EL2008 Praktikum Teknik Elektro II - risa.dosen.ittelkom...

Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan InfLaboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatikaormatika

EL2008EL2008Praktikum Teknik Elektro IIPraktikum Teknik Elektro II

Karakteristik transistorKarakteristik transistor

DanDan

Rangkaian Bias TransistorRangkaian Bias Transistor


TujuanTujuan

•• Mengukur karakteristik IV transistorMengukur karakteristik IV transistor

•• Mengamati dan memilih titik kerja (DC) Mengamati dan memilih titik kerja (DC) transistor sebagai penguattransistor sebagai penguat

•• Mengamati pengarus penempatan titik Mengamati pengarus penempatan titik kerja pada sinyal ouput penguatkerja pada sinyal ouput penguat


Devais Devais ““IdealIdeal”” Tiga TerminalTiga Terminal

•• Aplikasi Linier Aplikasi Linier (Analog)(Analog)

•• Aplikasi DigitalAplikasi Digital

iO = k iI

iI

vO = r iI

iI +-

iO = gm vI

vI

-

+

vO = k vI

vI

-

++-

vI>0

-

+

vI<=0

-

+

iI<=0 iI>0


Mode Operasi TransistorMode Operasi Transistor

•• Mode CutMode Cut--offoffJunction BE reverse biasedJunction BE reverse biasedJunction BC reverse biasedJunction BC reverse biasedvvBEBE < 0, v< 0, vCBCB > 0> 0

•• Mode ActiveMode ActiveJunction BE forward biasedJunction BE forward biasedJunction BC reverse biasedJunction BC reverse biasedvvBEBE > 0, v> 0, vCBCB > 0> 0

•• Mode SaturasiMode SaturasiJunction BE forward biasedJunction BE forward biasedJunction BC forward biasedJunction BC forward biasedvvBEBE > 0, v> 0, vCBCB < 0< 0

•• Mode Reverse ActiveMode Reverse ActiveJunction BE reverse biasedJunction BE reverse biasedJunction BC forward biasedJunction BC forward biasedvvBEBE < 0, v< 0, vCBCB < 0< 0

N P N

Base EmitterCollector


Aplikasi TransistorAplikasi Transistor

•• Penguat linier iPenguat linier iCC=f(v=f(vBEBE))–– Mode aktifMode aktif

•• Saklar/ switch (dan rangkaian digital)Saklar/ switch (dan rangkaian digital)–– Mode cutMode cut--offoff

–– Mode saturasiMode saturasi

•• Rangkaian digital keadaan khususRangkaian digital keadaan khusus–– Mode reverse aktifMode reverse aktif


Karakteristik IV TransistorKarakteristik IV Transistor

•• Karakteristik iKarakteristik iCCeksponensial veksponensial vBEBE

iiCC = I= IS S exp(vexp(vBE BE /V/VT T ))

•• Karakteristik iKarakteristik iCCsebanding isebanding iBBiiC C = = β β iiBBiiC C = = α α iiEE iiBB

iiCC

iiEE

++

--vvBEBEmasalah! masalah!

β β = f(T)= f(T)

iC

vBE

0


Karakteristik IV Transistor AktifKarakteristik IV Transistor Aktif

•• Sebagai penguatSebagai penguat

•• Karakteristik inputKarakteristik inputiiBB = I= IS S //ββ exp(vexp(vBE BE /V/VT T ))

iB

vBE

0

iiBB

iiCC

iiEE

++

--vvBEBE


Karakteristik IV Transistor AktifKarakteristik IV Transistor Aktif

•• Karakteristik Karakteristik OutputOutputiiCC = i= iB B ββiiCC ≠≠ f(vf(vCECE))(setidaknya fungsi lemah)(setidaknya fungsi lemah)

iC

0

ActiveSaturasi

Cut-off vBE<0.7VvCE

IB1

IB2

IB3

IB4

IB5

IB1> IB2> IB3> IB4> IB5

iiBB

iiCC

iiEE

++

--vvBEBE


Karakteristik IV Transistor IdealKarakteristik IV Transistor IdealSebagai Saklar/Switch Sebagai Penguat

iC

0

OFFiC = 0, vCE bebas

vCE

ONvCE = 0

iC bebas

iC

vCE

iB1

iB2

iB3

iB4

iB50

Penguatan ArusiC = β iB, vCE bebas

iC = β iBiB


Aplikasi TransistorAplikasi Transistor

iC

0 vCE

iB1

iB2

iB3

iB4

iB5

iC

0 vCE

Sebagai Saklar/Switch Sebagai Penguat

Saturasi, S ON

Cut-Off, S OFF

Aktif, Penguat


Pengukuran Karakteristik Pengukuran Karakteristik TransistorTransistor

•• Pengukuran ideal plot Pengukuran ideal plot dengan dengan Curve TracerCurve Tracer–– Prinsip: memberikan Prinsip: memberikan

arus/tegangan step pada arus/tegangan step pada basebase--emitter dan emitter dan tegangan sweep pada tegangan sweep pada collectorcollector--emitter sambil emitter sambil mengukur arus collectormengukur arus collector

