EL2205_4_13213060

MODUL IV KARAKTERISTIK DAN PENGUAT FET Rosana Dewi Amelinda (13213060) Asisten : Fiqih Tri Fathulah Rusfa (13211060) Tanggal Percobaan: 31/3/2015 EL2205-Praktikum Elektronika Laboratorium Dasar Teknik Elektro - Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB

Abstrak

Abstrak Pada praktikum Modul IV ini dilakukan beberapa percobaan diataranya melakukan testing transistor dengan mengguanakan DCA Pro. Pengaturan pada aplikasi DCA Pro diatur sedemikian supa sehingga diperoleh hasil berupa kurva karakterisktik Id – Vgs Vgs dan kurva Id – Vds. Vds. Dari kurva karakteristik Id-Vgs kita dapat mengetahui besarnya tegangan threshold transistor. Dari kurva karakteristik Id- Vds kita dapat mengetahui daerah kerja transistor yaitu daerah triode, daerah saturasi (transistor digunakan sebagai penguat), dan daerah cut off transistor. Dengan menggunakan kurva Id – Vds lalu ditarik garis linear mulai dari Vds 15 V (nilai Vdd) hingga Id 6 mA. Dari garis tersebut kita dapat menentukan nilai Vds, Vgs, Id, dan Rd. Kemudian untuk mencari nilai gm dapat dilakukan dengan 2 pendekatan yaitu dengan perhitungan menggunakan rumus dan dengan perngukuran kemiringan kurva. Selanjutnya pada percobaan rangkaian bias, dapat diperoleh nilai-nilai tegangan dan resistansi pada gate, drain dan source yang selanjutnya nilai tersebut digunakan untuk menbuat rangkaian amplifier untuk ketiga konfigurasi transistor. Ketiga konfigurasi tersebut yaitu Common Source (input pada Gate dan output pada drain), Common Gate (input pada Source dan output pada drain), dan Common Drain (input pada Gate dan output pada Source). Kemudian dilakukan percobaan untuk menghitung besarnya penguatan, resistansi input, dan resistansi output untuk ketiga kofigurasi.

tetapu keberadaanya sangat penting saat perancangan penataan IC. Nama-nama saluran FET mengacu pada fungsinya. Saluran gate dapat dianggap sebagai pengontrol buka-tutup dari gerbang sesungguhnya. Gerbang ini mengizinkan electron untuk mengalir atau mencegahnya dengan membuat dan mengikangkan sebuah kanal diantara source dan drain. Elektron mengalir dari source menuju saluran drain jika ada tegangan yang diberikan. Body merupakan seluruh semikonduktor dasar dimana gate, source dan drain diletakkan. Biasanya saluran body disambungkan ke tegangan tertinggi atau terendah pada rangkaian bergantung pada tipenya. Saluran body dan saluran source biasanya disambungkan karena sumber disambungkan ke tegangan tertinggi dari rangkaian, tetapi ada beberapa penggunaan dari FET yang tidak seperti demikian seperti rangkaian gerbang transmisi dan carcade. Dari praktikum ini tujuan yang ingin dicapai yaitu : a.

b. Memahami penggunaan FET sebagai penguat untuk konfigurasi Common Source, Common Gate, dan Common Drain.

Kata kunci: Transistor, MOSFET, Common Source, Common drain, Common Gate. 1.

Mengetahui dan mempelajari karakteristik transistor FET.

c.

Memahami resistansi input dan output untuk ketiga konfigurasi tersebut.

PENDAHULUAN

Field Effect Transistor (FET) adalah salah satu jenis transistor yang menggunakan medan listirk untuk mengendalikan konduktifitas suatu kanal dari jenis pembawa muatan tunggal dalam bahan semikonduktor. FET terkadang disebut juga sebagai transistor ekakutub untuk membedakan operasi pembawa muatan tunggal yang dilakukan pada pembawa muatan Bipolar Transistor (BJT). Semua FET mempunyai sebuah saluran gate (gerbang), drain, dan source yang kira-kira sama dengan basiss, kolektor, dan emitor pada BJT. Selain JFET, semua FET juga mempunyai saluran keempan yang dinamakan body. Saluran keempat ini melayani kegunaan teknis dalam pemanjaran transistor kedalam titik operasi. Terminal ini sangat jarang digunakan pada desain sirkuit,

2.

