MODUL 4 Tanggap Frekuensi Penguat BJT
1. Tujuan Praktikum 1) Menunjukkan tanggap frekuensi rendah pada suatu penguat BJT. 2) Menunjukkan tanggap frekuensi tinggi pada suatu penguat BJT.
2. Alat dan Bahan 1) Alat
Power Supply
Multimeter
Project board
Kabel jumper
Osiloskop
Function Generator
2) Bahan
Transistor 2N3904
Kapasitor 10µF, 100nF
Resistor 82kΩ, 5k6Ω, 1k2Ω, 15kΩ
3. Dasar Teori Suatu penguat tentunya mempunyai keterbatasan dalam hal kemampuan melewatkan frekuensi sumber sinyal yang disebut sebagai tanggap frekuensi penguat. Secara umum penguat hanya mampu melewatkan daerah frekuensi
menengah. Hal ini berarti faktor penguatan dari penguat tersebut menurun baik pada daerah frekuensi frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Oleh karena karena itu penguat tersebut dikatakan mempunyai tanggapan frekuensi ( respons frekuensi ) tertentu. Respons frekuensi dari setiap penguat berbeda-beda, yakni tergantung dari penggunaan penguat tersebut. Ukuran untuk untuk menyatakan seberapa lebar tanggapan frekuensi suatu penguat biasanya disebut dengan lebar band ( bandwidth).
Transistor amplifier disebut juga sebagai transistor penguat. Pada rangkaian amplifier transistor bekerja pada wilayah antara titik jenuh dan kondisi terbuka (cut off), tetapi tidak pada kondisi keduanya. Transistor akan mengalami jenuh apabila arus yang melalui basis terlalu besar s ehingga antara kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung dengan begitu tegangan antara kolektor dan emitor Vce adalah 0 Volt. Kemudian transistor akan mengalami Cutoff apabila arus yang melalaui basis sangat kecil sekali sehinga kolektor dan emitor akan seperti kawat yang terbuka dan tegangan antara kolektor emitor akan sama dengan tegangan supply, hal ini karena resistansi keduanya sangat besar sekali medekati tak terhingga sehingga sesuai hukum pembagi tegangan pada rangkaian seri maka tegangan yang jatuh akan lebih besar pada resistansi yang lebih besar. Penguat common emitter adalah penguat yang kaki emitter transistor di ground-kan atau ditanahkan, lalu input dimasukkan ke basis dan output diambil pada kaki kolektor. Penguat Common Emitter Mempunyai karakter sebagai penguat tegangan. Konfigurasi ini memiliki resistansi input yang sedang, transkonduktansi yang tinggi, resistansi output yang tinggi dan memiliki penguatan arus (AI), serta penguatan tegangan (AV) yang tinggi. Penguat Common Emitter Mempunyai Karakter sebagai berikut :
Sinyal output-nya berbalik fasa 180˚ terhadap sinyal input.
Sangat mungkin terjadi isolasi karena adanya umpan balik positif, sehingga sering dipasang umpan balik negatif untuk mencegahnya.
Sering dipakai pada penguat frekuensi rendah (terutama pada sinyal audio). Mempunyai stabilitas penguatan yang rendah karena bergantung pada kestabilan suhu dan bias transistor.
4. Langkah Pengujian A. Tanggap Frekuensi Rendah
1) Membuat rangkaian yang seperti gambar diatas tanpa menggunakan R S dan R L. Memperhatikan kaki E, B, C transistor. 2) Mengaktifkan rangkaian. Lalu dengan FG memberikan sinyal V IN sinus dengan frekuensi 1kHz. Mengatur amplitudo V IN hingga didapatkan sinyal maksimum tak cacat (tidak terpotong) pada V OUT . 3) Menggamati gambar dan mengukur besarnya V IN dan VOUT. 4) Menurunkan frekuensi sumber sinyal sampai VOUT = 0,707 x V OUT
(1kHz)
mencatat frekuensinya. 5) Mengulangi langkah 3 dan 4 untuk C B = 100nF. 6) Mengulangi langkah 3 dan 4 untuk C C = 100nF.
B. Tanggap Frekuensi Tinggi 1) Membuat rangkaian yang seperti percobaan A. 2) Mengaktifkan rangkaian. Lalu dengan FG memberikan sinyal V IN sinus dengan frekuensi 1kHz. Mengatur amplitudo V IN hingga didapatkan sinyal maksimum tak cacat (tidak terpotong) pada V OUT . 3) Menggamati gambar dan mengukur besarnya V IN dan VOUT. 4) Menaikkan frekuensi sumber sinyal sampai V OUT = 0,707 x V OUT (1kHz) . mencatat frekuensinya. 5) Memasang CBE = 100 pF dan C BC = 100 pF. 6) Mengulangi langkah 2 s/d 4
5. Data Hasil Praktikum dan Analisa A. Tanggap Frekuensi Rendah
.
