6.12 Universal JFET Bias Curve

 

6.12 Universal JFET Bias Curve

1.      Tujuan

a.       Merangkai dan Menguji Universal JFET Bias Curve

b.      Memahami Materi dari bab Universal JFET Bias Curve

2.      Alat dan Bahan 

1.                  Resistor

Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.

 

2.                  Kapasitor

 

Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik

3.                  JFET - N channel

 

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

4.                  Ground

 

Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.

3.      DasarTeori 

Solusi DC dari konfigurasi FET memerlukan menggambar kurva transfer untuk tiap analisis,
Kurva Universal dikembangkan yang dapat digunakan untuk semua level IDSS dan VP. Kurva universal untuk sebuah JFET n-channel atau tipe-deplesi MOSFET (untuk nilai negatif VGSQ) ditampilkan pada gambar grafik di bawah

Perhatikan bahwa sumbu horizontal bukan dari VGS tetapi dari tingkat dinormalisasi yang ditentukan oleh VGS / | VP | , dimana | VP  |  hanya besarnya VP yang harus digunakan, bukan tandanya.

Untuk sumbu vertikal, skala juga merupakan tingkat normal dari ID / IDSS. Hasilnya adalah ketika ID = IDSS  maka rasionya adalah 1, dan ketika VGS  = VP, rasio VGS / | VP | adalah = 1. Perhatikan juga bahwa skala untuk ID / IDSS berada di sebelah kiri daripada di sebelah kanan seperti yang ditemui untuk ID dalam latihan sebelumnya.

Dua skala lainnya di sebelah kanan membutuhkan pengantar. Skala lainnya, berlabel M, digunakan bersama dengan skala m untuk menemukan solusi untuk Penskalaan untuk m dan M berasal dari pengembangan matematika yang melibatkan persamaan jaringan dan penskalaan dinormalisasi yang baru saja diperkenalkan. Skala m meluas dari 0 ke 5 di VGS / VP = - 0,2 Persamaan untuk m dan adalah sebagai berikut, dengan VG seperti yang ditentukan oleh  persamaan berikut : 

        Pada kurva karakteristik output dibagi tiga operasi yaitu:

a.       Daerah saturasi (saturation region) yaitu daerah diatas V_GS = 0 V yang artinya  output menjadi cacat, 

b.      Daerah aktif (active ragion) yang artinya output tidak cacat asalkan tegangan V_GS berfluktuasi lebih kecil atau sama dengan 0 V.

c.       Daerah cutoff yang artinya output akan terpotong (cacat) jika V_GS lebih kecil dari V_P. 

d.      Sedangkan tegangan V_DS lebih kecil dari + V_P maka JFET bersifat sebagai resistansi.

4. Prinsip Kerja 

      
Cara Kerja JFET pada prinsipnya seperti kran air yang mengatur aliran air pada pipa. Elektron atau Hole akan mengalir dari Terminal Source (S) ke Terminal Drain (D). Arus pada Outputnya yaitu Arus Drain (I_D)  akan sama dengan Arus Inputnya yaitu Arus Source (I_S). Prinsip kerja tersebut sama dengan prinsip kerja sebuah pipa air di rumah kita dengan asumsi tidak ada kebocoran pada pipa air kita.

Besarnya arus listrik tergantung pada tinggi rendahnya Tegangan yang diberikan pada Terminal Gerbangnya (GATE (G)). Fluktuasi Tegangan pada Terminal Gate (V_G) akan menyebabkan perubahan pada arus listrik yang melalui saluran I_S atau I_D. Fluktuasi yang kecil dapat menyebabkan variasi yang cukup besar pada arus aliran pembawa muatan yang melalui JFET tersebut. Dengan demikian terjadi penguatan Tegangan pada sebuah rangkaian Elektronika.

    
5.      Rangkaian

6.        Video Simulasi

7.        Link Download

  Link Download Video 1           : klik disini
  Link Download Video 2           : klik disini
  Link Download Video 3           : klik disini
  Link Download Rangkaian 1   : klik disini
  Link Download Rangkaian 2   : klik disini
  Link Download Rangkaian 3   : klik disini
  Link Download HTML            : klik disini
  Link Download Datasheet1     : klik disini

 1. Tujuan

• Mengenal dan memahami kerja PNP Transistor.
• Dapat dengan jelas membuat rangkaian PNP Transistor.
• Mampu menghitung tegangan, arus, hambatan pada masing-masing komponen.
• Memahami fungsi dari PNP Transistor.

2. Komponen

• PNP Transistor

    PNP Transistor berfungsi mengalirkan arus positif dari emitor menuju ke kolektor. Transistor PNP menerima tegangan positif ke terminal emitor dan tegangan negatif di terminal basis (atau lebih tepatnya lebih tinggi tegangan negatif atau lebih rendah daripada yang dimasukkan terminal termitor). 