S TUDI PUSTAKA

Transistor FET Transistor FET adalah transistor yang bekerja berdasarkan efek medan elektrik yang dihasilkan oleh tegangan yang diberikan pada kedua ujung terminalnya. Mekanisme kerja transistor ini berbeda dengan transistor BJT. Pada transistor ini, arus yang dihasilkan/dikontrol dari Drain (analogy dengan kolektor pada BJT), dilakukan oleh tegangan antara Gate dan Source (analogy dengan Base dan Emitter pada BJT). Bandingkan dengan arus pada Base yang digunakan untuk menghasilkan arus kolektor pada transistor BJT. Jadi dapat dikatakan bahwa FET adalah transistor yang berfungsi sebagai “converter” tegangan ke arus. Transistor FET memiliki beberapa keluarga

Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – STEI ITB

1

yaitu JFET dan MOSFET. Pada praktikum ini aan digunakan transistor MOSFET walaupun sebenarnya karakteristik umum dari JFET dan MOSFET adalah serupa. Karakteristik umum dari transistor MOSFET dapat digambarkan pada kurva yang dibagi menjadi dua, yaitu kurva karakteristik ID vs VGS dan kurva karakteristik ID vs VDS . Kurva karakteristik ID vs VGS diperlihatkan pada gambar berikut. Pada gambar tersebut terlihat bahwa terdapat VGS minimum yang menyebabkan arus mulai mengalir. Tegangan tersebut dinamakan tegangan threshold, Vt. Pada MOSFET tipe depletion, Vt adalah negative, sedangkan pada tipe enhancement, Vt positif. Gambar 1 Kurva Id - Vgs

penguat adalah dengan menggambarkan garis beban pada kurva ID vs VDS . Setelah itu ditentukan Q pointnya yang akan menentukan ID dan VGS yang harus dihasilkan pada rangkaian. Setelah Q point dicapai, maka transistor telah dapat digunakan sebagai penguat, dalam hal ini, sinyal yang diperkuat adalah sinyal kecil (sekitar 40-50 mVpp dengan frekuensi 1-10 kHz). Terdapat 4 konfigurasi panguat pada transistor MOSFET, yaitu Common Source, Common Source dengan resistansi source, Common Gate, dan Common Drain. Pada praktikum ini digunakan konfigurasi Common Source dengan resistansi source dan Common Gate. Formula parameter penguat untuk dua konfigurasi yang digunakan dijelaskan dalam table berikut :

2.1

JUDUL SUB-BAB

Sub-bab pada percobaan ini, yaitu : Pada gambar tersebut terlihat bahwa terdapat V GS minimum yang menyebabkan arus mulai mengalir. Tegangan tersebut dinamakan tegangan threshold, Vt. Kurva karakterisitk ID vs VDS ditunjukan oleh gambar dibawah ini. Pada gambar tersebut terdapat beberapa kurva untuk setiap VGS yang berbeda-beda. Gambar ini digunakan untuk melakukan desain peletakan titik operasi/titik kerja transistor. Pada gambar ini juga ditunjukan daerah saturasi dan Trioda.



Kurva ID dan VGS



Kurva ID dan VDS



Desain Q point



Rangkaian penguat a.



Rangkaian Bias

Penguat Common Source a.

Faktor Penguat

b. Resistansi Input

Gambar 2 Kurva Id - Vds

c.

3.

Resistansi Output



Penguat Common Gate



Penguat Common Drain

METODOLOGI

Pada percobaan 4 ini, alat dan bahan yang digunakan yaitu : 1.

