Buku panduan praktikum elektronika dasar

32 views

32 pages

Copyright

© © All Rights Reserved

Share this document

Did you find this document useful?

0% found this document useful (0 votes)

32 views32 pages

Modul Praktikum Elektronika Dasar Yy

Jump to Page

You are on page 1of 32

You're Reading a Free Preview
Pages 8 to 19 are not shown in this preview.

You're Reading a Free Preview
Pages 24 to 29 are not shown in this preview.

Reward Your Curiosity

Everything you want to read.

Anytime. Anywhere. Any device.

No Commitment. Cancel anytime.

PENUNTUN PRAKTIKUM

Elektronika Dasar 1

Oleh :
Amzal Heri, S.Pd

KATA PENGANTAR

Ketersediaan Penuntun Praktikum Elektronika Dasar 1 untuk mahasiswa Jurusan Fisika
yang dapat digunakan secara menyeluruh di lingkungan Universitas Musamus masih
terbatas. Hal tersebut dicoba untuk diatasi dengan menyusun Penuntun Praktikum
Elektronika Dasar 1 yang digunakan sebagai acuan untuk melakukan praktikum di
lingkungan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Musamus.
Diharapkan Buku Penuntun Praktikum ini memberikan banyak manfaat, terutama kepada
mahasiswa yang memprogramkan matakuliah Elektronika Dasar 1. Disadari penuntun
Praktikum Elektronika Dasar 1 ini belum sempurna, untuk itu kiranya pengguna dapat
memberikan masukan yang bermanfaat untuk penyempurnaan.

Merauke, Agustus 2022
Penyusun

iii
ii

DAFTAR ISI

Halaman
SAMPUL ................................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .............................................................................................. ii
DAFTAR ISI............................................................................................................iii
TATA TERTIB LABORATORIUM ....................................................................... iv
Unit I : Arus Transien ............................................................................................... 1
Unit II : Karakteristik Dioda ..................................................................................... 8
Unit III : Karakteristik Transistor Bipolar ................................................................ 13
Unit IV : Karakteristik Transistor Efek Medan.........................................................18

iii
iii

TATA TERTIB PRAKTIKUM

1. Praktikan diwajibkan datang 10 menit sebelum praktikum dimulai,
2. Praktikan harus dapat menjaga etika dan sopan santun saat berada didalam

Laboratorium,
3. Praktikan diwajibkan untuk mengenakan jas lab atau catlepack saat

menjalankan praktikum,
4. Alat dan bahan praktikum dapat dipergunakan apabila mendapat izin dari

penanggung jawab peralatan,
5. Semua warga laboratorium diharapkan untuk menjaga kegunaan dari alat

dan bahan praktikum,
6. Praktikan diharapkan untuk tidak mengaktifkan handphone saat praktikum

sedang berlangsung,
7. Menjaga keamanan dan keselamatan saat praktikum,
8. Praktikan wajib memahami dan melaksanakan prosedur kerja pada

praktikum yang sedang dilaksanakan,
9. Praktikan wajib meletakkan kembali alat dan bahan yang telah digunakan

pada tempatnya.
10. Praktikum diharapkan dilakasanakan dengan baik, optimal dan efisien,
11. Segala kerusakan alat yang disebabkan tanpa SOP dibebankan kepada praktikan

iv

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

U NIT I
ARUS TRANSIEN

A. TUJUAN PRAKTIKUM
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Memplot kurva arus dan tegangan terhadap waktu pengisian dan pengosongan muatan
pada kapasitor,

2. Menginterpretasi grafik pengisian dan pengosongan muatan kapasitor,
3. Menentukan tetapan waktu kapasitif dan kapasitansi kapasitor berdasarkan kurva arus

dan tegangan terhadap waktu.

B. ALAT DAN BAHAN
1. Komutator (double Trew Switch), 1 buah
2. Elco (Kapasitor Elektrolit), 1 buah
3. Resistor, 1 buah
4. Stopwatch atau Scaler Counter, 1 buah
5. Power Supply 0 – 12 Vdc, 1 buah
6. Voltmeter 0 – 50 Vdc, 1 buah
7. Amperemeter 0 – 1 Adc, 1 buah
8. Kabel Penghubung.

