laporan akhir modul 2 elektronika

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Download File  

1. Jurnal [Kembali]

1.    Fixed Bias

Tabel 4.1 Percobaan fixed bias

Parameter	Nilai Pengukuran
Vrb	0,012v
Vrc	0,115v
Vb	5,22v
Vc	5,23v
Vbe	5,24v
Vce	5,15v
Ib	0,51mA
Ic	0,05mA

 

Gelombang Input	Gelombang Output

2.    Emitter Stabillized Bias

Tabel 4.2 Percobaan emitter stabillized bias

Parameter	Nilai Pengukuran
Vrb	10,16V
Vrc	10,68V
Vre	1,543V
Vb	2,182V
Vc	1,714
Ve	1,548V
Vbe	2,185
Vce	165,7mV
Ib	1,02mA
Ic	1,08mA

 

Gelombang Input	Gelombang Output

3.    Self Bias

Tabel 4.3 Percobaan self bias

Parameter	Nilai Pengukuran
Vrc	0,809 V
Vrb	0,388 V
Vre	11,27 V
Vb	11,92 V
Vc	11,28 V
Ve	11,,27 V
Vbe	0,6 V
Vce	0,35 V
Ib	1,12mA
Ic	1,32mA

Gelombang Input	Gelombang Output

4.    Voltage Divider Bias

 

Tabel 4.4 Percobaan voltage divider bias

Parameter	Nilai Pengukuran
VR1 & VR2	3,78 V
Vrc	0,010 V
Vre	0,008 V
Vb	0,37 V
Vc	0,35 V
Ve	4,20 V
Vbe	0,79 V
Vce	0,48 V
Ib	0,025 mA
Ic	0,02 mA

 

Gelombang Input	Gelombang Output

5.    Power IC dengan Regulator 

Ic	Vin	Kapasitor	Resistor	Vout
7805	5 V	0,1uF (Ca)  1uF (Cb)	220 ohm	9,99 V
7809	9 V	0,1uF (Ca)  1uF (Cb)	220 ohm	10,05 V
7812	12 V	0,1uF (Ca)  1uF (Cb)	220 ohm	8,83 V

 

2. Prinsip Kerja [Kembali]

1. Fixed Bias

    Pertama, pada rangkaian fixed bias sebuah resistor basis (RB) dihubungkan langsung dari sumber catu daya VCC ke basis transistor sehingga basis menerima tegangan tetap dari VCC. Kedua, arus basis kira-kira dapat diperkirakan dengan rumus IB ≈ (VCC − VBE)/RB, di mana VBE sekitar 0,7 V untuk transistor silikon; arus kolektor kemudian kira-kira IC ≈ β·IB. Ketiga, karena nilai IB ditentukan oleh RB dan VCC saja, perubahan parameter transistor seperti β atau perubahan suhu menyebabkan perubahan besar pada IC dan perpindahan Q-point; oleh karena itu rangkaian ini kurang stabil. Keempat, keunggulan rangkaian ini adalah kesederhanaan dan sedikit komponen, sedangkan kelemahannya adalah sensitivitas tinggi terhadap variasi transistor dan suhu sehingga jarang dipakai bila diperlukan kestabilan.

2. Emitter Stabilized Bias (Bias dengan Resistor Emitter)

    Pertama, rangkaian emitter stabilized memasang resistor pada emitter (RE) sehingga emitter tidak langsung ke ground tetapi melalui RE. Kedua, ketika arus kolektor cenderung naik, arus emitter ikut naik sehingga tegangan emitter VE = IE·RE meningkat dan akibatnya VBE efektif (VB − VE) berkurang; pengurangan VBE ini menurunkan arus basis IB dan menahan kenaikan IC—itulah mekanisme umpan balik negatif. Ketiga, secara praktis arus dan tegangan kerja dapat didekati dengan IE ≈ (VB − VBE)/RE sehingga RE menstabilkan IE dan IC terhadap perubahan β dan suhu. Keempat, efek sampingnya adalah sebagian tegangan sinyal hilang di RE (pengurangan gain) sehingga sering dipasang juga kapasitor bypass pada RE untuk mengembalikan gain pada frekuensi sinyal.

3. Self Bias (Collector-Feedback Bias atau Bias Otomatis)

    Pertama, pada konfigurasi self bias terdapat resistor yang menghubungkan kolektor ke basis sehingga tegangan base bias bergantung pada tegangan kolektor. Kedua, bila IC meningkat maka tegangan pada kolektor VC turun (karena drop di RC menjadi lebih besar); penurunan VC itu menurunkan tegangan yang diberi ke basis sehingga IB menurun dan IC kembali turun — ini menghasilkan stabilisasi otomatis melalui feedback dari kolektor. Ketiga, mekanisme ini lebih stabil daripada fixed bias karena adanya feedback negatif, namun masih kurang stabil dibandingkan voltage divider bias karena basis masih dipengaruhi langsung oleh kondisi kolektor dan β transistor tetap memberi kontribusi pada variasi. Keempat, desain self bias relatif sederhana dan berguna bila ingin menambahkan stabilitas tanpa rangkaian pembagi tegangan yang lengkap.