No
CB
CC
Vi
V0
0,707 Vo
Frek
1
10 µF
10 µF
256 mV
1,40 V
0,98 V
71,5 Hz
2
0,1 µF
10 µF
296 mV
1,64 V
1,159 V
180 Hz
3
10 µF
0,1 µF
304 mV
1,7 V
1,2019 V
77 Hz
Pada percobaan pertama tanggap frekuensi rendah, dapat kita lihat saat nilai CC dan CB 10µF tegangan input (V in) yang masuk 256 mV dan tegangan outputnya (Vout) 1,40 V, saat frekuensi generator diturunkan hingga 0,707×V out atau 0,98 V, didapatkan nilai frekuensi sebesar 71,5 Hz. Pada pengamatan kedua, dapat kita lihat saat nilai C B diganti dengan 0,1µF tegangan input (V in) yang masuk 296 mV dan tegangan outputnya (V out) ± 1,64 V, saat frekuensi generator diturunkan hingga 0,707×Vout atau ± 1,159 V, didapatkan nilai frekuensi sebesar 180 Hz. Pada pengamatan ketiga, dapat kita lihat saat nilai C C diganti dengan 0,1µF tegangan input (Vin) yang masuk 304 mV dan tegangan outputnya (V out) 1,7 V, saat frekuensi generator diturunkan hingga 0,707×V out atau ± 1,2019 V, didapatkan nilai frekuensi sebesar 77 Hz. Dari pengamatan pertama hingga ketiga dapat kita lihat nilai frekuensi pada saat tegangan 0,707×Vout mengalami kenaikan dari 71,5 Hz menjadi 180 Hz pada percobaan kedua, yaitu ketika nilai CB (0,1µF) lebih kecil dari nilai CC (10µF). Lalu mengalami penurunan lagi pada percobaan ketiga menjadi 77 Hz , yaitu ketika nilai CC (0,1µF) lebih kecil dari nilai C B (10µF) diganti menjadi 0,1µF. Hal ini menujukkan bahwa ketika kapasitor pada basis lebih kecil dari kapasitor yang ada pada kolektor, maka frekuensi middle yang dihasilkan akan lebih besar, dibandingkan dengan kapasitor basis yang lebih kecil dari kapasitor kolektor.
B. Tanggap Frekuensi Tinggi No
CB
CC
Vi
V0
0,707 Vo
Frek
1
-
-
1,62 V
9,44 V
6,67 V
399 kHz
2
100 µF
100 µF
1,72 V
9,84 V
6,956 V
360 kHz
Pada pengamatan pertama tanggap frekuensi tinggi, dapat kita lihat saat nilai CBE dan CBC tidak ada atau tidak dipasang, tegangan input (V in) yang masuk 1,62 V dan tegangan outputnya (V out) 9,44 V, saat frekuensi generator dinaikkan hingga 0.707×Vout atau ± 6,67 V, didapatkan nilai frekuensi sebesar 399 kHz. Pada pengamatan kedua, dapat kita lihat saat ditambahkan nilai C BE dan CBC sebesar 100pF, tegangan input (V in) yang masuk 1,72 V dan tegangan outputnya (Vout) 9,84 V, saat frekuensi generator dinaikkan hingga 0.707×V out atau ± 6,956 V, didapatkan nilai frekuensi sebesar 360 kHz. Secara keseluruhan, saat tidak ada CBE dan CBC, frekuensi middle nya akan lebih besar dibandingkan saat C BE dan CBC dipasang, dan dari data dapat kita lihat juga bahwa AV (amplifikasi) bertambah dari pengamatan pertama hingga pengamatan kedua
6. Kesimpulan 1) Pada tanggap frekuensi rendah, semakin rendah frekuensi semakin rendah pula penguatan (amplifikasi) yang dihasilkan. 2) Pada tanggap frekuesi tinggi, semakin tinggi frekuensi semakin rendah penguatan (amplifikasi) yang dihasilkan.
7. Tugas Membandingkan hasil pengamatan dengan perhitungan Catatan :
Cπ = kapasitor eksternal
Cµ = kapasitor eksternal + 100pF (nilai kapasitor parasitik internal)
