LAPORAN PENGUAT GANDENGAN DC

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.

I.2 Ruang Lingkup

Ruang lingkup pada praktikum ini meliputi pengukuran resistansi pada resistor berdasarkan warna cincin yang tertera pada resistor tersebut, membuat rangkaian penguat gandengan DC dan mengamati serta mengukur input dan output rangkaian penguat.

I.3 Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah sebagai berikut:

-          Menentukan titik pada untai penguat dimana perlu dilakukan pengukuran.

-          Mengukur hilang tegangan pada penggandengan dua penguat.

-          Mengukur tanggapan amplitude penguat.

-          Memahami kegunaan kapasitor decoupling

1.4 Waktu & Tempat Praktikum

            Praktikum Penguat Gandengan DC ini dilakukan pada hari Jumat, 4 Mei 2012 pukul 09.00-11.00 WITA, bertempat di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

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 mutakhir 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.

1.      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 1, kita mempunyai

 karena

dengan salah satu atau kedua transistor yang bekerja.

Gambar 1 Rangkaian dasar penguat deferensial

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 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

2.      Pengoperasian Modus Bersama (Common-mode Operation -CM)

Rangkaian pada gambar 2 memperlihatkan bahwa isyarat vi diumpankan pada kedua basis. Karena dipakai bersama sebagai masukan, maka keadaan ini disebut “masukan modus bersama”

Gambar 2 Pengoperasian mudus 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

hanya akan sedikit berubah. Akibat adanya rangkaian yang simetri, dengan harga VBE yang identik pada kedua transistor, kedua arus emitor akan tetap berharga sekitar

sehingga tegangan kolektor juga berubah sedikit.

3.      Pasangan Darlington (Darlington-Pair)

Karena penguatan tergantung pada harga , maka memproduksi transistor dengan  yang tinggi banyak memberi keuntungan. Tetapi untuk maksud tersebut diperlukan lapisan yang sangat tipis pada daerah basis yang akan mengakibatkan transistor mempunyai tegangan dadal (breakdown voltage) rendah. Untuk mencapai maksud tersebut di atas bisa dilakukan dengan menghubungkan dua transistor yang biasa disebut dengan pasangan Darlington seperti terlihat pada gambar 3. Pasangan transistor tersebut terdapat di pasaran dalam paket dengan ujung-ujung kaki E’, B’ dan C’. 

Gambar 3. Penguat Darlington

Jika kita berasumsi arus masukan i seperti diperlihatkan pada gambar 3 dan menghitung arus yang mengalir, akan didapat penguatan efektif  adalah

                                 

Pasangan Darlington sering juga digunakan dengan arus emitor yang relative tinggi, sehingga  relatif kecil; jika tidak Q₁ mempunyai berarus rendah sehingga bisa berharga kecil. Namun demikian dengan mudah kita mendapatkan

Kita mungkin berangan-angan dapat menghitung  dari arus emitor dari Q₂. Namun demikian Q₂ dikendalikan dari sumber (Q₁) yang memiliki arus yang sangat rendah, karenanya memiliki hambatan keluaran yang tinggi. Oleh sebab itu harga  efektif pasangan Darlington diberikan oleh

Namun  dan juga dengan demikian harga efektif

diberikan oleh

Transistor pasangan Darlington banyak dimanfaatkan pada rangkaian pengikut emitor tenaga-tinggi, utamanya pada penguat daya audio.

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

III.1 Alat dan Bahan

III.1.1 Alat 

            Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.

-          Papan Rangkaian

Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian.

-          Catu Daya

Catu daya berfungsi sebagai sumber tegangan AC dan DC.

-          Osiloskop

Osiloskop berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan sinusoidal, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang dibuat.

-          Signal Generator

Signal generator berfungsi sebagai piranti pembangkit isyarat.

-          Multimeter

Multimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi, kuat arus, dan tegangan.

-          Kabel Jumper

Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian.

III.1.2 Bahan

            Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.

-          Transistor

Transistor adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi sebagai penguat tegangan dan penguat arus.

-          Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

-          Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam bentuk medan listrik.

