RANGKAIAN 7.5 COMMON GATE CONFIGURATION

[down]

 

 7.5 COMMON-GATE CONFIGURATION

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Link Download

1. Pendahuluan [Back]

Konfigurasi common gate (CG) adalah jenis penguatan dimana terminal gate dari MOSFET dihubungkan ke referensi tetap (biasanya ground atau tegangan tetap lainnya), sedangkan sinyal input diterapkan pada terminal source dan sinyal output diambil dari terminal drain. Dengan kata lain, terminal gate menjadi terminal yang "umum" atau "common" antara input dan output.

2. Tujuan [Back]

• Untuk mengetahui cara kerja dari rangkaian Common Gate Configuration
• Untuk mengetahui prinsip kerja daei rangkaian Common Gate Configuration
• Menghitung tegangan dan arus dalam rangkaian Paralel dan Seri-Paralel
   

3. Alat dan Bahan [Back]\

A. Alat

1. DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

2. DC Amperemeter

DC Amperemeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar arus pada suatu komponen. Cara pemakaiannya dengan memposisikan kaki2 Amperemeter secara seri dengan komponen yang akan diuji besar kuat arusnya.

3. Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Spesifikasi:

Pinout:

Keterangan:

 4. Power Supply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi rangkaian.

B. Bahan

1. Baterai

Baterai adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.

Pinout dari baterai :

2. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

Rumus hukum ohm (V=IR)

Untuk mengetahui nilai resistansi dari suatu resistor, dapat dilihat dari tabel berikut:

Cobtoh lain cara membaca resistor :

Gelang ke 1 : Merah = 2

Gelang ke 2 : Merah = 2

Gelang ke 3 : Coklat = 1 (angka 1 menjadi pangkat dari angka 10 = 101

Gelang ke 4 : Emas = Toleransi 5%

Maka nilai resistor tersebut adalah 22 * 101= 220 Ohm dengan toleransi 5%

3. Ground

Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik baliknya arus listrik atau beda potensialnya bernilai 0 (nol). Fungsi Ground adalah memberi perlidungan pada peggunaan peralatan listrik.

4. Dioda

Dioda adalah komponen elektronik yang digunakan untuk melewatkan arus. Dioda hanya dapat melewatkan arus listrik dalam satu arah saja.

5. Kapasitor

Kapasitor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari dua konduktor. Dimana keduanya dipisahkan oleh dua penyekat yang disebut dengan keping. Sederhanannya fungsi utama kapasitor adalah untuk menyimpan energi listrik, namun masih banyak lagi fungsi-fungsi kapasitor yang harus kamu ketahui.

Cara menentukan:

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF

Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.

Cara menghitung nilai kapasitor :

1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.

2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.

3. Satuan kapasitor dalam piko farad.

4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :

B = 0.10pF

C = 0.25pF

D = 0.5pF

E = 0.5%

F = 1%

G = 2%

H = 3%

J = 5%

K = 10%

M = 20%

Z = + 80% dan -20%

Pinout:

Spesifikasi:

· 

4. Dasar Teori [Back]

Konfigurasi di mana terminal gerbang dibumikan dan sinyal input biasanya diterapkan ke terminal sumber dan sinyal output diperoleh di terminal pembuangan seperti yang ditunjukkan pada rangkaian 7.23a dan 7.23b

Persamaan jaringan dapat ditentukan dengan menggunakan rangkaian7.24. Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff dalam arah yang ditunjukkan pada rangkaian 7.24 akan menghasilkan

Menerapkan kondisi n ID = 0 mA ke Persamaan. 7.23 akan menghasilkan

Menerapkan kondisiVGS=0 V ke Persamaan. 7.23 akan menghasilkan

Garis beban yang dihasilkan muncul pada rangkaian 7.25 memotong kurva transfer untuk JFET seperti yang ditunjukkan pada gambar. Persimpangan yang dihasilkan menentukan arus operasi IDQ bekerja seperti yang juga ditunjukkan dalam jaringan. dan tegangan VD untuk jaring-bekerja seperti yang juga ditunjukkan dalam jaringan.

Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff di sekitar loop yang berisi dua sumber, JFET dan resistorR,D Dan RS pada rangkaian 7.23a dan rangkaian 7.23b akan menghasilkan

Resistor adalah komponen pasif dua terminal yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir melalui suatu rangkaian dan membentuk pembagian tegangan. Resistor bekerja berdasarkan hukum Ohm.

Hukum Ohm

Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan $V$ yang melewati resistor sebanding dengan arus $I$ yang mengalir melaluinya dan hambatan $R$ resistor tersebut:

$$V = I \times R$$

Di mana:

• $V$ adalah tegangan dalam volt (V).
• $I$ adalah arus dalam ampere (A).
• $R$ adalah hambatan dalam ohm (Ω).