C. METOODOLOGI DASAR
1. Teori Singkat
Peristiwa pengisian dan pengosongan muatan kapasitor memegang peranan penting
dalam sistem berbagai perangkat elektronik. Arus yang berhubugan dengan ini mengecil
terhadap waktu sehingga disebut arus transien, yang berarti arus yang hanya timbul sesaat
atau bukan arus konstan. Peristiwa ini digunakan untuk megubah dan mengolah denyut
dalam pesawat televisi, penundaan waktu, menghasilkan pengapitan cahaya dan
sebagainya.

Pengisian Muatan Pada Kapasitor
Gambar 1.1 memperlihatkan sebuah rangkaian dasar RC yang dapat digunakan

untuk mengkaji proses pengisian dan pengosongan muatan pada kapasitor.

1

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

Gambar 1.1. Rangkaian RC.

Saklar terbuka pada awalnya, lalu ditutup ke posisi S1 pada saat t = 0. Muatan mulai
mengalir melalui resistor dan menuju plat positif kapasitor. Jika muatan pada kapasitor
pada beberapa saat adalah Q dan arus rangkaian adalah I, aturan simpal Kirchhoff
memberikan

Vf  VR  VC  0

Atau [1.1]

Vf I RQ 0
C

Dalam rangkaian ini, arus sama dengan laju di mana muatan pada kapasitor

meningkat : I   dQ , yang selanjutnya disubstitusi ke dalam Pers. [2.1] menghasilkan :
dt

Vf R dQ  Q [1.2]
dt C

Dengan sedikit matematika untuk memisahkan antara besaran Q dan t, diperoleh :

   Q  C Vf 1  e t/RC  Qf 1  e t/ [1.3]

di mana Qf = C Vf adalah muatan akhir yang dapat pula dinyatakan dalam tegangan,

 V (t)  Vf 1  e t / [1.4]

di mana V(t) adalah tegangan pada suatu saat dalam kapasitor dan Vf adalah tegangan

maksimum atau akhir pada ujung-ujung kapasitor sedangkan  disebut konstanta waktu

kapasitif,  = RC, adalah waktu yang dibutuhkan muatan untuk bertambah dari nilai

awalnya.

Arus diperoleh dengan mendiferensialkan Persamaan [1.3] :

I  dQ   CVf e t / RC (1/ RC )
dt

atau

I  Vf e t / RC  I0 e t / [1.5]
R

Gambar 1.2 (a) dan (b) menunjukkan kurva tegangan dan arus sebagai fungsi waktu dalam

proses pengisian muatan pada kapasitor.

2

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

(a) (b)

Gambar 1.2. (a) Plot tegangan pada kapasitor terhadap waktu untuk rangkaian
pengisian (b) Plot arus terhadap waktu untuk rangkaian pengisian.

Pelepasan Muatan Pada Kapasitor
Dengan rangkaian seperti pada Gambar 1.1, setelah kapasitor terisi penuh oleh

muatan, saklar kemudian dibuka untuk mencegah muatan mengalir ke resistor. Beda
potensial pada kapasitor mula-mula V0 = Q0/C, dengan C adalah kapasitansi. Karena tidak
ada arus ketika saklar terbuka, tidak ada beda potensial pada resistor.

Saklar ditutup ke posisi S2 pada waktu t = 0. Karena kini terdapat beda potensial
pada resistor, maka ada arus yang melewati resistor. Arus mula-mula adalah

I0  V0  Q0 [1.6]
R RC

Arus ini disebabkan oleh aliran muatan dari plat positif kapasitor ke plat negatif kapasitor

melalui resistor. Setelah beberapa waktu, muatan pada kapasitor berkurang. Karena muatan

pada kapasitor berkurang, dengan mengambil arah arus searah jarum jam sebagai positif,
besar arus sama dengan laju pengurangan muatan. jika Q adalah muatan pada kapasitor

pada suatu waktu, arus pada waktu tersebut adalah

I   dQ [1.7]
dt [1.8]

Aturan loop Kirchhoff memberikan : Q  I R  0
C

di mana Q dan I merupakan fungsi waktu dan dihubungkan oleh Persamaan [1.7]. Substitusi

– dQ / dt untuk I dalam Persamaan [2.8], diperoleh

Q  R dQ  0 atau dQ   1 Q [1.9]
C dt dt R C

Dan dengan sedikit matematika untuk memisahkan variabel-variabel Q dan t, diperoleh

Q (t)  Q0 e t / RC  Q0 e  t /

3

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

Atau [1.10]

V (t)  V0 e t / RC  V0 e t /

di mana  adalah konstanta waktu kapasitif,  = RC, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh
muatan untuk berkurang menjadi 1/e dari nilai awalnya.
Arus bisa diperoleh dengan mendiferensialkan Persamaan [1.10] :

I   dQ  Q0 e t / RC [1.11]
dt R C

atau

I  V0 e t/RC  I0 e t / [1.12]
R
di mana I0 = Q0/RC = V0 /R adalah arus mula-mula. Arus juga menurun secara eksponensial

terhadap waktu dan jatuh hingga 1/e dari nilai awalnya setelah t =  = RC. Tipe penurunan

ini disebut penurunan eksponensial, sangat umum terjadi di alam. Hal ini terjadi pada laju

di mana suatu kuantitas berkurang sebanding dengan kuantitas itu sendiri.