III.2 Prosedur Praktikum

Adapun prosedur pada praktikum penguat gandengan DC ini yaitu:

1.      Menyiapkan seluruh peralatan dan komponen yang digunakan.

2.      Melakukan kalibrasi terhadap peralatan yang digunakan.

3.      Membuat rangkaian penguat gandengan DC seperti gambar di bawah ini:

 

         

Gambar rangkaian dengan menggunakan EWB

Gambar rangkaian secara praktik

4.      Menyambungkan rangkaian dengan signal generator, osiloskop, dan catu daya seperti pada gambar di bawah ini:

5.      Mengamati isyarat keluaran penguat.

6.      Mengukur dan mencatat besar input dan output penguat.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil 

IV.1.1 Tabel Pengamatan

-          Resistor

NO.	Nama Resistor	Resistansi
1.	RB1
2.	RB2
3.	RC1
4.	RE11
5.	RE12
6.	RE21

-          Kapasitor

No.	Nama Kapasitor	Kapasitansi
1.	C1
2.	C2
3.	CE

-          dan  penguat

Penguat Gandeng DC
1,6	2,4

IV.1.2 Pengolahan data

Penguatan penguat (

Jadi:

      

Jadi, penguatan penguat adalah

IV.1.3 Gambar isyarat masukan dan keluaran penguat

a.       Isyarat masukan (input)

b.      Isyarat keluaran (output)

IV.2 Pembahasan

            Pada praktikum penguat gandengan DC ini, digunakan transistor tipe NPN yang digandengkan secara langsung. Adapun komponen yang digunakan, terdiri dari resistor dengan berbagai resistansi dan kapasitor dengan berbagai kapasitansi yang sesuai dengan buku penuntun. Dari praktikum yang dilakukan, diperoleh hasil bahwa penguat yang dibuat memiliki  dan  yang diperoleh dengan mengalikan jumlah kotak pada layar osiloskop untuk 1 gelombang dengan waktunya (time). Dari hasil ini, diperoleh penguatan penguat () yaitu sebesar . Adapun untuk isyarat masukan dan keluaran penguat yang diperoleh adalah seperti gambar pada bagian IV.1.3 (a) dan IV.1.3 (b) yakni berbentuk denyut, yang sebenarnya gambarnya bisa lebih bagus dari apa yang telah diperoleh tersebut.

Dalam praktikum penguat gandengan DC ini, ada beberapa kendala yang dihadapi oleh praktikan, diantaranya adalah osiloskop (OSCP-02) dan signal generator (SG-05) yang tidak berfungsi dengan baik dan ditemukannya kabel penghubung antara rangkaian dengan signal generator yang sudah kurang layak untuk digunakan. Dengan adanya kendala ini, bisa saja selain membuat praktikan kehabisan waktu untuk mengkalibrasi alat, juga membuat data yang diperoleh tidak akurat.

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

            Setelah melakukan praktikum ini dapat disimpulkan bahwa:

-          Penguat gandeng DC adalah sebuah rangkaian penguat dimana dua buah transistor digandengkan secara langsung.

-          Output dari rangkaian penguat gandeng DC lebih besar dari pada inputnya.

-          Penguatan penguat gandeng DC yang diperoleh adalah .

-          Kapasitor decuopling digunakan untuk memisahkan satu tahap dengan tahap berikutnya.

V.2 Saran

V.2.1  Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi

Kritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi yaitu:

-          Alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.

-          Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik sebaiknya diperbaiki atau diganti.

V.2.2  Asisten

Kritik dan saran untuk asisten yaitu :

-          Sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.

-          Pada saat praktikum, mungkin karena waktu yang sempit sehingga asisten lebih dominan mengerjakan prosedur menyebabkan praktikan ada yang kurang mengerti. Untuk itu, mungkin waktu untuk praktikum bisa dimajukan sedikit lebih awal.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Penguat gandeng DC. http://www.scribd.com/doc/30241070/Bab 14-Penguat-Gandeng-Dc. Diakses pada tanggal 7 Mei 2012, pukul 12.30 WITA. Makassar.

Lilikvengeance. 2009. Elektronika. http://lilikvengeance.wordpress.com/2009/07/ 19/30/elektronika. Diakses pada tanggal 30 April 2012, pukul 11.00 WITA. Makassar.

Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan penerapannya. Jilid 2. Bandung: Penerbit ITB.

Wahyunggoro, Oyas. 1998. Pengukuran Besaran Listrik. Yogyakarta: Diktat bahan kuliah Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada.

Yohannes, H.C. 1979. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Ghalia Indonesia.

LAPORAN

ELEKTRONIKA FISIS DASAR 2

PRAKTIKUM PENGUAT GANDENGAN dC

NAMA                      : HARIATI

NIM                         : H211 10 255

KELOMPOK               : V (LIMA)

TGL. PRAKTIKUM        : 4 MEI 2012

ASISTEN                  : FAKHRUDDIN

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2012