3.13 COMPUTER ANALYSIS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Download File 

1. Pendahuluan [Kembali]

    Semikonduktor merupakan benda yang konduktivitasnya berada di antara konduktor dan isolator. Sifat pada semikonduktor ini menjadi hal penting yang banyak digunakan dalam dunia elektronika. Semikonduktor biasanya terbuat dari atom silikon (Si) atau Germaniaum (Ge). Semikonduktor dapat bersifat konduktor ketika dipanaskan dan bersifat isolator ketika didinginkan. Namun, selain mengubah suhunya, sifat semikonduktor juga dapat diubah melalui doping. Apabila semikonduktor didoping dengan atom yang bervalensi 5 seperti Fosfor (F), maka semikonduktor tersebut bertipe n. Sedangkan semikonduktor yang didoping dengan atom yang bervalensi 3 seperti Boron (B), maka semikonduktor tersebut bertipe p.

    Transistor merupakan gabungan dari 3 semikonduktor yang bertipe p dan n. Secara umum, transistor terbagi menjadi dua yaitu bipolar dan unipolar. Transistor bipolar merupakan transistor yang membawa muatan listrik berupa hole dan e^-, sedangkan unipolar membawa muatan listrik berupa hole atau e^-.

    Berdasarkan doppinnya transistor terbagi menjadi dua, yaitu NPN dan PNP. Kedua tipe ini memiliki sifat yang berbeda. Perbedaan ini dapat dilihat dari tipe semikonduktor yang digunakan pada transistor tersebut, dan arah arus serta aliran muatan mayoritas.

2. Tujuan [Kembali]

• Memahami prinsip kerja transistor
• Mengetahui karakteristik transistor NPN
• Mampu membuat rangkaian transistor
• Mampu menghitung nilai arus pada rangkaian dan tegangan masing-masing komponen pada rangkaian transistor

3. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Baterai

Merupakan alat elektronika yang mampu mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan arus searah

Baterai

Tampilan baterai pada aplikasi proteus

2. Resistor

Merupakan alat elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi dan berfungsi untuk menghambat arus yang mengalir pada rangkaian. Semakin besar nilai resistansi, maka semakin kecil pula arus yang dapat mengalir

Resistor

Tampilan resistor pada aplikasi proteus

3. Voltmeter

Merupakan alat elektronika yang digunakan untuk mengukur tegangan pada komponen elektronika. Untuk mengukur tegangan komponen, voltmeter disusun secara paralel pada komponen yang akan diukur

Voltmeter analog

Tampilan voltmeter pada aplikasi proteus

4. Amperemeter

Merupakan alat elektronika yang digunakan untuk mengukur nilai arus yang mengalis pada suatu rangkaian. Untuk mengukur arus, amperemeter disusun secara seri pada rangkaian yang akan diukur

Amperemeter yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari

Tampilan ampremeter pada aplikasi proteus

5. Ground

Merupakan jalur instalasi listrik yang diarahkan ke tempat tertentu untuk menjaga keselamatan apabila terjadi kebocoran arus pada rangkaian.

Tampilan ground pada aplikasi proteus

6. Transistor

Merupakan alat elektronika yang tersusun dari 3 semikonduktor, dapat tersesusun dari tipe p-n-p dan tipe n-p-n. Transistor berfungsi sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, dan modulator.

Jenis transistor yang digunakan

7. Osiloskop

Merupakan alat ukur frekuensi dan sinyal pada rangkaian elektronik dan menampilkannya dalam bentuk grafik.

Osiloskop digital

Tampilan osiloskop pada proteus

 

4. Dasar Teori [Kembali]

    Cadence OrCAD merupakan prosedur untuk memperoleh karakteristik transistor menggunakan Windows PSpice yang harus diperiksa. Transistor terdapat di pustaka EVAL dan dimulai dengan huruf Q. Pustaka tersebut mencakup dua transistor npn, dua transistor pnp, dan dua konfigurasi Darlington. 

    Fakta bahwa ada serangkaian kurva yang ditentukan oleh level IB akan mengharuskan sapuan nilai IB (sapuan bersarang) terjadi dalam sapuan tegangan kolektor-ke-emitor. Namun, ini tidak diperlukan untuk diode karena hanya akan menghasilkan satu kurva.

    Pada gambar 3.34. Jaringan digunakan untuk mendapatkan karakteristik kolektor dari transistor Q2N2222. Jaringannya dibuat menggunakan prosedur yang sama pada materi Aplikasi Dioda.

    Tegangan Vcc akan membentuk sapuan utama, sedangkan Vbb akan menentukan sapuan bersarang. Untuk referensi di masa mendatang, perhatikan panel di kanan atas bilah menu dengan kontrol gulir saat membangun jaringan. Opsi ini memungkinkan kita untuk mengambil elemen yang telah digunakan sebelumnya. Misalnya, jika Anda menempatkan rsistor beberapa elemen yang lalu, cukup kembali ke bilah gulir dan gulir hingga resistor R muncul. Klik lokasi sekali dan resistor akan muncul di layar. 