4. Voltage Divider Bias (Bias Pembagi Tegangan)

    Pertama, metode ini membentuk pembagi tegangan dari dua resistor (R1 dan R2) antara VCC dan ground sehingga titik antara R1 dan R2 memberi tegangan basis VB yang hampir tetap menurut VB = VCC·R2/(R1+R2). Kedua, nilai VB menetapkan arus emitter dan kolektor melalui hubungan IE ≈ (VB − VBE)/RE sehingga IC ≈ IE (dengan IB kecil dibanding IE), sehingga titik kerja menjadi relatif independen dari β transistor. Ketiga, untuk memastikan VB tidak banyak berubah akibat arus basis, arus lewat jaringan pembagi biasanya dibuat beberapa kali lebih besar daripada IB (praktik umum: 5–10 kali IB), sehingga basis tidak “menarik” tegangan pembagi. Keempat, bila IC berubah karena suhu atau variasi β, perubahan VE melalui RE mengurangi atau meningkatkan VBE sehingga ada umpan balik negatif yang menahan pergeseran Q-point; kombinasi pembagi tegangan dan resistor emitter menjadikan metode ini paling stabil dan paling sering dipakai pada rangkaian amplifier.

5. Power IC dengan Regulator

    Pertama, tujuan utama power IC regulator adalah menjaga tegangan keluaran tetap konstan walaupun tegangan input atau arus beban berubah. Kedua, pada regulator linear prinsip kerjanya adalah memakai referensi tegangan internal dan sebuah amplifier kesalahan yang membandingkan tegangan keluaran dengan referensi; keluaran amplifier mengendalikan transistor pass seri sehingga tegangan keluar disetel dengan terus-menerus mengubah drop pada transistor tersebut. Ketiga, kelemahan regulator linear adalah efisiensi rendah karena selisih tegangan Vin−Vout diubah menjadi panas pada transistor pass, sehingga daya hilang sebanding dengan (Vin − Vout)·Iout. Keempat, pada switching regulator prinsipnya berbeda: transistor switching menyalakan dan mematikan dengan frekuensi tinggi dan duty cycle dikontrol oleh loop umpan balik; komponen seperti induktor dan kapasitor menyaring bentuk pulsa menjadi tegangan DC yang diinginkan sehingga efisiensi jauh lebih tinggi dan disipasi daya menjadi kecil. Kelima, regulator terpadu biasanya berisi rangkaian referensi tegangan, penguat kesalahan, elemen pass atau switch, dan jaringan umpan balik sehingga pengguna hanya perlu sedikit komponen eksternal; contoh IC yang umum dipakai adalah seri 78xx (regulator linear tetap) dan LM317 (linear yang bisa disetel), sedangkan pada switching ada IC controller buck, boost, atau buck-boost.

3. Video Percobaan [Kembali]

•  Fixed Bias

Emitter Stabilized Bias (Bias dengan Resistor Emitter)

Self Bias (Collector-Feedback Bias atau Bias Otomatis)

• Voltage Divider Bias (Bias Pembagi Tegangan)
  
  

•  Power IC dengan Regulator

• Penjelasan kondisi modul 2 nomor 8
  
  

4. Analisa[Kembali]

1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian self bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan.  

Jawab:

    Rangkaian self bias bekerja dengan memberikan umpan balik dari kolektor ke basis. Jika arus kolektor naik, tegangan kolektor turun sehingga menurunkan tegangan basis, dan arus basis berkurang. Mekanisme ini menstabilkan titik kerja transistor.

Perhitungan hasil pengukuran:

1. Tegangan basis–emitor:

$$V_{BE}=V_B-V_E=11,92-11,27=0,65\text{ V}$$

        Nilai ini sesuai dengan kondisi junction basis–emitor maju.

2. Tegangan kolektor–emitor:

$$V_{CE}=V_C-V_E=11,28-11,27=0,01\text{ V}$$

          Tabel mencatat 0,35 V, namun keduanya tetap menunjukkan nilai $V_{CE}$ kecil → indikasi                  saturasi.

3. Faktor penguatan arus:

$$\beta =\frac{I_C}{I_B}=\frac{1,32}{1,12}\approx 1,18$$

Nilai β ini jauh lebih kecil dari transistor normal (puluhan–ratusan).