Sumber tegangan DC

(2 buah)

2.

Generator sinyal

(1 buah)

Penguat FET

3.

Osiloskop

(1 buah)

Untuk menggunakan transistor MOSFET sebagai penguat, maka transistor harus berada dalam daerah saturasinya. Hal ini dapat dicapai dengan memberikan arus ID dan tegangan VDS tertentu. Cara yang biasa diguankan dalam mendesain

4.

Multimeter

(3 buah)

5.

Kit Transistor sebagai switch

6.

Breadboard

(1 buah)


2

7.

RG = Potensiometer 1 MΩ

(1 buah)

8.

RD = Potensiometer 10 kΩ

(1 buah)

9.

RS = Potensiometer 1 kΩ

(1 buah)

10. Resistor

(1 buah)

11. Kapasitor 100 µF

(3 buah)

Dibuka tab MOSFET Id / Vgs pada jendela aplikasi DCA Pro

Diatur pengaturan tracing kemudian klik Start. Ditunggu proces tracing.

12. Kabel-kabel 13. Peak Atlas DCA Pro

(1 buah)

Diamati grafik yang terbentuk. Dicatat pada BCL dan dilakukan analisis.

Memulai percobaan Dinyalakan komputer dan disambungkan USB Power Atlas DCA Pro ke komputer

Disambungkan kabel Atlas DCA Pro dengna kaki MOSFET pada kit Transistor sebagai Switch.

Disimpan data tabulasi hasil sampling dengan klik kanan pada grafik dan pilih Save Data. File yang terbentuk adalah *.txt. Dibuka file .txt yang terbentuk dan dicopy seluruh data yang ada di dalam file tersebut dan di paste-kan di spreadsheet. Dilakukan analisis lebih dalam pada data ini.

Ditentukan tegangan threshold Vt transistor MOSFET yang digunakan Dibuka aplikasi DCA Pro yang tersedia di komputer. Dibuka ta MOSFET Id / Vds pada jendela aplikasi DCA Pro Dipastikan DCA Pro Connected pada pojok kiri bawah layar

2.

Kurva ID dan VDS

Diatur tracing , kemudian diklik Start. Ditunggu proces tracing. Ditekan tombol test pada DCA Pro maupun pada jendela Peak DCA Pro Diamati grafik terbentuk. Dicatat di BCL dan dilakukan analisis Diperhatikan spesifikasi dan konfigurasi kaki-kaki MOSFET yang terbaca oleh alat Atlas DCA Pro.

1.

Kurva ID dan VGS Disimpan data tabulasi hasil sampling dengan klik kanan pada grafik dan pilih Save Data. File yang terbentuk adalah *.txt. Dibuka file .txt yang terbentuk dan di copy seluruh data yang ada didalam file tersebut dan di pastekan di spreadsheet. Dilakukan analisis lebih mendalam pada data ini.

3.

Desain Q point


3

5. Ditentukan nilai Rd yang akan diguanakan pada rangkaian penguat

Penguat Common Source 

Faktor Penguat

Dihubungkan sinyal input tersebut ke rangkaian dengan memberikan kapasitor kopling seperti yang ditunjukan oleh gambar 4. Dengan menggunakan kurva Id vs Vds dan Vdd = 15 V, dibuat garis beban (load line) pada grafik Id vs Vds dan ditempatkan titik Q. Digunakan osiloskop untuk melihat sinyal pada Gate dan Drain transistor Dicatat nilai DC vgs, vds, dan id pada titik Q Ditentukan penguatannya (Av = Vo/Vi). Dihitung gm dengan terlebih dahulu mencari nilai K berdasarkan formula id = K (vgs - Vt)2

Dinaikkan amplitudo generator sinyal dan diperhatikan sinyal output ketika sinyal mulai tersdistorsi. Dicatat tegangan input ini.

gm = 2K (vgs (vgs - Vt)

Ditentukan nilai gm dengan melihat kemiringan kurva titik Q point pada kurva karakteristik Id vs Vgs. Dibadingkan kedua nilai gm yang diperoleh.