Gambar 1.3 (a) dan (b) menunjukkan kurva pengosongan muatan pada kapasitor dalam

rangkaian RC sebagai fungsi waktu.

(a) (b)

Gambar 1.3 (a) Plot tegangan pada kapasitor sebagai fungsi waktu untuk proses
pelepasan muatan. (b) Plot arus terhadap waktu untuk proses pelepasan muatan.
2. Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
a. Siapkan sebuah power supply, atur pada posisi dc dan ukur secara langsung

tegangan keluarannya sebesar 12 V dengan sebuah voltmeter digital dc. Catat nilai
tegangan ini sebagai VS.
Penting!!!
Nilai tegangan sumber dapat berbeda, dengan catatan tidak melebihi 2/3 bagian
rating tegangan yang tertera pada cover kapasitor elektrolit yang digunakan.

4

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

b. Susunlah alat seperti pada gambar berikut. Pastikan polaritas sumber tegangan dan
kapasitor benar.

AK RS

10
+ B k

VS C
_

c. Pastikan perangkat Anda bekerja dengan baik terlebih dahulu dengan menutup
saklar K (komutator), perhatikan penunjukan ammeter dan voltmeter.
 Jika saklar ditutup ke posisi A, maka nilai tegangan seharusnya menunjukkan
peningkatan yang semakin lambat dan nilai kuat arus seharusnya menunjukkan
penurunan yang semakin lambat.
 Jika saklar ditutup ke posisi B, maka keduanya, nilai tegangan dan kuat arus
seharusnya menunjukkan penurunan yang semakin lambat.

d. Buka kembali saklar K dan kosongkan muatan kapasitor dengan
menghubungsingkat kedua kakinya lalu pasang kembali pada posisinya.

e. Mulailah pengukuran dengan menutup saklar K ke posisi A bersamaan dengan
menekan tombol stopwatch sekaligus mencatat nilai tegangan dan kuat arus yang
terbaca pada saat t = 0.

f. Lanjutkan kegiatan penguukuran dan pembacaan tegangan dan kuat arus untuk
setiap selang waktu 10 detik hingga tercapai keadaan konstan.

g. Arahkan komutator ke posisi B untuk melakukan proses pengosongan kapasitor dan
catat tegangan dan arus yang terbaca setiap rentang waktu 10 detik hingga tercapai
keadaan konstan.

3. Sumber Pustaka

Bernard, H.C. (1995). Laboratory Experiments In College Physics, 7th Edition. New
York : John Wiley & Sons, Inc.

Tipler, P.A. (1991). Fisika, Untuk Sains dan Teknik, Jilid 2. Jakarta : Penerbit Erlangga.

5

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

D. HASIL PENGAMATAN

R= . . . ; C= . . . F ; RC = . . . s

Pengisian Muatan Kapasitor Pengosongan Muatan Kapasitor

No. t (s) VC (volt) I (mA) No. t (s) VC (volt) I (mA)

Hari/Tanggal Paraf Asisten

E. ANALISIS DATA DAN GRAFIK
1. Dari data hasil pengukuran tegangan (VC (t)), arus (IC (t)) dan waktu (t) untuk pengisian
dan pengosongan muatan kapasitor, buatlah grafik hubungan antara VC (t) dan t, serta
antara IC (t) dan t masing-masing untuk pengisian dan pengosongan muatan (buat
dengan program Excel).
2. Dari grafik pengisian yang anda buat, tandai sebuah titik pada sumbu tegangan dan arus
sebagai V1 dan I1 dan tentukan waktu yang diperlukan untuk tegangan untuk mencapai
0,63VS dan waktu yang diperlukan untuk arus untuk mencapai 0,37IS.
3. Dari grafik pengosoan yang anda buat, tandai sebuah titik pada sumbu tegangan dan
arus sebagai V1 dan I1 dan tentukan waktu yang diperlukan untuk tegangan untuk
mencapai 0,37VS dan waktu yang diperlukan untuk arus untuk mencapai 0,37IS.
4. Secara teori, keempat nilai periode waktu tersebut adalah konstanta waktu dari
rangkaian anda, , dan nilainya seharusnya sama.