    Setelah jaringan ditetapkan seperti gambar 3.34, pilih kunci Profil Simulasi Baru dan masukan OrCAD3-1 sebagai nama. Kemudian pilih Buat untuk mendapatkan kotak dialog Pengaturan Simulasi. Jenis Analisis akan di DC Sweep, dengan Variable Sweep menjadi Sumber Tegangan. Masukan Vcc sebagai nama sumber tegangan sapuan dan pilih Linear untuk sapuan. Nilai Mulai adalah 0 V, nilai Akhir adalah 10 V, dan kenaikan sebesar 0,01 V.

    Penting untuk tidak memilih x di sudut kanan atas kotak untuk meninggalkan kontrol pengaturan. Pertama-tama kita harus memasukkan variabel sapuan bersarang dengan memilih sapuan sekunder dan memasukan Vbb sebagai sumber tegangan yang akan di sapu. Sekali lagi, ini akan menajadi sapuan Linear. Nilai Vbe sebesar 0,7 V.

Jika nilai Akhir adalah 10,7 V sesuai dengan arus 100 mikro A. Kenaikan diatur pada 2 V, sesuai dengan perubahan arus berbasis 20 mikro A. Kedua sapuan sekarang disetel, tetapi sebelum meninggalkan kotak dialog pastikan kedua sapuan diaktifkan dengan mencentang kotak di sebelah setiap sapuan. Seringkali setelah memasuki sapuan kedua, pengguna gagal membuat sapuan kedua sebelum meninggalkan kotak dialog. Setelah keduanya dipilih, Jalankan PSpice. Hasilnya akan berupa grafik dengan tegangan Vcc bervariasi dengan 0 V ke 10 V. 

    Untuk membuat kurva, terapkan urutan Trace-Add. Trace untuk mendapatkan kotak dialog Add Trace, Pilih IC (Q1), arus kolektor transisto untuk sumbu vertikal. Lalu OK, dan karakteristik akan mucul. Sayangnya, bagaimanapun mereka meluas dari -10 mA hingga +20 mA pada sumbu vertikal. Ini dapat diperbaiki dengan urutan Plot-Axix Settings,yang lagi-lagi akan menghasilkan koak dialog Axis Settings. Pilih Y-Axis dan di bawah Rentang Data pilih Ditentukan Pengguna dan tetapkan rentang sebagai 0-20 mA. OK, dan plot dari gambar 3.35 akan muncul. Label pada plot dapat ditambah menggunakan versi produksi sion dari OrCAD.

    Seperti dioda, parameter di bagian perangkat lainnya akan memiliki efek nyata pada kondisi pengeoperasian. Jika kita kembali ke spesifikasi transistor menggunakan Edit-Spice Model untuk mendapatkan kontak dialog Demo Editor Model PSpice, kita harus menghapus nilai Bf. Pastikan untuk meninggalkan tanda kurung di sekitar Bf selama proses penghapusan. Ketika Anda keluar dari kontak dialog Model Editor/16.3 akan muncul untuk meminta Anda menyimpan perubahan. Itu disimpan sebagai OrCAD 3-1 dan sirkuit disimulasikan lagi untuk mendapatkan karakteristik gambar 3.36.

    Perhatikan dahulu bahwa kurva semuanya horizontal, artinya elemen tersebut tidak memiliki resesif apa pun karakteristiknya. Selain itu, jarak yang sama dari seluruh kurva mengungkapkan bahwa beta adalah sama dimana-mana. 

    Nilai sebenarnya dari analisis di atas adalah unuk mengenali bahwa meskipun beta mungkin tersedia, kinerja sebenarnya dari perangkat akan sangat bergantung pada parameter lainnya. Asumsikan perangkat ideal selalu merupakan titik awal yang baik, tetapi jaringan yang sebenarnya menyediakan sebuah rangkaian hasil yang berbeda.

    Simulasi  dengan PSpice memungkinkan kita untuk melakukan analisis-analisis DC bias, DC sweep, AC analysis, dan transient.

5. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur

1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian yang dapat dicari pada menu component mode di aplikasi proteus
2. Letakkan posisi alat dan bahan serta dihubungkan sesuai dengan rangkaian yang ada pada e-book
3. Ubah nilai komponen sesuai dengan rangkaian yang ada pada e-book
4. Atur animasi simulasi sesuai kebutuhan pada menu system
5. Simulasikan rangkaian dan amati apa yang terjadi

b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Prinsip Kerja:

Ketika tegangan VBB lebih besar dari 0,7 V, maka tegangan pada VBE akan bernilai 0,7 V sehingga transistor akan aktif dan arus dari kolektor akan mengalir menuju emitor. Arus pada kolektor nilainya berbanding lurus dengan nilai dari variabel beta dan besarnya arus basis yang mengalir.

Rangkaian fig 3.34

c. Video Simulasi

6. Download File [Kembali]

• Download video simulasi rangkaian fig 3.34 [Klik disini]
  

• Download rangkaian fig 3.34 [Klik disini]

• Download datasheet transistor [Klik disini]
  

• Download datasheet resistor [Klik disini]

• Download data sheet baterai [Klik disini]

• Download data sheet amperemeter [Klik disini]

• Download data sheet voltmeter [Klik disini]