4.

Rangkaian penguat 

Rangkaian Bias

Dibandingkan nilai penguatan yang diperoleh dari percobaan ini dengna nilai dari hasil perhitungan dengna menggunakan tabel karakteristik penguat FET. Gambar 4 Rangkaian dengan konfigurasi Common Source

Dibuat rangkaian seperti pada gambar 3.

Diatur Vdd, potensiometer Rg, Rd, dan Rs agar transistor berada pada titik operasi yang diinginkan memperhatikan Vdd.

Dibuat sinyal input sinusoidal sebesar 50 mVpp dengan frekuensi 10 kHz. Gambar 3



Resistansi Input


4

Dihubungkan rangkaian pada gamarb 4 dengan sebuah resistor variabel pada inputnya seperti pada gambar 5.

Dihubungkan rangkaian 4 dengan sebuah resistor variabel pada outputnya seperti pada gambar 6

Dihubungkan osiloskop pada Gate transistor

Dihubungkan osiloskop pada kapasitor Drain transistor.

Diatur resistor variabel tersebut sampai amplitudo sinyal input menjadi 1/2 dari sinyal input tanpa resistor variabel.

Dicatat nilai Rvar yang menyebabkan hal tersebut terjadi. (Rin = Rvar)

Dibandingkan nilai resistansi input yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai dari hasil perhitungan dengan menggunakan tabel karakteristik penguat FET. Gambar 5 Rangkaian common source dengan resistor variable pada input input



Diatur resistor variabel tersebut sampai amplitudo sinyal output menjadi 1/2 dari sinyal outptu tanpa resistor variabel.

Dicatat nilai Rvar yang menyebabkan hal tersebut terjadi . (Rout = Rvar)

Dibandingkan nilai resistor output yang diperoleh dari percobaan ini dengan nilai hasil perhitungan dengan menggunakan table karakteristik penguat FET. Gambar 6 Rangkaian common source dengan resistor variable pada output output

Resistansi Output 6.

Penguat Common Gate

Dilakukan percobaan Faktor Penguat, Resistansi Input, dan Resistansi Output seperti pada Common Source, namun dengan konfigurasi rangkaian dibawah ini.


5

Gambar 7 Penguat Common Gate

4.

H ASIL DAN A NALISIS NALISIS

4.1 

KARAKTERISTIK TRANSISTOR FET

K URVA URVA ID DAN V GS GS

Pada percobaan ini dilakukan pengamatan kurva karakteristik Id – Vgs dari Transistor MOSFET dengan menggunakan DCA Pro. Pengaturan yang digunakan yaitu Vgs dari 0 V hingga 10 V dengan point 11, serta Vds dari 5 V hingga 10 V dengan trance 6. Berikut data untuk 2 nilai Vds yang diperoleh : 7.

Penguat Common Drain

Dilakukan percobaan Faktor Penguat, Resistansi Input, dan Resistansi Output seperti pada Common Source, namun dengan konfigurasi rangkaian dibawah ini. Gambar 8 Penguat Common Drain

Vds=6,00V

Vds=5,00V

Blue

Cyan

Vgs

Id (mA)

Vgs

Id (mA)

-0.00018

0

0.006836

0.001793

1.003183

0.002771

1.000722

0

2.001626

0.109376

2.003722

0.105628

3.001345

1.291482

3.006267

1.275183

3.953308

3.619349

4.036245

3.544696

5.034051

6.647646

4.986293

7.400402

Gambar kurva karakteristik yang dihasilkan adalah sebagai berikut : Gambar 9 Kurva Id - Vgs

Mengakhiri Percobaan Selesai praktikum dirapikan semua kabel dan dimatikan osiloskop, generator sinyal serta dipastikan juga multimeter analog, multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati (selector menunjukan ke pilihan off).