6

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

5. Jika kita ambil bentuk logaritma dasar dari persamaan arus untuk pengisian dan
pengosongan kapasitor, menghasilkan :

log I    1  t  log IS
 2,3 RC 
 

Persamaan di atas berbentuk persamaan linier, grafik log I terhadap t akan

menghasilkan sebuah garis lurus dengan kemiringan  1 . Tentukan nilai
 
2,3 RC 

konstanta waktu kapasitif.

7

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

U NIT II
KARAKTERISTIK DIODA

A. TUJUAN PRAKTIKUM
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Menggambarkan dan menginterpretasi kurva karakteristik Arus – Tegangan (I–V) dari

dioda penyerah dan dioda zener.

2. Menentukan garis beban dan titik kerja berdasarkan kurva I – V dioda penyearah.

3. Menentukan tegangan zener berdasarkan kurva I – V dioda zener.

B. ALAT DAN BAHAN 6. Dioda Penyeara, 1 Buah
1. Power Supply 20 Vdc, 1 buah

2. Voltmeter 0 – 10 Vdc, 1 buah 7. Dioda Zener, 1 Buah

3. Ammeter 0 – 1 Adc, 1 buah 8. Kabel Penghubung

4. Potensiometer,1 buah

5. Resistor, 56 Ohm

C. METOODOLOGI DASAR
1. Teori Singkat
Dioda merupakan perangkat semikonduktor sambungan P – N paling sederhana

yang memiliki sifat mengalirkan arus hanya dalam satu arah. Penipisan dan penebalan

lapisan deplesi antar persambungan menjadi kunci dari sifat dioda sambungan P – N.

Berbeda dengan sebuah resistor, sebuah dioda tidak berperilaku linier terhadap tegangan

yang diberikan melainkan dioda menghasilkan karakteristik I – V yang eksponensial.

Sebagian besar diode saat ini berdasarkan pada teknologi pertemuan P – N

semikonduktor. Pada diode P – N, arus mengalir dari sisi tipe – P (anode) menuju sisi tipe –

N (katode), tetapi tidak mengalir dalam arah sebaliknya. Notasi atau simbol dioda

sambungan P – N ditunjukkan pada gambar berikut.

Ada dua daerah operasi dioda sambungan P – N dan ada tiga kondisi bias yang dapat
diberikan:

8

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I
1. Zero Bias – kondisi di mana tidak ada potensial eksternal yang diberikan kepada

kedua ujung dioda menghasilkan keseimbangan jumlah pembawa mayoritas,
elektron dan hole, dan keduanya bergerak dalam arah yang berlawanan. Kondisi
keseimbangan ini dikenal sebagai keseimbangan dinamis (dynamic – equilibrium).
2. Reverse Bias – kondisi di mana kutub positif sumber potensial eksternal
dihubungkan ke sisi N dioda dan kutub negatif sumer potensial eksternal
dihubungkan ke sisi P dioda.

Kondisi ini menghasilkan suatu nilai resistansi yang tinggi antar
persambungan dan praktis tidak menghasilkan aliran pembawa muatan mayoritas
dengan meningkatnya potensial sumber. Namun, sejumlah arus kebocoran yang
sangat kecil akan melewati persambungan yang dapat diukur dalam orde
mikroampere (A).
3. Forward Bias – Kondisi di mana kutub positif sumber potensial eksternal
dihubungkan ke sisi P dioda dan kutub negatif sumer potensial eksternal
dihubungkan ke sisi N dioda.

Kondisi ini menghasilkan suatu nilai resistansi persambungan P – N yang sangat
rendah sehingga memungkinkan arus yang sangat besar mengalir walaupun hanya
dengan potensial sumber yang relatif kecil. Perbedaan potensial aktual yang timbul

9

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

pada kedua ujung persambungan dioda akan bernilai tetap akibat aksi dari lapisan
deplesi yang bernilai sekitar 0,3 V untuk germanium dan 0,7 V untuk silikon.
Dioda Zener
Telah dibahas sebelumnya bahwa dioda menahan arus dalam kondisi reverse bias dan
akan menghasilkan kerusakan (breakdown) bila tegangan balik yang diberikan terlalu
besar. Berbeda halnya dengan dioda zener atau biasa disebut dioda breakdown, pada
dasarnya sama dengan dioda sambungan P – N standar kecuali dirancang secara khusus
menghasilkan tegangan balik atau breakdown yang lebih rendah dan relatif konstan
sehingga sangat baik digunakan dalam arah reverse bias sebagai regulator tegangan.
Titik di mana dioda zener mengalami breakdown atau konduksi disebut tegangan zener
”VZ”.

2. Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
Kondisi Forward Bias

a. Buatlah rangkaian percobaan seperti pada gambar berikut.

RS ID
+

VS VR D VD
_

b. Ukur tegangan sumber sebesar 2 V untuk kondisi forward bias.
c. Atur potensiometer VR pada posisi minimum dan amati penunjukan kedua alat ukur.
d. Naikkan tegangan bias dengan mengatur potensiometer hingga voltmeter

menunjukkan nilai 0,05 V (atau bergantung pada sensitivitas alat ukur), catat
penunjukan kedua alat ukur pada tabel pengamatan.
e. Lakukan kegiatan (c) untuk tiap kenaikan tegangan bias 0,05 V hingga maksimum.
Kondisi Reverse Bias
a. Ukur tegangan sumber sebesar 10 V untuk dioda penyearah dan 15 V untuk dioda
zener.
b. Naikkan tegangan bias dengan mengatur potensiometer hingga voltmeter
menunjukkan nilai 0,5 V (atau bergantung pada sensitivitas alat ukur), catat
penunjukan kedua alat ukur pada tabel pengamatan.
c. Lakukan kegiatan (b) untuk tiap kenaikan tegangan bias 0,5 V hingga maksimum.
d. Catat setiap hasil pengamatan anda dengan cermat dalam tabel pengamatan.

10

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

3. Sumber Pustaka

Boylestad, R., & Nashelsky, L. (1989). Electronic Devices and Circuit Theory, Fourth
Edition. Delhi : Prentice Hall of India.

Malvino, A.P. (2003). Prinsip-Prinsip Elektronika, Buku 1, Jakarta : Salemba Teknika.

11

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

D. HASIL PENGAMATAN

VS = . . . volt ; RS = . . . 
ID (mA)
No. VD (volt)

Hari/Tanggal Paraf Asisten

E. ANALISIS DATA DAN GRAFIK
1. Dari data hasil pengukuran Arus (ID) dan Tegangan (VD) kedua jenis dioda, keadaan Bias
maju dan bias mundur, buatlah grafik Karakteristik I – V dari kedua jenis dioda pada
Excel Work Sheet.
2. Buat garis beban kurva I – V dan tentukan titik kerja dioda.
3. Tentukan nilai tegangan zener berdasarkan kurva I – V dioda zener.
4. Berikan komentar dan kesimpulan anda.

12

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

U NIT III
KARAKTERISTIK TRANSISTOR BIPOLAR
(BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR, BJT)

A. TUJUAN PRAKTIKUM
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Memahami metode pemberian bias tegangan dan arus pada transistor bipolar,
2. Menentukan dan membedakan karakteristik input, karakteristik output dan

karakteristik transfer arus konstan dari transistor bipolar,
3. Menginterpretasi kurva karakteristik transistor bipolar.
B. ALAT DAN BAHAN
1. Power Supply 12 Vdc, 2 buah
2. Voltmeter 0 – 10 Vdc, 1 buah
3. Amperemeter 0 – 1 Adc, 1 buah
4. Transistor Bipolar NPN, 1 buah
5. Kabel penghubung.
C. METOODOLOGI DASAR
1. Teori Singkat

Pada tahun 1951, William Schoktly menemukan transistor pertama, komponen
semikonduktor yang dapat menguatkan sinyal elektronik seperti sinyal radio dan televisi.
Transistor telah banyak menghasilkan penemuan alat semikonduktor lain termasuk
rangkaian terpadu (Integrated – Circuit, IC), suatu komponen kecil yang mengandung
ribuan transistor miniatur. Karena IC – lah, computer modern dan keajaiban elektronik
lainnya dapat terjadi.

Transistor adalah suatu komponen aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor.
Ada dua macam transistor, yaitu transistor dwikutub (bipolar) dan transistor efek medan
(Field Effect Transistor-FET).

Transistor dwikutub dibuat dengan menggunakan semikonduktor ekstrinsik jenis p
dan jenis n, yang disusun seperti pada gambar 3.1 berikut.

