LAPORAN AKHIR MODUL 2

[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	11,2 V
Vrc	12,4 V
Vb	0,62 V
Vc	0,54 V
Vbe	0,63 V
Vce	0,15 V
Ib	0,13 A
Ic	0,082 A

Gelombang Input	Gelombang Output

 

2.    Emitter Stabillized Bias

Tabel 4.2 Percobaan emitter stabillized bias

Parameter	Nilai Pengukuran
Vrb	12,38 V
Vrc	2,78 V
Vre	2,26 V
Vb	12,33 V
Vc	7,34 V
Ve	2,27 V
Vbe	3,69 V
Vce	6,2 V
Ib	0,01 A
Ic	0,004 A

Gelombang Input	Gelombang Output

 

3.    Self Bias

Tabel 4.3 Percobaan self bias

Parameter	Nilai Pengukuran
Vrc	0,388 V
Vrb	0,809 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	1,12 mA
Ic	1,32 mA

 

Gelombang Input	Gelombang Output

 

4.    Voltage Divider Bias

Tabel 4.4 Percobaan voltage divider bias

Parameter	Nilai Pengukuran
VR1 & VR2	12,36 V
Vrc	2,34 V
Vre	2,33 V
Vb	0,22 V
Vc	10 V
Ve	2,3 V
Vbe	0,76 V
Vce	7,68 V
Ib	0,123 A
Ic	0,022 A

Gelombang Input	Gelombang Output

 

5.    Power IC dengan Regulator 

Ic	Vin	Kapasitor	Resistor	Vout
7805	5 V	0,1 uF dan 1 uF	33 Ω	7,2 V
7809	12 V	0,1 uF dan 10 uF	220 Ω	9,02 V
7812	12 V	1 uF dan 10 uF	220 Ω	10,72 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]

1. PENJELASAN KONDISI 

2. Percobaan Rangkaian Fixed Bias

 

3. Percobaan Rangkaian Emitter Stabillized Bias

                                                         

4. Percobaan Rangkaian Self Bias

                                                     

5. Percobaan Rangkaian Voltage Divider

                                                     

6. Percobaan Rangkaian Power Ic dengan Regulator 

                                                     

4. Analisa[Kembali]

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

Jawab : 

Self bias pada transistor BJT merupakan metode biasing di mana resistor dipasang di emitter (Re) dan base (Rb) sehingga terjadi umpan balik otomatis (feedback) untuk menstabilkan titik kerja (Q-point). Tujuannya adalah menjaga transistor tetap pada daerah aktif meskipun ada variasi β (gain transistor) atau perubahan temperatur.

Analisa berdasarkan parameter hasil pengukuran :

• Vb = 11,92 V dan Ve = 11,27 V
  →Didapat Vbe = 0,6 V, yang sesuai dengan karakteristik transistor silikon (Vbe ≈ 0,6 – 0,7 V). Ini menunjukkan transistor bekerja normal dan berada di region aktif.
• Vc = 11,28 V dan Ve = 11,27 V
  → Didapat Vce = 0,35 V, nilai ini sangat kecil (mendekati saturasi). Hal ini mengindikasikan bahwa transistor sebenarnya hampir memasuki region saturasi, bukan murni aktif.
• Arus basis (Ib) = 1,12 mA dan Arus kolektor (Ic) = 1,32 mA
  → Rasio β = Ic/Ib ≈ 1,18. Nilai ini sangat rendah dibanding transistor normal (β biasanya 50 – 200). Ini kemungkinan karena transistor sudah mendekati saturasi sehingga Ic tidak bertambah signifikan meskipun Ib relatif besar.
• Tegangan pada resistor kolektor (Vrc) = 0,388 V
  → Menunjukkan penurunan tegangan kecil di Rc, yang konsisten dengan arus kolektor yang relatif kecil.
• Tegangan emitter (Ve = 11,27 V) sangat tinggi mendekati tegangan suplai (jika Vcc ≈ 12 V). Hal ini juga memperkuat bahwa transistor hampir jenuh, karena Vc ≈ Ve.

