Laporan Elektronika Dasar 2 - Penguat Gandengan RC

PENGUAT GANDENGAN RC

A. Tujuan Praktikum

1. Menentukan nilai βdc transistor

2. Menyelidiki tanggapan amplitudo penguat gandengan RC

B. Dasar Teori

Berbagai komponen elektronika diciptakan oleh para ilmuwan sebagai penunjang bagi terciptanya suatu perangkat elektronika yang bermanfaat bagi kehidupan manusia. Komponen-komponen tersebut dari bahan semikonduktor dengan ukuran dan fungsi yang berbeda-beda sehingga lebih muda dalam memilih suatu fungsinya benar-benar sesuai dengan kebutuhan.

Perancangan elektronika merupakan sebuah pekerjaan yang semestinya dapat dikerjakan oleh orang-orang yang berkaitan dalam bidang elektro.

Gbr. Rangkaian gandengan RC

Sistem inverter mulai dibangun ketika sering terjadinya gangguan pada jalur listrik pada perang dunia ke-2 dimana saat itu penggunaannya masih pada instansi-instansi penting seperti rumah sakit, instansi pelayanan masyarakat dan instansi komunikasi yang penting.

Kemampuan sebuah inverter dapat menyuplai tenaga listrik semuanya tegantung dari besarnya kemampuan sebuah baterai dan jumlah beban yang akan menggunakan daya tersebut.

Rectifier-charger, pada bagian tersebut merupakan rangkaian yang umum sering dipakai pada penyearahan dan pengisian baterai. Namun rangkaian inilah yang menjadi titik berat sistem inverter. Pada prinsipnya blok rectifier-charger ini akan mensuplai daya yang dibutuhkan oleh inverter dalam kondisi terbeban penuh dan pada saat itu juga dapat mempertahankan muatan di dalam baterai back-up. Karakteristik baterai juga perlu diperhitungkan dalam desain rangkaian chargernya karena jika sebuah baterai diisi ulang dengan arus yang melebihi batasan kemampuan sebuah baterai dapat memperpendek umur baterai tersebut. Biasanya untuk arus pengisian sebuah baterai back-up inverter ini adalah 80 persen dari kondisi arus yang dikeluarkan oleh baterai back-up pada saat beban penuh (pada kondisi emergency, kondisi dimana suplai tenaga konvensional terganggu) (Suyanto, 2013: 104-105).

Transistor adalah komponen yang bekerja sebagai saklar (switch on/off) dan juga sebagai penguat (amplifier). Transistor bipolar adalah inovasi yang menggantikan transistor tabung (vacuum tube). Selain dimensi transistor bipolar yang relatif lebih kecil, disipasi dayanya juga lebih kecil sehingga dapat bekerja pada suhu yang lebih dingin (Ahmad Fali Oklias, 2007: 23).

Suatu contoh penguat dengan gandengan RC adalah penguat emitor ditanahkan seperti ditunjukkan gambar 9.1

Gambar 9.1 Penguat gandengan RC

Pada gambar 9.1 Cjc menyatakan kapasitansi dalam transistor yang timbul pada sambungan antara basis dan kolektor, oleh karena adaya daerah pengosongan pada sambungan p-n ini. Kapasitansi Cje menyatakan kapasitansi yang timbul pada smabunagn p-n antara basis dan emitor.

oleh karena pengaruh kapasitansi yang ada pada penguat, nilai penguatan tegangan Gv berubah dengan frekuensi. Grafik yang melukiskan bagaimana penguatan tegangan (biasanya dalam Db) berubah dengan frekuensi (biasanya dalam skala log) disebut tanggapan amplitude (Sutrisno, 1987:1)

Ada tiga bagaian daerah frekuensi pada rangkaian penguat yaitu sabagai berikut :

1. Daerah frekuensi tinggi

Untuk daerah frekuensi tinggi reaktansi Xc= kapasitansis seri mempunyai niali yang sangat kecil degan hambatan yang berhubungan dengan hambatan yang berhubungan dengan kapasitansi ini. Sehinnga hal ini dapat dianggap terhubung. Sebaliknya terjadi dengan kapsitansi parale seperti CJC dan CJE.