Daya pada Resistor

Daya yang dihasilkan atau diserap oleh resistor dapat dihitung dengan persamaan berikut:

$$P = V \times I = I^2 \times R = \frac{V^2}{R}$$

Di mana:

• $P$ adalah daya dalam watt (W).

Resistor dalam Rangkaian

1. Resistor Seri:

   Untuk resistor yang dihubungkan seri, hambatan total $R_{total}$ adalah jumlah dari semua hambatan individu:

   $$R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 + \ldots + R_n$$

2. Resistor Paralel:

   Untuk resistor yang dihubungkan paralel, hambatan total $R_{total}$ adalah kebalikan dari jumlah kebalikan dari semua hambatan individu:

   $$\frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \ldots + \frac{1}{R_n}$$

Contoh Perhitungan

Misalkan kita memiliki rangkaian dengan dua resistor $R_1 = 100 \, \Omega$ dan $R_2 = 200 \, \Omega$, dan tegangan sumber $V = 12 \, V$.

1. Menghitung Arus melalui Resistor dalam Seri:

   $$R_{total} = R_1 + R_2 = 100 \, \Omega + 200 \, \Omega = 300 \, \Omega$$ $$I = \frac{V}{R_{total}} = \frac{12 \, V}{300 \, \Omega} = 0.04 \, A$$

2. Menghitung Tegangan pada Setiap Resistor dalam Seri:

   $$V_{R1} = I \times R_1 = 0.04 \, A \times 100 \, \Omega = 4 \, V$$ $$V_{R2} = I \times R_2 = 0.04 \, A \times 200 \, \Omega = 8 \, V$$

3. Menghitung Hambatan Total dalam Paralel:

   $$\frac{1}{R_{total}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} = \frac{1}{100 \, \Omega} + \frac{1}{200 \, \Omega}$$ $$\frac{1}{R_{total}} = 0.01 + 0.005 = 0.015$$ $$R_{total} = \frac{1}{0.015} = 66.67 \, \Omega$$

4. Menghitung Daya yang Diserap oleh Resistor:

   $$P_{R1} = I^2 \times R_1 = (0.04 \, A)^2 \times 100 \, \Omega = 0.16 \, W$$ $$P_{R2} = I^2 \times R_2 = (0.04 \, A)^2 \times 200 \, \Omega = 0.32 \, W$$

5. Percobaan [Back]

  A. Langkah Prosedur Percobaan

• Siapkan segala komponen yang di butuhkan
• Susun rangkaian sesuai panduan
  
• Sambungkan rangkaian dengan baterai untuk sumber tenaga
• Hidupkan rangkaian
• Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat

    B. Gambar Rangkaian

 1 rangkaian 7.23

Langkah-langkah Simulasi:

1. Membuat Skema Rangkaian:

   • Buka Proteus dan buat proyek baru.
   • Pilih komponen yang diperlukan dari pustaka komponen Proteus.
   • Dalam hal ini, Anda memerlukan komponen berikut:
     • Transistor bipolar NPN (NPN transistor)
     • Resistor (R1, R2)
     • Sumber tegangan (V1)
   • Letakkan komponen-komponen tersebut pada lembar kerja dan hubungkan sesuai dengan skema yang Anda berikan.
   • Pastikan orientasi dan polaritas komponen benar.
   • Atur nilai komponen sesuai dengan skema:
     • Transistor NPN: 2N3904 (atau transistor NPN lainnya dengan karakteristik yang sesuai)
     • Resistor: R1 = 1kΩ, R2 = 100Ω
     • Sumber tegangan: V1 = 12V

2. Konfigurasi Simulasi:

   • Klik kanan pada skema dan pilih "Simulate IC".
   • Pada jendela "Simulation Setup", pilih jenis simulasi "Transient".
   • Atur parameter simulasi sebagai berikut:
     • Start Time: 0s
     • Stop Time: 10ms
     • Step Size: 1µs
   • Klik "OK" untuk menyimpan pengaturan simulasi.

3. Menambahkan Probe:

   • Klik kanan pada skema dan pilih "Insert Probe".
   • Tempatkan probe di titik-titik berikut:
     • Basis transistor (node 1)
     • Kolektor transistor (node 2)
     • Beban (R2)
   • Probe ini akan memungkinkan Anda untuk mengukur tegangan dan arus di titik-titik tersebut selama simulasi.

4. Menjalankan Simulasi:

   • Klik tombol "Run" di toolbar simulasi.
   • Proteus akan menghitung perilaku rangkaian berdasarkan model komponen dan parameter simulasi.