• Resistor

    Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm:

V = I . R

    Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

• Baterai

    Baterai merupakan alat yang merubah energi kimia yang disimpan menjadi energi listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, dan lain-lain menggunakan baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengakibatkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan sehari-hari, terdapat dua jenis baterai yakni baterai sekali pakai dan baterai isi ulang.

• Ground

    Ground adalah titik anggapan kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembali nya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik didalam rangkaian elektronika. Berdasarkan pengertian ground, arti sebenarnya adalah titik dibumi dimana secara listrik berhubungan/ bertemu dengan mata air tanah.

3. Dasar Teori

Analisis sejauh ini telah dibatasi sepenuhnya untuk transistor npn untuk memastikan bahwa analisis awal dari konfigurasi dasar sejelas mungkin dan tidak rumit dengan beralih antar jenis transistor. Untungnya, analisis transistor pnp mengikuti pola yang sama yang ditetapkan untuk transistor npn. Level IB pertama-tama mencegah penambangan, diikuti oleh penerapan hubungan transistor yang sesuai untuk menentukan daftar umlah yang tidak diketahui. Bahkan, satu-satunya perbedaan antara perssamaan hasil untuk jaringan dimana transistor npn telah digantikan oleh pnp transistor adalah tanda yang terkait dengan jumlah tertentu. Seperti dicatat dalam gambar 4.63, notasi rangkap dua berlanjut seperti biasanya didefinisikan. Namun, arah saat ini telah terbalik untuk mencerminkan arah konstruksi yang sebenarnya. Menggunakan polaritas yang ditentukan pada gambar 4.63, Vbe dan Vce akan menjadi jumlah negatif. Menerapkan hukum tegangan Kirchoff ke loop basis-emitor akan menghasilkan persamaan berikut untuk jaringan gambar 4.63

Persamaan yang dihasilkan memiliki format yang sama dengan persamaan. namun tanda didepan setiap istilah disebelah kanan tanda sama dengan telah berubah. Karena Vcc akan lebih besar dari besarnya istilah berikutnya, tegangan Vce akan memiliki tanda negatif, seperti yang disebutkan dalam paragraf sebelumnya.

4. Percobaan

4.1 Langkah-langkah

4.2 Rangkaian Simulasi

    4.2.1 Prinsip Kerja Rangkaian

    Baterai sebagai sumber tegangan. Tegangan dialirkan ke resistor dan ke transistor PNP. Arus yang mengalir antara kaki basis dan emitor berfungsi sebagai saklar untuk mengalirkan arus yang lebih besar dari kaki kolektor ke emitor.

    4.2.2 Gambar Rangkaian

4.3 Download File

    4.3.1 Download File Rangkaian [here]

    4.3.2 Download Datasheet [here]

 2.9 Clippers

1. Tujuan

• Mahasiswa dapat menguji karaktersitik dioda clipper
• Mahasiswa dapat menguji rangkaian clipper

2. Alat dan Bahan

2.1 Alat

• Baterai (12 V)

    Pada rangkaian ini, baterai berfungsi sebagai sumber energi listrik agar rangkaian dapat dijalankan.

2.2 Bahan

• AC Supply
  

    Digunakan untuk penyedia energi listrik pada perangkat listrik dan elektronika lainnya.

• Dioda

    Digunakan untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

• Osiloskop

    Adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari.

• Resistor

Spesifikasi dari Resistor :
1. Resistance : 10 kOhm
2. Power Rating : 250 mW (1/4 W)
3. Tolerance : 0.1 %
4. Temperature Coefficient : 15 PPM / C
5. Voltage Rating : 250 V
6. Operating Temperature Range : - 55 C to + 155 C
7. Length : 7.1 mm
8. Diameter : 2.3 mm

    Alat ini berfungsi untuk menghambat serta mengatur arus listrik di dalam suatu rangkaian elektronika.

3. Dasar Teori

    Ada berbagai jaringan dioda yang disebut pemangkas yang memiliki kemampuan untuk "menjepit" mematikan sebagian dari sinyal input tanpa mendistorsi bagian yang tersisa dari bentuk gelombang bolak-balik. Penyearah setengah gelombang dari Bagian 2.7 adalah contoh yang paling sederhana bentuk clipper dioda — satu resistor dan dioda. Bergantung pada orientasi file dioda, wilayah positif atau negatif dari sinyal input "terpotong". Ada dua kategori umum gunting: seri dan paralel. Konfigurasi seri didefinisikan sebagai konfigurasi di mana dioda adalah seri dengan beban, sedangkan varietas paralel memiliki dioda dalam cabang yang sejajar dengan beban.

3.1 Seri
    Meskipun pertama kali diperkenalkan sebagai perbaikan setengah-gelombang (untuk gelombang-gelombang sinusoidal), tidak ada batas-batas pada jenis sinyal yang dapat diterapkan pada sebuah clipper. Penambahan pasokan dc dapat memiliki efek diucapkan pada keluaran sebuah clipper, dengan efek Vt dicadangkan untuk contoh penutup. 
      

