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