Analisa: Dengan $V_{BE}$ ≈ 0,65 V (basis maju), $V_{CE}$ sangat kecil, dan β ≈ 1,2, maka transistor pada percobaan berada pada daerah saturasi, bukan daerah aktif linier. Artinya transistor tidak berfungsi sebagai penguat, melainkan lebih menyerupai saklar. Untuk menempatkan titik kerja di daerah aktif, nilai resistor basis perlu diperbesar atau resistor kolektor diperbesar agar $V_{CE}$ naik dan arus basis lebih terkendali.

2. Analisa prinsip kerja dari rangkaian voltage divider bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan.
Jawab:

Prinsip Kerja

    Rangkaian voltage divider bias seharusnya menghasilkan tegangan basis lebih besar sekitar 0,7 V dibanding emitor $(V_B = V_E + 0,7 \,V)$. Dengan kondisi ini, transistor bekerja di daerah aktif, sehingga $V_{CE}$ beberapa volt dan arus kolektor mengikuti penguatan arus dasar $(I_C = \beta I_B)$.

Analisa Hasil Pengukuran

• VB = 0,37 V dan VE = 4,20 V, sehingga $V_{BE} = VB - VE = -3,83 V$. Hasil tabel menunjukkan $V_{BE} = 0,79 V$, tetapi perbandingan VB dan VE tidak konsisten dengan teori. Seharusnya $VB$ sedikit lebih besar dari $VE$, namun di sini justru lebih kecil → transistor tidak bias maju.

• VC = 0,35 V lebih rendah daripada VE, menghasilkan $V_{CE} = 0,48 V$. Nilai ini terlalu kecil sehingga menunjukkan transistor berada di daerah saturasi.

• Arus $IB = 0,025 \,mA$ dan $IC = 0,02 \,mA$, menghasilkan $\beta = 0,8$, jauh lebih kecil dari karakteristik normal transistor.

Alasan Ketidaksesuaian

Hasil pengukuran tidak sesuai teori karena beberapa kemungkinan:

1. Kesalahan pemasangan komponen → misalnya polaritas transistor atau resistor pembagi terbalik, membuat basis tidak mendapat bias yang benar.

2. Kesalahan pengukuran → probe voltmeter salah titik referensi (ground) sehingga nilai VB dan VE tidak konsisten.

3. Kondisi transistor rusak atau lemah → sehingga tidak menunjukkan karakteristik normal (β sangat kecil).

4. Nilai resistor tidak sesuai desain → bisa menyebabkan tegangan basis terlalu kecil sehingga tidak cukup memberi bias maju pada emitor.

3. Analisa pengaruh variasi kapasitor dan resistor terhadap output pada rangkaian Power Supply dengan IC Regulator.

Jawab:

Prinsip Kerja

    IC regulator seri 78xx dirancang untuk menghasilkan tegangan keluaran tetap sesuai tipenya (7805 = 5 V, 7809 = 9 V, 7812 = 12 V). Pada rangkaian, kapasitor input (0,1 µF) digunakan untuk meredam gangguan frekuensi tinggi, sedangkan kapasitor output (1 µF) menjaga kestabilan tegangan dengan mengurangi ripple. Resistor 220 Ω berfungsi sebagai beban untuk menguji kestabilan regulator saat mengalirkan arus.

Hasil Pengukuran

• IC 7805 menghasilkan Vout = 9,99 V, jauh dari nilai nominal 5 V.

• IC 7809 menghasilkan Vout = 10,05 V, sedikit lebih tinggi dari nominal 9 V.

• IC 7812 menghasilkan Vout = 8,83 V, lebih rendah dari nominal 12 V.

Analisa

Secara teori, kapasitor yang dipasang seharusnya membuat output lebih halus dan stabil, serta resistor beban menjaga agar regulator tetap dalam kondisi kerja. Namun dari data terlihat hasil yang tidak sesuai spesifikasi. IC 7809 masih mendekati benar meskipun ada sedikit overshoot, sedangkan IC 7805 dan 7812 tidak sesuai sama sekali. Hal ini dapat disebabkan oleh:

1. Kesalahan pemasangan atau koneksi pada rangkaian.

2. Tegangan input yang tidak memenuhi kebutuhan minimum regulator.

3. Kondisi IC yang sudah tidak baik sehingga tidak mampu menstabilkan tegangan.

5. Download File[Kembali]

- Link Video Penjelasan Fixed Bias Click Here

- Link Video Penjelasan Emitter Stabillized Bias Click Here

- Link Video Penjelasan Self Bias Click Here

- Link Video Penjelasan Voltage Divider Bias 1 Click Here

- Link Video Penjelasan Voltage Divider Bias 2 Click Here

- Link Video Penjelasan Regulator Power Supply Click Here

- Link Video Penjelasan Kondisi 8 Modul 2 Transistor Click Here

- Link File Laporan Akhir Click Here