    Tidak ada prosedur umum untuk menganalisis jaringan, tetapi ada beberapa hal yang perlu diingat sewaktu anda berupaya mencari solusi.

• 1. Buat sketsa mental dari respon jaringan berdasarkan arah dioda dan tingkat tegangan terapan.
• Untuk jaringan, umumnya arah dioda menunjukkan bahwa sinyal vi harus positif untuk menyalakannya. Pasokan dc lebih lanjut membutuhkan bahwa vi tegangan lebih besar dari V volt untuk mengubah dioda pada. "Menekan" dioda ke "off", didukung lebih lanjut oleh pasokan dc. Oleh karena itu, secara umum kita dapat yakin bahwa dioda adalah wilayah terbuka (" off ") untuk wilayah negatif sinyal masukan.
• 2. Menentukan tegangan terapan (tegangan transisi) yang akan menyebabkan perubahan keadaan untuk dioda.
• Menerapkan kondisi _id = 0 di v_d = 0 untuk jaringan akan menghasilkan konfigurasi grafik, di mana diakui bahwa tingkat v_i yang akan menyebabkan transisi dalam keadaan adalah v_i = V
• 3. Jadilah terus-menerus menyadari terminal didefinisikan dan polaritas v0.
• Ketika diode berada dalam keadaan sirkuit pendek, tegangan keluaran vo dapat ditentukan dengan menerapkan aturan tegangan Kirchhoff dalam arah jarum jam.
• 4. Ini dapat membantu untuk sketsa sinyal masukan di atas keluaran dan menentukan keluaran langsung nilai masukan.
• Kemungkinan, tegangan keluaran dapat disketsa dari titik-titik data hasil dari v₀. Ingat bahwa dalam sekejap nilai v_i masukan dapat dianggap sebagai pasokan dc dari nilai itu dan nilai dc yang sesuai (nilai seketika) dari keluaran ditentukan.
• 
  
• 3.2 Paralel
• Analisis konfigurasi paralel sangat mirip dengan yang diterapkan pada konfigurasi seri.
• 
  
• Example
• 
  
• Tentukan bentuk gelombang keluaran untuk jaringan gambar 2,74.
• 
• Jawab :
• Pengalaman masa lalu menunjukkan bahwa dioda akan berada di "atas" untuk daerah yang positif di v_i khususnya ketika kita melihat efek bantuan dari tegangan 5 V. Jaringan kemudian akan muncul seperti ditampilkan dalam gambar 2.75 dan v₀ v_i 5 V. Mengganti i_d=0 pada v_d=0 untuk tingkat transisi, kita mendapatkan jaringan gambar 2.76 dan v_i 5 V
• 
• Untuk v_i lebih negatif dari 5 V dioda akan memasuki keadaan terbuka, sementara untuk voltages lebih positif dari 5 V diode adalah dalam keadaan korsleting. Masukan dan keluaran tegangan muncul dalam gambar 2,77.
• 
  
  
• 
  
• Problem
• Gambarkan bentuk gelombang output dari rangkaian clipper paralel pada gambar. Apabila dioda pada rangkaian tersebut menggunakan dioda silikon, perhitungkan pula tegangan bias majunya (tegangan bias maju dioda silikon sebesar 0.7 V).
• 
• 
  
• Jawab :
• Pertama-tama kita tentukan dulu level tegangan yang membuat dioda dalam kondisi transisinya, yaitu pada saat i_d = 0 dan V_d = 0.7 V. Rangkaiannya ditunjukkan pada gambar. Dengan menggunakan hukum Kirchoff tegangan (KVL) dimana arus loopnya searah jarum jam, maka kita dapatkan persamaan tegangan dalam loop tersebut
• v_i + V_T – V = 0
• v_i = V – V_T = 4 V – 0.7 V = 3.3 V
• 
• Bila tegangan input lebih besar dari 3.3 V, maka dioda menjadi open circuit dan tegangan output v_o = v_i. Apabila tegangan input kurang dari 3.3 V, dioda menjadi “on” dan rangkaiannya menjadi gambar dibawah.

  
• Maka tegangan output dapat dihitung sebesar

  v_o = 4 V – 0.7 V = 3.3 V
• Hasil bentuk gelombang tegangan output ditunjukkan pada gambar terakhir.
• 
• 
  
• 
  

• 4. Percobaan

   A. Langkah-langkah

  • sediakan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian
  • hubungkan komponen sesuai dengan gambar rangkaian
  • rangkaian  selesai
   B. Rangkaian Simulasi

  1. Foto Hasil Rangkaian
  

  
  
  
   2. Prinsip Kerja

  batterai disini sebagai suplai terhubung ke switch lalu switch terhubung lansung ke dioda lalu dioda langsung terhubung ke resistor lalu dari resistor terhubung langsung ke LED lalu LED ke baterai sehingga membuat loop dan LED menyala
  
  
    3. Video materi
• 
  
  
  
•