Dimatikan MCB dimeja praktikum sebelum meninggalkan ruangan.

Berdasarkan gambar diatas, dapat terlihat bahwa kurva yang dihasilkan telah sesuai dengan referensi seperti pada gambar 1. Dari grafik diatas , dapat ditentukan besarnya tegangan threshold (VT). Tegangan threshold yaitu pada saat nilai Vgs mulai naik (>0), melalui regresi akhirnya diperoleh besar tegangan threshold yaitu sebesar 1.6 V. 

Diperiksa lembar penggunaan meja.

DIpastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku Catatan Laboratorium.

K URVA URVA ID DAN V DS DS

Setelah diperoleh kurva karakteristik Id –Vgs, selanjutnya dilakukan testing dengan masih mengggunakan DCA Pro untuk memperoleh kurva karakteristik Id – Vds. Pengaturan yang diguankan yaitu dengan mengeset Vdd mulai dari 0 V hingga 15 V dengan point 16, serta Vgs mulai dari 2 V hingga 9 V dengan traces 8. Berikut data untuk 2 nilai Vds yang diperoleh :


6

Vgs=4,000V

Vgs=5,000V

Green

Lime

Vds

Id (mA)

Vds

garis kurva inilah yang menjadi Q point atau titik kerja transistor.

Gambar 11 Kurva karakteristik Id – Vds (dengan garis bantu untuk mencari Q point)

Id (mA)

0.000911

0

0.001185

0

0.267679

1.112179

0.189572

1.21911

0.601983

2.115961

0.438112

2.422246

1.078829

2.903925

0.651928

3.558712

1.801391

3.252428

0.964904

4.594117

2.733119

3.438416

1.349243

5.475809

3.696656

3.490416

2.378492

6.044856

4.731191

3.563441

2.720542

5.645332

5.640043

3.581207

3.641151

6.604615

6.590639

3.539639

4.572972

6.716761

7.557273

3.705091

5.531859

6.400535

8.489276

3.750406

6.997033

6.883841

9.442969 3.825385 7.391489 6.938772 Gambar kurva karakteristik yang dihasilkan adalah sebagai berikut : Gambar 10 Kurva Id – Vds Vds

Gambar kurva diatas telah sesuai dengan referensi seperti pada gambar 2. Kurva diatas memetakan nilai Id dan Vds untuk masing-masing nilai Vgs yaitu mulai dari Vgs = 2 V hingga Vgs = 9 V. Dapat terlihat bahwa semakin besar Id, maka Vgs nya juga menjadi semakin besar. Pada gambar juga terlihat bahwa transistor memasuki keadaan saturasi saat nilai Id untuk setiap Vgs menunjukan nilai yang konstan. Sebelum mencapai garis yang konstan horizontal, terlebih dahulu transistor memasuki daerah trioda yaitu saat kurva garis memiliki kemiringan. Kemiringan ini disebabkan karena adanya faktor  (modulasi panjang kanal) yang serupa dengan Effek Early yang ada pada transistor Bipolar (BJT). 

Kemudian dari Q point ini diatarik garis lurus menuju sumbu Y (Id). Nilai Id yang sejajar dengan Q point ini menjadi nilai arus Id, yaitu nilainya 3.5 mA dan nilai Vds yang sejajar vertical menjadi nilai Vds yaitu 5 V . Sedangkan untuk menentukan  besarnya Rd diperoleh dengan rumus : Rd = 6  (* 6 mA adalah nilai Id pada garis bantu, Vdd = 15 V). Sehinga diperoleh Rd = 2.5 kΩ. kΩ . Kemudian dengan nilai Id, Vgs, dan Vt yang telah diketahui selanjutnya dilakukan perhitungan untuk memperoleh nilai gm (transkonduktansi) dengan 2 rumus :  = − sehingga diperoleh gm = 2.916 mA. Lalu ditentukan nilai gm dari hasil pengukuran. Caranya yaitu dengan menghitung kemiringan kurva titik Q point dari nilai Id dan Vds pada saat Vgs = 4 V (dari data pada table), Δ yaitu  = = 3.09 mA. Nilai gm yang Δ diperoleh dari hasil perhitungan telah mendekati nilai gm yang diperoleh dari hasil pengukuran sehingga dapat dikatakan bahwa nilai yang diperoleh tersebut valid. R ANGKAIAN PENGUAT 4.2