2. Pada frekuensi tengah

Pada frekusensi tengah, rekatansi (XC) = masih mempunyai reaktansi terlalu besar, oleh kerena Cdg dan Cgs mempunyai nilai dalam orde Pf (piko Farad)

3. Daerah frekuensi rendah

Pada frekuensi rendah, reaktansi (XC) mempunyai yang sama besar. Akibatnya kedua kapasitor ini dapat dibuat memeberikan frekuensi patah tanggapan amplitude pada nilai frekuensi amat rendah, seperti halnya transistor dwi kutub. Kapasitor C2 harus mempunyai nilai besar agar frekuensi patah pada tanggapan amplitude yang disebabkan oleh CE menjadi cukup rendah (Malvino, 1992: 98)

High frequency performance of CE amplifier:

1. The small –signal equivalent circuit

We now have the tools we need to analiyze the hight-frequency performance of an amplifier circuit . we choose the common emitter amplifier to ilustrate the techniques:

Now we use the hybrid-π equivalent for BJT and cpnstrud the small signal equivalent circuit for the amplifier:

2. High frequency performance

We can simply the circuit further by using a thevenin equivalent on the input side and by using assuming the effect of rµ to be negligible :

Note that the thevenin resistance RS= rπ//(Rx+(Rβ//Rs))

Recognizing that dominant high frequency pole accurs on the input side, we endeavor only calculate phi π. Thus we ignore the effect of Cµ on the outside , calculate the voltage gain and apply the miller effect on the input side only.

3. The CE Amplifier Magnitude Response

Finally we can estimate the entire bode magnitude response of an amplifier an example

Of this plot the lower and upper 3Db frequency of the most important as the determine the badwitch of the amplifier.

Where the letter approximation assumes that adjacent poles are for away. We have estimate that frequency response of only one amplifier configuration, the common emitter. The techniques though can be applied to any amplifier circuit (Zulinsky Bob, 2007; 189 – 192).

C. Alat dan komponen

1. AFG

2. CRO

3. Dc Power Supply

4. Bead Board dan kabel jumper

D. Prosedur kerja

1. Menyusun rangkaian seperti pada gambar

2. Melepas kaki basis dari transistor kemudian disambungkan dengan multimeter. Lalu ukur arus basis dan kemudian hubungkan lagi dengan rangkaian

3. Melepas kaki kolektor dari transistor kemudoan disambungkan dengan multimeter lalu ukur arus kolektor. Setelah itu tentukan nilai βdc dengan persamaan

4. Menghubungkan AFG pada input penguat. Lalu atur frequensi pada 100Hz dan atur tegangan input sehingga pada tegangan output tidak cacat atau terpotong.

5. Mengukur nilai Vi pada frekuensi 50Hz kemudian mengukur Vo

6. Mengulangi langkah 5 untuk frekuensi 100-500Hz

7. Menggambarkan kuva tanggapan amplitude masukan setiap frekuensi

E. Lembar Data

1. Data Pengamatan percobaan penguat gandengan RC

a. Menentukan

I_B= 0,11

I_C= 0,01

=0,09

b. Menyelidiki tanggapan amplitude

Tabel 1 data percobaan penguat gandengan RC

F	V_in	V_out
50 Hz	0,85 V	1,11 V
100 Hz	0,825 V	1,14 V
200 Hz	0,85 V	1,125 V
300 Hz	0,825 V	1,125 V
400 Hz	0,81 V	1,125 V
500 Hz	0,825 V	1,11 V

2. Grafik Percobaan

F. Pembahasan

Penguat gandengan RC merupakan penguat yang menggunakan kapasitor. Kapasitor tersebut merupakan beban. Pada praktikum kali ini kami menggunakan rangkaian penguat emitor ditanahkan. Penguat emitor ditanahkan merupakan salah satu contoh dari penguat gandengan RC.

Gambar rangkaiannya yaitu:

Gambar. Rangkaian penguat gandengan RC

Dari gambar di atas juga sudah dijelaskan komponen-komponen yang digunakan beserta nilai komponennya.

