PRATIKUM JAWAD

Document Sample
PRATIKUM JAWAD Powered By Docstoc
					Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

Percobaan 4. TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH
4.1. TUJUAN
1. Mengetahui dan mempelajari fungsi transistor sebagai penguat 2. Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja Bipolar Junction Transistor ketika beroperasi sebagai saklar. 3. Mengetahui dan mempelajari karakteristik kerja MOS Field-Effect Transistor baik tipe n-MOS maupun CMOS ketika beroperasi sebagai saklar.

4.2. PENGETAHUAN PENDUKUNG
Sebuah switch ideal harus mempunyai karakteristik pada keadaan “off” ia tidak dapat dilalui arus sama sekali dan pada keadaan “on” ia tidak mempunyai tegangan drop

4.2.1. BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR (BJT)
Komponen transistor dapat berfungsi sebagai switch, walaupun bukan sebagai switch ideal. Untuk dapat berfungsi sebagai switch, maka titik kerja transistor harus dapat berpindah-pindah dari daerah saturasi (switch dalam keadaan “on”) ke daerah cut-off (switch dalam keadaan “off”). Untuk jelasnya lihat Gambar 4-1.

Gambar 4-1 Kurva daerah kerja Transistor

Dalam percobaan di bawah ini perpindahan titik kerja dilakukan dengan mengubah-ubah prategangan (bias) dari emitter-base.

4.2.2. MOS FIELD-EFFECT TRANSISTORS (MOSFETS)
Selain BJT, MOSFET juga dapat berfungsi sebagai switch. Dibandingkan dengan BJT, sifat switch dari MOSFET juga lebih unggul karena membutuhkan arus yang sangat kecil untuk operasinya. Ada dua tipe MOSFET menurut tegangan kerjanya yaitu n-Channel MOSFET (n-MOS) dan p-Channel MOSFET (p-MOS). Dimana n-MOS bekerja dengan memberikan tegangan positif pada gate, dan sebaliknya, p-MOS bekerja dengan memberikan tegangan negatif di gate. n-MOS berlaku sebagai switch dengan membuatnya bekerja di sekitar daerah saturasinya. Daerah kerja dari n-MOS dapat dilihat pada Gambar 4-2. Petunjuk Praktikum EL2008 Page 23

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

Gambar 4-2 Arus dan Tegangan dan Daerah Kerja pada n-MOSFET

Dan jika n-MOS dan p-MOS digabungkan, akan dihasilkan devais CMOS (Complementary MOS) yang rangkaian gabungan dan daerah kerjanya dapat dilihat pada Gambar 4-3. Dan untuk devais CMOS ini, untuk membuatnya bekerja sebagai switch, kita harus mengubah-ubah daerah kerjanya antara cut-off dan saturasi.

Gambar 4-3 Inverter CMOS dan Karateristik Tegangannya

4.3. ALAT DAN BAHAN
a. b. c. d. DC power supply Kit Transistor sebagai Switch Multimeter Analog dan Digital Osiloskop

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 24

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

4.4. PERCOBAAN
4.4.1. BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR
Vcc Vcc

Rc IC

Relay

A

Lampu 12 V VCE
V

Rvar 1 00 k
A

IB
V

VBE

Gambar 4-4 Rangkaian Transistor BJT sebagai Switch

1. Buat rangkaian seperti pada Gambar 4-4 diatas. Dengan VCC = 12 Vdc 2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (VBE=0). Catat harga VCE awal 3. Naikan tegangan di Base (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat lampu menyala (relay bekerja) 4. Tepat pada saat lampu menyala, catat harga: IB, IC, VBE dan VCE 5. Naikkan tegangan di Base (dengan memutar Rvar), catat IB dan IC. Tentukan tiga nilai pengukuran antara saat lampu menyala sampai potensiometer Rvar maksimum. 6. Kemudian turunkan tegangan catu perlahan-lahan hingga lampu padam kembali. Catat hargaharga IB, IC, VBE dan VCE yang menyebabkan lampu padam. 7. Ulangi langkah 2-6 dengan beberapa Vcc lain (11, 10, 9 Vdc, dll) 8. Gambarkan grafik yang menunjukkan VBE minimun yang menyebabkan Saturasi, VBE maksimum yang menyebabkan Cut-Off, dan beberapa nilai Vcc & Vce yang berbeda-beda dalam satu grafik.

4.4.2. MOS FIELD-EFFECT TRANSISTORS (MOSFETS)
4.4.2.1.
N -MOS

4.4.2.1.1. CARA M ULTIMETER
1. Buat rangkaian seperti pada Gambar 4-5. Dengan VDD = 5 Vdc 2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga VDS dan ID awal 3. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat ada arus di Drain (ID). 4. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, ID, VGS dan VDS 5. Ulangi langkah 2-4 dengan beberapa VDD lain: 6, 7.5, 9, Vdc (jangan melebihi 12V) Petunjuk Praktikum EL2008 Page 25

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB 6. Gambarkan grafik hubungan VGS – ID.
Vdd

Rd 2,2K
Id
D

Rvar
100K

Ig

G

Vds

Vgs
s

Gambar 4-5 Rangkaian Transistor n-MOS untuk Analisis Mode Saturasi

4.4.2.1.2. CARA OSILOSKOP
Vdd

Rd

D G

+

+

Vout

Vin
s

-

-

Gambar 4-6 Rangkaian Transistor n-MOS

1. Buat rangkaian seperti pada Gambar 4-6. Dengan VDD = 5 Vdc 2. Gunakan fungsi generator sebagai Vin 3. Atur bentuk gelombang fungsi generator segitiga dengan amplitude 0 – 5 V (atur offset fungsi generator) dan kemudian hubungkan ke osiloskop channel 1. 4. Hubungkan keluaran (Vout) channel 2, gunakan mode xy untuk melihat grafik Vin – Vout. 5. Amati dan gambar grafik tersebut pada buku log praktikum. 6. Ukur tegangan Threshold (Vth).