5. Analisis Hasil:

   • Proteus akan menampilkan jendela "Waveform Viewer".
   • Jendela ini menunjukkan bentuk gelombang tegangan dan arus di titik-titik yang ditandai dengan probe.
   • Analisis bentuk gelombang untuk memahami perilaku rangkaian.
   • Perhatikan hal-hal berikut:
     • Bentuk gelombang tegangan di basis transistor menunjukkan sinyal input yang mengontrol transistor.
     • Bentuk gelombang tegangan di kolektor transistor menunjukkan sinyal output yang dihasilkan oleh transistor.
     • Arus melalui beban (R2) menunjukkan arus yang mengalir melalui perangkat yang dikendalikan oleh transistor.

Prinsip Kerja Rangkaian:

Rangkaian ini menggunakan transistor NPN sebagai saklar elektronik. Transistor NPN memiliki tiga terminal: emitor, basis, dan kolektor. Arus mengalir dari emitor ke kolektor ketika arus kecil diterapkan pada basis.

Dalam rangkaian ini, basis transistor terhubung ke sumber tegangan (V1) melalui resistor R1. Ketika tegangan diterapkan pada V1, arus kecil mengalir melalui R1 ke basis transistor. Arus ini cukup untuk mengaktifkan transistor, sehingga arus dapat mengalir dari emitor ke kolektor. Arus ini kemudian mengalir melalui resistor beban (R2).

Ketika tegangan pada V1 dihapus, arus melalui R1 berhenti. Ini menonaktifkan transistor, sehingga arus tidak lagi dapat mengalir dari emitor ke kolektor. Arus melalui resistor beban (R2) juga berhenti.

Rangkaian ini dapat digunakan untuk mengontrol berbagai perangkat elektronik, seperti lampu, motor, dan solenoid. Dengan mengubah tegangan pada V1, Anda dapat mengontrol kapan transistor aktif dan nonaktif, dan dengan demikian mengontrol kapan arus mengalir melalui resistor beban.

2 rangkaian 7.24  persamaan jaringan untuk konfigurasi dari Gambar 7.23.

Langkah-langkah Simulasi:

1. Membuat Skema Rangkaian:

• Buka Proteus dan buat proyek baru.
• Pilih komponen yang diperlukan dari pustaka komponen Proteus.
• Dalam hal ini, Anda memerlukan komponen berikut:
  • Timer 555 (IC 555)
  • Resistor (R1, R2, R3, R4)
  • Kapasitor (C1)
  • LED
  • Sumber tegangan (V1)
• Letakkan komponen-komponen tersebut pada lembar kerja dan hubungkan sesuai dengan skema yang Anda berikan.
• Pastikan orientasi dan polaritas komponen benar.
• Atur nilai komponen sesuai dengan skema:
  • Timer 555: NE555 (atau timer 555 lainnya dengan karakteristik yang sesuai)
  • Resistor: R1 = 10kΩ, R2 = 10kΩ, R3 = 1kΩ, R4 = 1kΩ
  • Kapasitor: C1 = 10µF
  • LED: LED standar (misalnya, 1N4001)
  • Sumber tegangan: V1 = 5V

2. Konfigurasi Simulasi:

• Klik kanan pada skema dan pilih "Simulate IC".
• Pada jendela "Simulation Setup", pilih jenis simulasi "Transient".
• Atur parameter simulasi sebagai berikut:
  • Start Time: 0s
  • Stop Time: 1s
  • Step Size: 10µs
• Klik "OK" untuk menyimpan pengaturan simulasi.

3. Menambahkan Probe:

• Klik kanan pada skema dan pilih "Insert Probe".
• Tempatkan probe di titik-titik berikut:
  • Pin 3 (output) timer 555
  • Anoda LED
• Probe ini akan memungkinkan Anda untuk mengukur tegangan di titik-titik tersebut selama simulasi.

4. Menjalankan Simulasi:

• Klik tombol "Run" di toolbar simulasi.
• Proteus akan menghitung perilaku rangkaian berdasarkan model komponen dan parameter simulasi.

5. Analisis Hasil:

• Proteus akan menampilkan jendela "Waveform Viewer".
• Jendela ini menunjukkan bentuk gelombang tegangan di pin 3 (output) timer 555 dan anoda LED.
• Analisis bentuk gelombang untuk memahami perilaku rangkaian.
• Perhatikan hal-hal berikut:
  • Bentuk gelombang tegangan di pin 3 menunjukkan sinyal pulsa yang dihasilkan oleh timer 555.
  • LED menyala ketika tegangan di anoda LED tinggi (5V).
  • LED mati ketika tegangan di anoda LED rendah (0V).

Prinsip Kerja Rangkaian:

Rangkaian ini menggunakan timer 555 untuk menghasilkan sinyal pulsa yang mengontrol LED. Timer 555 adalah sirkuit terpadu multifungsi yang dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, termasuk timing, osilasi, dan pemicu.