Kemudian setelah kami mengikuti prosedur yang digunakan, kami mendapatkan data percobaan pada hasil percobaan. Pada percobaan tersebut kami melakukan frekuensi yang berbeda-beda, dari 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz, 400 Hz, dan 500 Hz. Kemudian kami cari Vin dan Vout masing-masing dan kami bandingkan.

Sebelum mendapatkan itu tentu kami mengukur Bdc terlebih dahulu yaitu dengan cara mengukur Ib dan Ic, maka dari sana kita bisa mengukur Bdc, dengan persamaan:

Bdc = Ic/Ib

Dari pengukuran yang kami lakukan, kami merasa ada yang janggal, yaitu arus dari Ib lebih besar dari Ic sehingga Bdc sangat kecil, padahal Bdc haruslah besar tidak mungkin mengecil , jadi kami mengganggap ada kesalahan waktu mengukur Ic dan Ib.

Selanjutnya baru kita mengukur Vin, Vout dan frekuensi gelombang 50 Hz – 500 Hz. Didapatkan hubungan gelombang yaitu semakin kecil frekuensi maka jarak gelombang (terhadap fungsi x) semakin besar, jika frekuensi dinaikan maka gelombang akan semakin rapat.

Kemudian jika dihubungkan dengan Vpp dengan frekuensi tidak mempengaruhi Vpp. Jika digrafikkan yaitu:

Grafik. Vpp Vin terhadap f

Kemudian grafik Vpp Vout terhadap f

Grafik. Vpp Vout terhadap f

Dari grafik di atas jelas frekuensi tidak mempengaruhi tinggi dari Vpp.

Setelah itu kita cari Vin dan Vout dari tinggi gelombang yang dihasilkan yaitu menggunakan persamaan.

Vin = Vout = V = Vp/2

Vp = Vpp/√2

V = (Vpp/√2)/2

V = Vpp/√2.2

V = Vpp/ 2,8284

Setelah itu didapatkan Vin dan Vout seperti yang tertera pada tabel hasil percobaan. Vin dan Vout ini juga tidak dipengaruhi oleh frekuensi, dikarenakan Vpp juga tidak dipengaruhi oleh frekuensi.

Dalam mencari Vin dan Vout kami beranggapan sudah benar karena Vout yang kami hasilkan lebih besar dari pada Vin yang diberikan. Untuk Vcc pada percobaan ini sebesar 6 V. dengan Vout lebih besar dari Vin maka akan terjadi penguatan sebagaimana persamaan

Kv = Vo/Vi

Hanya pada percobaan untuk mencari Bdc yang patut dipertanyakan karena tidak sesuai dengan hasil yang diharapkan, kemungkinan ini disebabkan oleh banyak faktor, besar kemungkinan ketika kami mengangkat kaki basis atau kolektor menyebabkan rangkaian yang terputus atau terhubung dengan yang lain.

G. Kesimpulan

1. βdc dapat ditentukan dengan cara mebandingkan nilai Ic dan Ib

2. Tanggapan amplitude penguat gandengan RC dapat diselidiki dengan percobaan menghubungkan sinyal generator pada rangkaian yang telah dibuat sehingga dihasilkan nilai Vin dan Vout pada osiloskop.

H. Daftar Pustaka

Malvino.1992.Dasar-Dasar Elektronika. Jakarta : Ghalia Indonesia

Oklilah, Ahmad Fali. 2007. Elektronika Dasar. Palembang: Universitas Sriwijaya

Suyanto, M. 2013. Jurnal Teknologi Technocienta. Aplikasi Sistem Inverter 1 Fasa dengan Kapasitas Beban 1200 watt. Vol. 6. No. 1. Yogyakarta: AKPRND

Sutrisno. 1998. Elektronika Teori Dan Penerapannya Jilid 2. Bandung :ITB

Zukinsky, Bob. 1999. Introduction To Electronic United Stater. Technological University

LAMPIRAN

- Lampiran Hitung

1. Menetukan βdc

Ib = 0,11 A

Ic = 0.01 A

Βdc=