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 26

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

4.4.2.2. INVERTER C-MOS 4.4.2.2.1. CARA M ULTIMETER
1. Buat rangkaian seperti pada Gambar 4-7. Dengan Vcc = 5 Vdc 2. Posisikan Rvar pada nilai minimum (Va=0). Catat harga Vout, IS dan ID awal 3. Naikan tegangan di Gate (dengan memutar Rvar) perlahan-lahan hingga terlihat ada arus di Drain (ID). 4. Tepat pada saat ada arus di Drain (ID), catat harga: IG, IS, ID, VGS dan VDS 5. Naikkan terus Va (=VGS) untuk beberapa nilai, kemudian catat IG, IS, ID, VGS dan VDS dan buatlah grafik Va-Vout seperti pada Gambar 4-3. 6. Ulangi langkah 13-17 untuk Vcc = 10 Vdc.
Vdd

Id
D

Rvar
100K

a

Ig

G

Vout Vgs
S

Gambar 4-7 Rangkaian Transistor Inverter CMOS untuk Mode Saturasi

4.4.2.2.2. CARA OSILOSKOP
1. Buat rangkaian seperti pada Gambar 4-8. Dengan VDD = 5 Vdc 2. Gunakan fungsi generator sebagai Vin. 3. Atur bentuk gelombang fungsi generator segitiga dengan amplitude 0 – 5 V (atur offset fungsi generator) dan kemudian hubungkan ke osiloskop channel 1. 4. Hubungkan Vout1 ke channel 2 osiloskop, gunakan mode xy untuk melihat grafik Vin – Vout1. 5. Amati dan gambar grafik tersebut pada buku log praktikum. 6. Ukur tegangan Threshold (Vth). 7. Lepaskan hubungan Vout2 ke osiloskop, kemudian hubungkan Vout2 ke channel 2 osiloskop, gunakan mode xy untuk melihat grafik Vin – Vout2. 8. Amati dan gambar grafik tersebut pada buku log praktikum.

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 27

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

Gambar 4-8 Rangkaian Transistor Inverter CMOS

4.5. TUGAS PENDAHULUAN
1. 2. 3. a) b) 4. Kerjakan dan jelaskan pemecahan untuk problems 5.65 pada buku Microelectronic Circuits*) dengan Vcc diubah menjadi 6V. Kerjakan dan jelaskan pemecahan untuk problems 4.12 pada buku Microelectronic Circuits*) dengan Vt diubah menjadi 0,85V. Baca datasheet IC-CMOS 4007, dan jelaskan : gambarkan karakteristik kerjanya (Vi-Vo)! Nilai dan makna parameter VoH, VoL, IDN, IDP, Ii di IC tersebut Apa fungsi dioda pada rangkaian di gambar 4.

*) menggunakan buku “Microelectronic Circuits, Sedra/Smith, fifth edition, Oxford University Press, 2004”

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 28

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

Lampiran D
VCC (Volt)
VCC1 =

TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH
IB (mA) VBE (Volt) IC (mA) VCE (Volt)
Relay (on/off) Off On On on On Off On On

BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR

VCC2 =

Off On On on On

Off On

VCC3 =

Off On On on On

Off On

VCC4 =

Off On On on On

Off

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 29

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB 1. Grafik VBE terhadap VCE dengan VCC yang berbeda-beda :

2. IB minimum penyebab saturasi: 3. IB maksimum penyebab cut-off:

mA mA

MOS FIELD-EFFECT TRANSISTOR N-MOS CARA MULTIMETER
VDD (volt) VGS (volt) VDS (volt) ID (mA) IG (mA)

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 30

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB 1. Grafik VGS – ID pada n-MOS :

2. Tegangan treshold (Vth) n-MOS ini adalah: …..V

N-MOS CARA OSILOSKOP
1. Grafik Vin – Iout pada n-MOS :

2. Tegangan treshold (Vth) n-MOS ini adalah: …..V

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 31

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

C-MOS CARA MULTIMETER
Vgs (volt) 0V Vt (~0,7V)= 0,5*Vcc (2,5V) = Vcc-Vt(~4,3V) = Vcc (5V) = Vdd = 10V 0V Vt (~0,7V)= 0,5*Vcc (5V) = Vcc-Vt(~9,3V) = Vcc (10V) = 1. Grafik Va – Vout pada CMOS : Vdd = 5V Vout (volt) Id (mA) Is (mA) Ig (mA)

C-MOS CARA OSILOSKOP
1. Grafik Vin – Vout1 pada CMOS :

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 32

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 33

Laboratorium Dasar Teknik Elektro STEI-ITB 2. Tegangan treshold (Vth) CMOS ini adalah: …..V 3. Grafik Vin – Vout2 pada CMOS :

Petunjuk Praktikum EL2008

Page 34


				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:1125
posted:2/18/2009
language:Indonesian
pages:12