R ANGKAIAN BIAS

Dengan memastikan transistor berada pada keadaan saturasi (syarat : Vds > Vgs – Vt), maka transistor dapat digunakan untuk pecobaan selanjutnya. Dibuat rangkaian bias seperti pada gambar 3. Lalu dicari nilai Vd, Vs, Rs, Vg, dan Rg yaitu menggunakan rumus sebagai berikut :  =    .

Vd = 15 – (3.5)(2.5)

Desain Q point

Selanjutnya dicari Q point dari transistor yaitu dengan menarik garis bantu mulai dari Vds = 15 V hingga nilai Id = 6 mA. Dipilih garis dengan nilai Vgs sebesar 4 V. Perpotongan garis gantu dengan

Vd = 6.25 V

Vs = Vd - Vds Vs = 1.25 V


7

B. R ESISTANSI ESISTANSI INPUT Rs = Vs/Id

Pada amplifier dengan konfigurasi Common Source ini diperoleh nilai resisansi input yaitu sebesar 130 kΩ. kΩ. Berdasarkan teori nilai ini seharunya mendekati nilai Rg yaitu sebesar 227.5 kΩ.

Rs = 357.14 Ω

Vg = Vgs +Vs Vg = 5.25 V

C. R ESISTANSI ESISTANSI OUTPUT Pada amplifier dengan konfigurasi Common Source diperoleh nilai resistansi output sebesar 5.5 kΩ. kΩ.

Rg2 = Vg.(1M)/Vdd Rg2 = 350 kΩ

Nilai yang diperoleh dengan rumus

Rg1 = 650 kΩ

Av = -gm(RD||ro)

Rg = Rg1//Rg2

Av = -(3.09)(2.5 k ||323.6)

Rg = 227.5 kΩ

Av = -0.885 V/V

Untuk nilai ro, diperoleh dengan rumus slope kurva = 1/ro = gm. Jadi, ro = 1/gm = 323.6 Ω

Rin = Rg = 227.5 kΩ Rout = (RD||ro) = 286.51 Ω

4.3

PENGUAT COMMON SOURCE A. F AKTOR PENGUAT

Dilakukan percobaan amplifier dengan konfigurasi Common Source dengan rangkaian seperti pada gambar 4. Rangkaian dengan konfigurasi Common Source ini mengambil input dari Gate transistor sedangkan output diambil dari Drain. Berikut adalah hasil sinyal input dan output yang diperoleh : Gambar 12 Sinyal input-output Common Source

Berdasarkan gambar diatas dapat diamati bahwa besarnya penguatan tegangan yang dihasilkan yaitu sebesar (-110 mV)/(0.1 V) = -1.1 V/V. Tanda negative menunjukan bahwa antara tegangan input dan output terdapat perbedaan fasa sebesar 180 0. Hal tersebut telah sesuai dengan referensi yang menyatakan bahwa penguatan yang dihasilkan dari rangkaian common source adalah bernilai negative atau antara tegangan input dan outputnya terdapat beda fasa sebesar 180 0. Untuk nilai tegangan Vi saat tegangan outputnya mulai terdistorsi adalah sebesar 0.5mVpp.