E CE p n C
(Emitter) p n p (Collector) (Emitter) n (Collector)

B (Base) B (Base)

Gambar 3.1. Susunan Transistor Dwikutub (a) Transistor pnp (b) 13
Transistor npn

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

Ketiga bagian transistor ini disebut emitter, base, dan collector. Pada dasarnya ada tiga jenis
rangkaian dasar (yang disebut konfigurasi) untuk mengoperasikan transistor.

1. Basis ditanahkan (Common Base – CB)
2. Emiter ditanahkan (Common Emitter – CE)
3. Kolektor ditanahkan (Common Collector - CC)

Karakteristik dari transistor biasanya disebut juga karakteristik statik, yang
digambarkan dalam suatu kurva yang menghubungkan antara selisih arus dc dan tegangan
pada transistor. Kurva karakteristik statik tersebut sangat membantu dalam mempelajari
operasi dari suatu transistor ketika diterapkan dalam suatu rangkaian. Ada tiga
karakteristik yang sangat penting dari suatu transistor, yaitu :

1. Karakteristik input.
2. Karakteristik output.
3. Karakteristik transfer arus konstan.
Dengan notasi atau simbol, skema dasar bias transistor bipolar dalam konfigurasi emitter
ditanahkan ditunjukkan pada Gambar 3.2 berikut.

(a) (b)

Gambar 3.2. Rangkaian bias transistor, (a) Tipe NPN, (b) Tipe PNP

Analisis setiap konfigurasi BJT selalu mengacu pada hubungan-hubungan dasar
berikut :

VBE = 0,7 V [3.1]

IE = ( +1) IB  IC [3.2]

IC =  IB [3.3]

Berdasarkan Pers. [7.1], 7.2] dan [7.3], nilai IB, IC dan IE sangat bergantung pada nilai  ,
yaitu faktor penguatan arus BJT. Dalam mode dc, nilai IC dan IB dihubungkan oleh kuantitas
 ini dan didefinisikan sebagai berikut.

dc  IC [3.4]
IB

14

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

di mana nilai IB dan IC ditentukan dari titik operasi pada kurva karakteristik. Untuk
penggunaan praktis, nilai  untuk berbagai jenis transistor berkisar dari 50 sampai 400.
Untuk transistor dengan nilai  sebesar 200, arus kolektor sebesar 200 kali dari pada arus
basis berdasarkan Pers. [7.3]. Untuk mode ac, beta didefinisikan sebagai :

ac   IC [7.5]
 IB
VCE  Tetap

Penamaan formal untuk ac adalah emitter ditanahkan (common – emitter), arus arah maju

(forward – current), faktor penguatan. Pada lembar data spesifikasi transistor, dc biasanya

dinyatakan dengan hFE dan ac dengan hfe.

Gambar 3.3. Penentuan dc dan ac dari karakteristik
output

Gambar 3.3 menunjukkan kurva karakteristik keluaran (Output) transistor bipolar
konfigurasi kolektor ditanahkan.

2. Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
a. Rangkai dan pelajari kit percobaan Common Emitter (CE) berikut.

+ VR1 C VR2 +VCC
VBB _ _
BQ
E

15

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I
b. Pengukuran karakteristik input menyatakan bagaimana arus base IB bervariasi

dengan tegangan base – emitter VBE ketika tegangan collector – emitter VCE dibuat
konstan. Pertama, tegangan VCE dibuat konstan dengan suatu nilai tertentu lalu
variasikan VBE dan IB akan meningkat dalam setiap rentang nilai. Catat nilai-nilai
tersebut. Selanjutnya, prosedur ini diulangi untuk nilai VCE yang lebih besar.
c. Pengukuran karakteristik Output menunjukkan bagaimana arus collector IC bervariasi
dengan perubahan VCE ketika IB dibuat konstan. Pertama, IB diset pada suatu nilai yang
konstan lalu VCE divariasikan secara linier, IC akan menunjukkan nilai tertentu dan
catat nilai ini. Selanjutnya, VCE dikembalikan ke keadaan nol dan IB diset pada nilai
yang lain dan seterusnya.
d. Pengukuran karakteristik ciri alih atau transfer arus konstan menunjukkan bagaimana
IC bervariasi dengan perubahan IB dengan VCE dibuat konstan.
3. Sumber Pustaka
 Boylestad, R., & Nashelsky, L. (1989). Electronic Devices and Circuit Theory, Fourth
Edition. Delhi : Prentice Hall of India.
 Malvino, A.P. (2003). Prinsip-Prinsip Elektronika, Buku 1, Jakarta : Salemba
Teknika.