Kesimpulan analisa

• Rangkaian self bias bekerja dengan prinsip umpan balik emitter resistor (Re) yang menstabilkan tegangan basis-emitter (Vbe).
• Dari hasil percobaan:
• Transistor berada hampir saturasi (Vce = 0,35 V).
• Vbe = 0,6 V sesuai dengan karakteristik normal.
• Nilai β yang kecil menunjukkan transistor tidak bekerja pada kondisi aktif penuh, melainkan terbatas arusnya karena kondisi mendekati saturasi.
• Secara keseluruhan, rangkaian self bias tetap berfungsi menyalakan transistor, tetapi setting resistor mungkin menyebabkan titik kerja (Q-point) tidak ideal, sehingga transistor belum stabil di region aktif tengah (yang seharusnya memberikan Vce sekitar setengah dari Vcc).

 

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

Jawab : 

Rangkaian voltage divider bias seharusnya menghasilkan tegangan basis VB lebih besar sekitar 0,7 V dibanding tegangan emitter (VE). Dengan kondisi ini, transistor bekerja pada daerah aktif, sehingga VCE​ bernilai beberapa volt dan arus kolektor mengikuti penguatan arus dasar (IC​=βIB​).

Dari tabel pengukuran:

• VE=2,3 V
• VB=0,22 V
• VC=10 V
• VCE=7,68 V
• IB=0,123 A
• IC=22 A

Seharusnya nilai VB lebih besar daripada VE ​sekitar 0,7 V (VB≈VE+0,7≈3,0 V). Namun hasil pengukuran menunjukkan VB​ jauh lebih kecil dibanding VE​. Kondisi ini tidak konsisten dengan teori, karena:

• Dengan VB < VE​, transistor seharusnya cut-off, namun IC​ tetap muncul.
• Nilai VBE dilaporkan 2,3 V, padahal secara teori untuk transistor silikon hanya sekitar 0,6–0,7 V. 
• Arus penguatan β= (IB​ / IC​)= (0,123 / 0,022) ​= 0,1789≈0,18, β ≈ 0,18, artinya arus kolektor jauh lebih kecil daripada arus basis. Ini tidak wajar untuk transistor BJT (biasanya β puluhan sampai ratusan).

Hasil pengukuran tidak sesuai dengan teori karena beberapa kemungkinan:

1. Kesalahan pemasangan komponen
   Misalnya polaritas transistor terbalik, atau resistor pembagi (R1, R2) salah posisi, sehingga basis tidak mendapat bias yang benar.
2. Kesalahan pengukuran
   Probe voltmeter salah titik referensi (ground), sehingga nilai VBV_BVB​ dan VEV_EVE​ tidak konsisten.
3. Nilai resistor tidak sesuai desain
   Resistor pembagi tegangan bisa terlalu besar/kecil, sehingga tegangan basis tidak cukup untuk memberi bias maju pada emitor.
4. Kurang telitinya praktikan

 

3. Analisa pengaruh variasi kapasitor dan resistor terhadap output pada rangkaian power supply dengan IC Regulator.

Jawab : 

IC regulator seri 78xx berfungsi menghasilkan tegangan keluaran tetap sesuai tipenya (7805 = 5 V, 7809 = 9 V, 7812 = 12 V). Kapasitor input (0,1 µF) dipakai untuk meredam gangguan frekuensi tinggi, sedangkan kapasitor output (1 µF atau 10 µF) menjaga kestabilan tegangan dengan mengurangi ripple. Resistor digunakan sebagai beban untuk menguji kestabilan regulator saat mengalirkan arus.

Hasil Pengukuran :

• IC 7805 menghasilkan Vout = 7,2 V (lebih tinggi dari nominal 5 V).
• IC 7809 menghasilkan Vout = 9,02 V (mendekati nominal 9 V).
• IC 7812 menghasilkan Vout = 10,72 V (lebih rendah dari nominal 12 V)

Secara teori, variasi kapasitor membantu menstabilkan output dan resistor beban menjaga regulator bekerja normal. Namun, hasil pengukuran menunjukkan adanya penyimpangan dari spesifikasi. IC 7809 paling mendekati nilai nominal, sedangkan IC 7805 dan 7812 menunjukkan deviasi yang cukup besar. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh kualitas IC yang sudah menurun, kesalahan toleransi komponen, atau faktor rangkaian uji yang tidak ideal.

 

5. Download File[Kembali]

Download Laporan Akhir [Klik Disini]

Link Video Rangkaian Kondisi [Klik Disini]

Link Video Rangkaian Fixed Bias [Klik Disini]

Link Video Rangkaian Emitter Stabillized Bias [Klik Disini]

Link Video Rangkaian Self Bias [Klik Disini]

Link Video Rangkaian Power Ic dengan Regulator [Klik Disini]