AvCE

TUT

iiBB

iiCC

iiEE

++

--vvBEBE

iiBB


Pengukuran Karakteristik Pengukuran Karakteristik TransistorTransistor

•• Pengukuran alternatif Pengukuran alternatif dengan dengan xyxy--recorder recorder atauatau oscillocopeoscillocope–– Prinsip: memberikan Prinsip: memberikan

arus/tegangan konstan arus/tegangan konstan pada basepada base--emitter dan emitter dan tegangan sweep pada tegangan sweep pada collectorcollector--emitter sambil emitter sambil mengukur arus collector mengukur arus collector yang dilewatkan pada yang dilewatkan pada resistorresistor

vCC

iiBB

iiCC

iiEE

++

--vvBEBE

vBB

vvCECE

++

--

vvRR

++

--

vvRR==--R iR iCC


Pemberian TeganganPemberian Tegangan

•• Tetapkan tegangan VTetapkan tegangan VBBBB dan atur Idan atur IBB pada pada nilai tertentu yang diinginkannilai tertentu yang diinginkan–– Dapat diatur dengan mengatur RDapat diatur dengan mengatur RBB dan dan

mengukur Imengukur IBB, atau, atau

–– Dengan mengatur VDengan mengatur VBBBB pada Rpada RBB tetaptetap

–– Cat: VCat: VBEBE 0,7V I0,7V IBB = (V= (VBBBB--0,7)/R0,7)/RBB

•• Tegangan VTegangan VCCCC sweep 0sweep 0--VVmaxmax (V(VCCCC >=0)>=0)


Percobaan (1) Karakteristik IVPercobaan (1) Karakteristik IV

•• VVBBBB dan Idan IBB diatur melalui diatur melalui RRB2B2 dengan Rdengan RCC konstan, konstan, ukur ukur IIBB, , IICC, , VVBEBE, , VVCECE

•• Untu menggambar kurva Untu menggambar kurva IV pastikan IIV pastikan ICC diukur diukur dengan Idengan IBB tetaptetap(>=9 nilai I(>=9 nilai ICC untuk 1 Iuntuk 1 IBB , , gunakan >= 5 Igunakan >= 5 IBB dan dan nilainya mencakup area nilainya mencakup area cutcut--off, linier, dan saturasioff, linier, dan saturasi

vCCiiBB

iiCC

iiEE

++

--vvBEBE

vvCECE

++

--

++

--VVRR

RB1

RB2

RC


Kurva IVKurva IV

IB1> IB2> IB3> IB4> IB5

iC

0

ActiveSaturasi

Cut-off vBE<0.7VvCE

IB1

IB2

IB3

IB4

IB5

iB

vBE

0


Hal yang perlu diperhatikanHal yang perlu diperhatikan

•• Pemberian arus dan tegangan, Pemberian arus dan tegangan, –– perkirakan tegangan maksimum dan arus perkirakan tegangan maksimum dan arus

maksimum secara umummaksimum secara umum

–– Perkirakan daya disipasi kolektorPerkirakan daya disipasi kolektor

–– Arus maksimum masuk pada baseArus maksimum masuk pada base


Transistor Aktif sebagai PenguatTransistor Aktif sebagai Penguat

•• Untuk aplikasi penguatUntuk aplikasi penguat

iiCC = i= iB B ββ

vvCE CE = V= VCCCC -- R iR iCC

iiBB iiCC

iiEE

++

--

++

--

VVCCCC

iC

0 vCE

iB2

iB1iB0

-iB1-iB2

iC

0

iBDengan Transistor “Ideal”arus basis tidak bergantungpada tegangan kolektor-emitor


Transistor Aktif sebagai PenguatTransistor Aktif sebagai Penguat

•• Untuk aplikasi penguat Untuk aplikasi penguat diinginkandiinginkan

iiCC = i= iB B ββ•• Untuk sinyal kecil dapat Untuk sinyal kecil dapat

dianggap linierdianggap linier–– Syarat masih dalam daerah Syarat masih dalam daerah

aktifaktif

•• Titik kerja (DC) tidak di Titik kerja (DC) tidak di origin 0 (0,0) ! origin 0 (0,0) ! pilih terbaik Q (Vpilih terbaik Q (VQQ, I, IQQ))