16

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

D. HASIL PENGAMATAN Nilai IB (mA) untuk VCE : 10 V
Karakteristik Input 2V 4V 6V 8V
No. VBE (volt) 0 V

Karakteristik Output Nilai IC (mA) untuk IB :
No. VCE (volt) 0 A 20 A 40 A 60 A 80 A 100 A

Karakteristik Transfer IC (mA)
No. IB (A)

Hari/Tanggal Paraf Asisten

E. ANALISIS DATA DAN GRAFIK
1. Buatlah grafik hubungan antara Arus basis (IB) sebagai fungsi dari tegangan Basis –
Emitter (VBE). Buat dengan program Excel.
2. Buatlah grafik hubungan antara Arus Collector (IC) sebagai fungsi dari tegangan Collector
– Emitter (VCE). Buat dengan program Excel.
3. Buat pula grafik hubugan antara Arus Collector (IC) sebagai fungsi dari Arus Basis (IB)
kemudian tentukan besar faktor penguatan arus ( ) dari grafik tersebut.
4. Berikan interpretasi dari ketiga grafik yang anda buat.

17

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

U NIT IV

KARAKTERISTIK TRANSISTOR EFEK MEDAN

(JUNCTION FIELD EFFECT TRANSISTOR, JFET)

A. TUJUAN PRAKTIKUM
Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa dapat :

1. Mamahami metode pemberian bias tegangan pada JFET channel – N, dan
2. Menentukan transkonduktansi dan tegangan penjepitan JFET channel – N.
B. ALAT DAN BAHAN
1. Multimeter Digital, 2 buah
2. JFET Channel – N, 1 buah
3. Potensiometer, 5 k , 10 k
4. Power Supply dc, 2 buah
5. Kabel Penghubung.
C. METOODOLOGI DASAR
1. Teori Singkat

Transistor bipolar (BJT) baik tipe npn maupun pnp adalah sebuah perangkat yang
dikontrol oleh arus di mana keduanya, arus elektron dan hole, berkonstribusi. Transistor
Efek Medan (Field – Effect – Transistor, FET) adalah sebuah perangkat unipolar. FET
beroperasi sebagai perangkat yang dikendalikan oleh tegangan dengan arus elektron dalam
sebuah FET jalur – n (n – channel) atau arus hole dalam FET jalur – p (p – channel). BJT
atau FET adalah perangkat yang dapat digunakan untuk mengoperasikan rangkaian-
rangkaian penguat atau rangkaian-rangkaian elektronik lainnya dengan perbedaan prinsip
pembiasan.
Transistor Efek Medan

Transistor efek medan (Field Effect Transistor/FET) merupakan divais terkendali
tegangan, yang berarti karakteristik keluaran dikendalikan oleh tegangan masukan. Ada dua
jenis FET yaitu JFET (Junction Field Effect Transistor) dan MOSFET (Metal Oxide
semikonductor FET). Operasi penguat FET menyerupai penguat BJT. Perbedaan antara
keduanya adalah BJT merupakan komponen terkendali arus, sedangkan FET merupakan
komponen terkendali tegangan, selain itu impedansi masukan penguat FET jauh lebih tinggi
di bandingkan penguat BJT. Seperti halnya dengan BJT, JFET juga memiliki 3 (tiga) kaki
yang masing-masing disebut : Source (S), Gate (G), dan Drain (D). Ada dua jenis JFET yang

18

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

umum digunakan berdasarkan saluran (channel), yaitu channel – N dan channel – P dengan
simbol seperti pada gambar berikut.

DD

GG

SS
(a) (b)
Gambar 4.1. Simbol JFET, (a) Channel – N, (b) Channel –

P.
Gambar 4.2 menunjukkan operasi dasar JFET saluran – n.

+VD +VD +VD
D ID
D D

ID = IDSS ID = 0

IG = 0 G D IG = 0 G D IG = 0 G D
_ S VGS = 0 S S
_
VP < VGG < 0 VGG  VP
+
+

(a) (b) (c)

Gambar 4.2. Operasi JFET saluran – n secara simbolis :
(a) VGS dalam rentang 0 V sampai VP, (b) VGS = 0, (c) VGS  0.