Nilai penguatan tegangan apabila dibandingkan antara hasil perhitungan dengan hasil pengukuran, nilainya tidak terlalu berbeda yaitu antara -0.88 dengan -1.1 . Tetapi untuk nilai resistansi input dan resistansi output antara hasil pengukuran dan hasil perhitungan menunjukan nilai yang berbeda. Hal ini kemungkin disebabkan karena adanya pengaruh respon frekuensi pada kapasitor dari konfigurasi rangkaian. Dimana untuk perhitungan yang menggunakan rumus, mengasumsikan besarnya nilai kapasitansi yang digunakan adalah sangat besar atau menuju nilai tak hingga yang berfungsi untuk mencegah masuknya sinyal DC serta meloloskan sinyal AC. Namun pada percobaan, digukan nilai kapasitansi sebesar 100 µF yang jauh dari nilai yang diasumsikan (yaitu tak hingga). Namun secara garis besar dapat disimpulkan bahwa penguatan dengan konfigurasi common source menghasilkan nilai resistansi input yang sangat besar dan resistansi output yang cukup besar. 4.4

PENGUAT COMMON G ATE A. F AKTOR PENGUAT

Dilakukan percobaan amplifier dengan konfigurasi Common Gate dengan rangkaian seperti pada gambar 5. Rangkaian dengan konfigurasi Common Gate ini mengambil input dari source transistor sedangkan output diambil dari Drain. Berikut adalah hasil sinyal input dan output yang diperoleh :


8

Gambar 13 Sinyal input – output output Common Gate

Berikut adalah gambar sinyal input dan output yang dihasilkan : Gambar 14 Sinyal input-output Common Drain

Berdasarkan gambar diatas teramati bahwa penguatan tegangan yang dihasilkan adalah sebesar : 100mV/80 mV = 1.25 V/V. Besarnya pengutan sinyal adalah bernilai positif, hal ini telah sesuai referensi yang menyatakan bahwa penguatan tegangan pada common gate bernilai positif yang berarti perbedaan fasa antara input dan output adalah 0 0. Nilai penguatan tegangan ini apabila dibandingkan dengan nilai penguatan hasil perhitungan (0.88 V/V) yaitu nilainya masih mendekati atau tidak terlalu jauh. Sehingga data yang dihasilkan dapat dikatakan cukup valid. Besarnya tegangan input saat sinyal outputnya mulai terdistorsi adalah 5 Vpp. B. R ESISTANSI ESISTANSI INPUT Pada penguatan transistor FET dengna konfigurasi Common gate diperoleh nilai resistansi input sebesar 400 400 Ω. Berdarsarkan rumus yang terdapat pada karakteristik transistor FET (bernilai 323.6 Ω), nilai resistansi input ini tidak jauh berbeda yaitu masih dalam orde ratusan ohm dan nilainya cukup berdekatan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa resistansi input yang dimiliki Amplifier dengan konfigurasi Common Gate memiliki resistansi input yang cukup kecil atau masih dalam orde ratusan ohm). C. R ESISTANSI ESISTANSI OUTPUT Pada amplifier dengan konfigurasi Common Gate diperoleh nilai resistansi output sebesar 300 Ω. Nilai ini juga tidak jauh berbeda dengan nilai resistansi output yang diperoleh dari hasil perhitugan yaitu 286.51 Ω. Dari kedua nilai ini , dapat disimpulkan bahwa resistansi output untuk penguat transistor dengan konfigurasi Common Gate memiliki nilai resistansi output yang cukup kecil (masih dalam orde ratusan ohm). 4.5

PENGUAT COMMON DRAIN A.

F AKTOR PENGUAT

Dibuat rangkaian penguatan MOSFET dengan konfigurasi Common Drain. Pada konfigurasi ini, input diambil dari Gate transistor sedangkan output diamati/diambil dari source transistor.

