan isyarat- kecil, rangkaian ini diberikan pada gambar B. Dari gambar B terlihat bahwa:

                                  

                     Gambar A                                                             Gambar B

sehingga untuk transistor yang identik dimana

Didapat:

Karenanya:

Pada kondisi di atas, kita berharap bahwa kenaikan tegangan emitor karena masukan bada basis 1 dilawan oleh penurunan tegangan karena masukan pada basis 2. Dengan demikian setiap transistor mempunyai emitor yang ditanahkan (ac) dan bekerja secara terpisah sebagai penguat emitor-ditanahkan.

BAB III

METODELOGI PERCOBAAN

III.1 ALAT DAN BAHAN BESERTA FUNGSINYA

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu:

1.                  Catu daya berfungsi sebagai sumber tegangan arus searah.

2.                  Multimeter, digunakan untuk mengukur hambatan, arus dan tegangan

3.                  Papan PCB,digunakan sebagai wadah atau tempat memasang suatu rangkaian.

4.                  Kabel jumper, sebagai penghubung rangkaian jika letaknya jauh.

 

5.                  Transistor pnp atau npn, berfungsi sebagai saklar.

6.                  Sinyal generator, fungsinya untuk membangkitkan sinyal sebagai input pada osiloskop.

7.                  Osiloskop, fungsinya untuk menampilkan sinyal keluar dari rangkaian.

          

8.                  Resistor (sebagai hambatan) dan kapasitor (sebagai penyimpan muatan)

                      

III.2  PROSEDUR PERCOBAAN

Adapun prosedur percobaan yang pada praktikum ini yaitu:

1.                  Menyiapkan alat dan bahan, serta komponen-komponen yang diperlukan.

2.                  Mengkalibrasi multimeter terlebih dahulu untuk mengetahui apakah multimeter tersebut bekerja dengan baik.

3.                  Menghitung resistansi setiap resistor dengan melihat dari cincinnya, serta  menetukan kaki basis, emitor, dan kolektor pada transistor agar kaki transistor tidak salah tempat. Sehingga rangkaian tidak terjadi kesalahan.

4.                  Merangkai kompoene-komponen sesuai dengan rangkaian Penguat Dengan Dua Transistor Bergandengan Langsung seperti pada gambar di atas.

5.                  Mengukur tegangan kolektor pada , kemudian ,tegangan pada  dan  pada .

6.                  Menghitung jatuh tegangan isyarat sumber dengan menggunakan SG pada frekuensi tertentu

7.                  Mengukur tanggapan amplitudo penguat.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 HASIL

Hasil Rangkaian Penguat Gandengan DC tersebut adalah

           

IV.2 Pembahasan

            Rangkaian percobaan penguat gandengan DC ini, merupakan rangkaian dimana transistor dihubungkan secara langsung tanpa ada kapasitor yang mengantarainya. Rangkaian di atas menggunakan berbagai macam komponen aktif maupun pasif. Diantaranya adalah resistor dimana resistansinya dapat diketahui dari warna cincinnya, atau dengan menggunakan multimeter.

            Kita dapat menghitung  pada  dengan harga ½ dari tegangan sumbernya, agar transistor  mendapat tegangan panjar kelas A. Pada keadaan ini, tegangan emitor pada juga berharga  – (q) terhadap tanah.

BAB V

PENUTUP

V. 1 Kesimpulan

            Setelah melakukan percobaan di atas, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan, diantaranya:

1.                  Tegangan panjar pada suhu transistor akan mempengaruhi tegangan panjar pada transistor yang lain, hal ini disebabkan karena kedua transistor berhubungan langsung yaitu tanpa kapasitor penyekat DC,

2.                  Harga () pada rangkaian tersebut adalah ½ dari harga tegangan input nya.

3.                  Arus kolektor pada  dapat dihitung dengan persamaan

 =

4.                 Sedangkan arus emitor dapat ditentukan dengan persamaan:

 (q) =

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 sedang berlansung praktikum, sebaiknya masalah lain jangan dibawa masuk karena akan berdampak pada praktikan

·        Kalau adakan respon, sebaiknya waktunya disesuaikan dengan soal yang diberikan.

LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA FISIS DASAR I

“PENGUAT       GANDENGAN DC”

                                        OLEH

                           ADRIADIPA SAIDIN T

                                      H21110008

                                         KEL. II

                        ASISTEN: FAKHRUDDIN

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2012

DAFTAR PUSTAKA

Reka, S. Rio, 1999, Fisika dan teknologi semikonduktor, PT. Pradnya Paramita; Jakarta.

Dwihono, 1996, Rangkaian Elektronika Analog, PT.Elax Media; Jakarta.