Operasi simbolis yang ditunjukkan pada Gambar 4.2 dapat dijelaskan lebih baik dengan
memplot grafik arus drain (ID) yang sebenarnya pada nilai tegangan drain – source (VDS)
yang berbeda untuk suatu rentang nilai tegangan gate – source. Plot ini disebut sebagai
karakteristik drain yang menyatakan hubungan antara arus drain (ID) sebagai fungsi dari
tegangan drain – source (VDS).

Gambar 4.3. Karakteristik Drain – Source lengkap dengan VGS
bervariasi.

19

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

Gambar 4.3 menunjukkan kurva karakteristik drain – source JFET saluran – n yang umum.
Untuk VGS = 0, arus drain meningkat sebagaimana peningkatan VDS sampai suatu titik di
mana tingkat arus berhenti atau mencapai saturasi.

Karakteristik drain – source merupakan suatu kurva untuk nilai VGS yang bervariasi
dari 0 V sampai maksimum (dalam arah minus atau balik) dan tegangan VGS maksimum ini
selanjutnya disebut sebagai tegangan penjepitan, VP, di mana tidak ada lagi arus drain (ID =
0).
Karakteristik Transfer (Transfer – Characteistic)

Bentuk lain dari karakteristik komponen ini adalah karakteristik transfer yang
merupakan kurva arus darain, ID sebagai fungsi dari tegangan gate – source, VGS, untuk suatu
nilai konstan tegangan drain – source, VDS. Karakteristik transfer dapat diamati secara
langsung pada sebuah perangkat perunut kurva (curve Tracer), ditentukan secara langsung
dengan pengukuran operasi perangkat, atau penggamabaran dari karakteristik drain
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.4 berikut.

Gambar 4.4. Kurva Karakteristik Transfer JFET Channel - n

Ada dua titik penting dari kurva transfer yang menunjukkan nilai IDSS dan VP. Ketika titik-
titik ini bernilai tetap, nilai ID tertentu dari kurva dapat ditentukan, atau berdasarkan
pertimbangan teoritis dari proses fisis yang terjadi dalam JFET, yang menghasilkan
hubungan :

ID  I DSS 1  VGS 2 [8.1]
VP

20

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

yang merepresentasikan kurva karakteristik transfer dari Gambar 8.4. Catatan bahwa
ketika VGS = 0, ID = IDSS dan bahwa ketika ID = 0, VGS = Vp sebagaimana yang terlihat pada
kurva karakteristiknya.

Sebagai pemahaman dasar, beberapa parameter penting yang umum disertakan
adalah :

1. IDSS, arus saturasi drain – source,
2. VP = VGS(off), tegangan jepit (pinch – off),
3. BVGSS, tegangan breakdown dengan drain – source terhubung singkat,
4. gm = gfs, transkonduktansi perangkat, dan
5. rds(on), resistansi drain – source ketika perangkat dalam keadaan on/aktif.
Sejumlah parameter lain berhubungan dengan kapasitansi, derau tegangan, waktu aktif/on
dan mati/off, dan pemeliharaan daya biasanya disediakan dalam lembar spesifikasi pabrik.

2. Setting Peralatan dan Prosedur Kerja
a. Rangkai dan pelajari kit percobaan Common Emitter (CE) berikut.

ID VD
VG
D
G

VGS VDS

3. Sumber Pustaka

 Boylestad, R., & Nashelsky, L. (1989). Electronic Devices and Circuit Theory, Fourth
Edition. Delhi : Prentice Hall of India.

 Malvino, A.P. (2003). Prinsip-Prinsip Elektronika, Buku 1, Jakarta : Salemba
Teknika.

21

Laboratorium Fisika FKIP
Universitas Musamus Merauke

Unit Elektronika Dasar I

D. HASIL PENGUKURAN ID (mA) Untuk Nilai VGS : -5 volt
No. VDS (volt) 0 volt -1 volt -2 volt -3 volt -4 volt

dan seterusnya….

Hari/Tanggal Paraf Asisten

E. ANALISIS DATA DAN GRAFIK
1. Buatlah grafik hubungan antara ID dengan VDS berdasarkan data-data hasil
pengukuran Anda.
2. Tentukan IDSS, VP, serta ID dan rd untuk suatu nilai tertentu.
3. Untuk konfigurasi JFET Common-Source, gambarkan karakteristik transfernya,
yaitu hubungan antara ID dan VGS, kemudian tentukan nilai IDSS, VP, dan
transkonduktansi gm.
4. Interpretasi makna fisis dari setiap parameter yang Anda telah tentukan.

22