Berdasarkan gambar diatas dapat diamati bahwa besarnya penguatan tegangan yang dihasilkan yaitu sebesar : 70 mV/0.1 V = 0.7 V/V. Nilai penguatan ini adalah positif sesuai dengan referensi yang berarti bahwa antara input dan outputnya tidak terdapat perbedaan fasa. Untuk besar penguatan apabila dibandingkan dengan hasil perhitungan (0.99 V/V) yakni nilai hasil pengukuran ini telah sesuai atau mendekati dengan nilai hasil perhitungan dimana nilai hasil perhitungan yaitu penguatan untuk konfigurasi adalah mendekati 1 V/V. Sehingga konfigurasi common drain ini ccocok dgunakan sebagai penguat buffer atau dapat diguankan pada tahap akhit rangkaian pernguat bertingkat. Besarnya tegangan input saat outpunya mulai terdistorsi adalah 1 Vpp. B. R ESISTANSI ESISTANSI INPUT Penguatan transistor dengan konfigurasi Common Drain menghasilkan nilai resistansi input yaitu sebesar 130 kΩ kΩ. Nilai yang diperoleh dari hasil pengukursan (1 MΩ MΩ) sedikit berbeda dengan hasil perhitungan, hal ini kemungkinan disebabkan karena respon frekuensi pada kapasitor dan kemungkinan pengaruh resistansi incremental pada transistor yang tidak diperhitungkan. Namun dapat diambil kesimpulan bahwa resistansi input pada penguatan Common drain bernilai sangat besar (dalam orde ratusan kilo ohm). C. R ESISTANSI ESISTANSI OUTPUT Berdasarkan percobaan amplifier transistor dengan konfigurasi Common Drain diperoleh nilai resistansi output sebesar 930 Ω. Sehingga dapat disimpulkan bahwa resistansi output pada penguatan dengan konfigurasi common drain bernilai cukup besar (dalam orde ratusan ohm). 5.

K ESIMPULAN ESIMPULAN

Dari percobaan didapatkan kesimpulan :


9











Kurva Id Vgs menunjukan bahwa transistor MOSFET mulai berfungsi pada saat nilai tegangan gate dan source pada nilai tertentu. Nilai tegangan ini dinamakan tegangan Threshold (VT) . Nilai tegangan threshold yang didapatkan pada praktikum ini yaitu sebesar 1.6 V. Nilai tegangan threshold sendiri dapat bernilai negatif (MOSFET tipe depletion) atau pun positif (MOSFET tipe enhancement).

[3]. http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor_efek% E2%80%93medan,, 1 April 2015, 4.22 PM E2%80%93medan

Kurva Id – Vds menunjukan daerah kerja transoistor yaitu pertama daerah saturasi (daereah kerja transistor yang digunakan sebagai pernguat) saat kurva bernilai tetap (konsisten) terhadap perubahan Vds , daerah triode yaitu saat hubungan Id dan Vds berbanding lurus (linear), dan terakhir daerah cut off yaitu saat transistor tidak aktif. Penguatan dengan konfigurasi Common Source memiliki karakteristik sinyal input outputnya bersifat inverting (berbeda fasa 1800), memiliki penguatan tegangan yang kecil dan bernilai negatif, memiliki high input impedance (Resistansi input besar) dan moderate output impedance (Resistansi output sedang). Penguatan dengan konfigurasi Common Gate memiliki karakteristik sinyal input output tidak besifat inverting (berbedafasa 00, memiliki penguatan tegangan yang kecil, memiliki resistansi input yang kecil (low voltage impedance) dan memiliki resistansi output yang cukup besar (high output impedance). Penguatan dengan konfigurasi Common Drain memiliki karakteristik sinyal input output tidak bersifat inverting (berbeda fasa 00), memiliki penguatan tegangan yang mendekati 1 (low voltage gain) sehingga dapat digunakan sebagai penguat buffer, memiliki resistansi input yang besar (high input impedance) dan memiliki resistansi output yang sedang (moderate output impedance). D AFTAR PUSTAKA

[1]. Mervin T Hutabarat, Praktikum Rangkaian Elektrik, Laboratorium Dasar Teknik Elektro ITB,Bandung, 2014. [2]. Adel S. Sedra and Kennet C. Smith, Microelectronic Circuits, Oxford University Press, USA, 2004.


1 0

EL2205_4_13213060

Recommend Documents