•• Untuk sinyal besar tidak linier!Untuk sinyal besar tidak linier!

iC

0

ActiveSaturasi

Cut-off

vCE

VQ

IQ


Bias Rangkaian PenguatBias Rangkaian Penguat

•• Titik kerja tidak mungkin di OriginTitik kerja tidak mungkin di OriginDiperlukan offset DC untuk menempatkan pada daerah Diperlukan offset DC untuk menempatkan pada daerah linierlinier

•• Sinyal ac harus ditumpangkan pada DC (dengan Sinyal ac harus ditumpangkan pada DC (dengan superposisi)superposisi)

•• Sinyal ditambahkan dengan menggunakan kapasitor Sinyal ditambahkan dengan menggunakan kapasitor kopling (coupling capacitor)kopling (coupling capacitor)

•• Sifat kapasitor, fungsi frekuensiSifat kapasitor, fungsi frekuensi–– Memblok arus DCMemblok arus DC

–– Meneruskan arus acMeneruskan arus ac


Pengaruh Titik Bias Q (VPengaruh Titik Bias Q (VQQ, I, IQQ))

•• Bila dekat daerah Bila dekat daerah saturasi, ketika arus base saturasi, ketika arus base naik kenaikan arus naik kenaikan arus kolektor tidak lagi kolektor tidak lagi sebanding arus basesebanding arus base

•• Bila dekat daerah cutBila dekat daerah cut--off, off, ketika arus base turun ketika arus base turun arus kolektor dapat arus kolektor dapat memasuki daerah cutmemasuki daerah cut--offoff

iC

0

vCE

VQ

IQ

VQ

IQ


Bias untuk Transistor AktifBias untuk Transistor Aktif

•• Memberikan sinyal DC Memberikan sinyal DC sesuai kebutuhansesuai kebutuhan

•• Terbaik: gunakan sumber Terbaik: gunakan sumber arusarus

iiBB

IICC

iiEE

iicc

iC

0

vCE

IC

VCE

iiCC = i= iBB ββ

iiCC = I= ICC++iicc

iiBBiiCC

IIEE

iiee

iiEE = I= IEE++iiee


Implementasi Rangkaian DiskritImplementasi Rangkaian Diskrit

•• Output arus kolektor Output arus kolektor diubah menjadi diubah menjadi tegangan dengan tegangan dengan resistor resistor (kadang langsung (kadang langsung sebagai beban)sebagai beban) iiBB

iiCC

iiEE

++

--

++

--

vvCE CE = V= VCCCC -- R iR iCC

VVCCCC


Rangkaian Bias dengan Beban RRangkaian Bias dengan Beban R

•• Arus IArus ICC ditentukan ditentukan dengan menentukan dengan menentukan arus Iarus IBB pada pada rangkaian baserangkaian base--emitteremitter

iC

0

vCE

IC

VCC

Slope -1/R

VCC/R

VCE

IB


Percobaan Titik BiasPercobaan Titik Bias

•• Percobaan dilakukan dengan memberikan sinyal input Percobaan dilakukan dengan memberikan sinyal input pada basis dan mengamati bentuk tegangan outputnya pada basis dan mengamati bentuk tegangan outputnya pada kolektorpada kolektor

•• Lakukan untuk input sinyal kecil (amplitudo <50 mV) titik Lakukan untuk input sinyal kecil (amplitudo <50 mV) titik kerja dekat saturasi, dekat cutkerja dekat saturasi, dekat cut--off dan daerah linier (catat off dan daerah linier (catat IIBB, I, ICC, V, VCECE, perhatikan letaknya pada kurva IV untuk , perhatikan letaknya pada kurva IV untuk meyakinkan letak titk kerja)meyakinkan letak titk kerja)

•• Lakukan untuk daerah linier dengan sinyal input besar Lakukan untuk daerah linier dengan sinyal input besar (amplitudo 0,1V atau lebih)(amplitudo 0,1V atau lebih)

•• Lakukan pengamatan tegangan output tanpa kapasitor Lakukan pengamatan tegangan output tanpa kapasitor kopling baik pada kit maupun osiloskopkopling baik pada kit maupun osiloskop

EL2008 Praktikum Teknik Elektro II - risa.dosen.ittelkom...

Documents

Transcript of EL2008 Praktikum Teknik Elektro II - risa.dosen.ittelkom...