Dalam rangkaian ini, timer 555 dikonfigurasi sebagai astabil multivibrator. Dalam mode ini, timer 555 menghasilkan sinyal pulsa persegi panjang dengan frekuensi dan durasi yang ditentukan oleh nilai resistor (R1, R2) dan kapasitor (C1).

Sinyal pulsa dari pin 3 (output) timer 555 mengontrol arus melalui LED. Ketika tegangan pada pin 3 tinggi (5V), arus mengalir melalui LED dan LED menyala. Ketika tegangan pada pin 3 rendah (0V), arus tidak mengalir melalui LED dan LED mati.

Frekuensi dan durasi pulsa yang dihasilkan oleh timer 555 dapat diubah dengan mengubah nilai resistor R1 dan R2. Kapasitor C1 menentukan waktu pengisian dan pengosongan timer.

3. Gambar Rangkaian

Langkah-langkah Simulasi:

1. Membuat Skema Rangkaian:

• Buka Proteus dan buat proyek baru.
• Pilih komponen yang diperlukan dari pustaka komponen Proteus.
• Dalam hal ini, Anda memerlukan komponen berikut:
  • Transistor bipolar NPN (NPN transistor)
  • Resistor (R1, R2, R3)
  • Kapasitor (C1, C2)
  • Sumber tegangan (V1, V2)
  • Sinyal input (Vin)
  • Output (Vout)
• Letakkan komponen-komponen tersebut pada lembar kerja dan hubungkan sesuai dengan skema yang Anda berikan.
• Pastikan orientasi dan polaritas komponen benar.
• Atur nilai komponen sesuai dengan skema:
  • Transistor NPN: 2N3904 (atau transistor NPN lainnya dengan karakteristik yang sesuai)
  • Resistor: R1 = 10kΩ, R2 = 10kΩ, R3 = 1kΩ
  • Kapasitor: C1 = 10µF, C2 = 1µF
  • Sumber tegangan: V1 = 5V, V2 = -5V
  • Sinyal input: Vin = 1V sinusoid dengan frekuensi 1kHz
  • Output: Vout
• Skema rangkaian preamplifier inverter ini menggunakan konfigurasi common emitter transistor NPN. Sinyal input (Vin) diterapkan pada basis transistor. Arus kolektor transistor dikendalikan oleh tegangan basis. Rangkaian ini menghasilkan output tegangan (Vout) yang terbalik dan diperkuat dari sinyal input.

2. Konfigurasi Simulasi:

• Klik kanan pada skema dan pilih "Simulate IC".
• Pada jendela "Simulation Setup", pilih jenis simulasi "Transient".
• Atur parameter simulasi sebagai berikut:
  • Start Time: 0s
  • Stop Time: 10ms
  • Step Size: 1µs
• Klik "OK" untuk menyimpan pengaturan simulasi.

3. Menambahkan Probe:

• Klik kanan pada skema dan pilih "Insert Probe".
• Tempatkan probe di titik-titik berikut:
  • Basis transistor
  • Kolektor transistor
  • Output (Vout)
• Probe ini akan memungkinkan Anda untuk mengukur tegangan di titik-titik tersebut selama simulasi.

4. Menjalankan Simulasi:

• Klik tombol "Run" di toolbar simulasi.
• Proteus akan menghitung perilaku rangkaian berdasarkan model komponen dan parameter simulasi.

5. Analisis Hasil:

• Proteus akan menampilkan jendela "Waveform Viewer".
• Jendela ini menunjukkan bentuk gelombang tegangan di basis transistor, kolektor transistor, dan output (Vout).
• Analisis bentuk gelombang untuk memahami perilaku rangkaian.
• Perhatikan hal-hal berikut:
  • Bentuk gelombang tegangan di basis transistor menunjukkan sinyal input (Vin).
  • Bentuk gelombang tegangan di kolektor transistor menunjukkan sinyal output (Vout) yang terbalik dan diperkuat dari sinyal input.
  • Gain tegangan rangkaian dapat dihitung dengan membagi amplitudo sinyal output dengan amplitudo sinyal input.

Prinsip Kerja Rangkaian:

Rangkaian preamplifier inverter ini bekerja berdasarkan prinsip penguatan tegangan dan inversi sinyal menggunakan transistor NPN.

• Penguat Tegangan: Sinyal input (Vin) diterapkan pada basis transistor. Transistor NPN beroperasi dalam konfigurasi common emitter, di mana arus kolektor dikendalikan oleh tegangan basis. Karena nilai R2 lebih besar dari R3, perubahan kecil pada tegangan basis menghasilkan perubahan arus kolektor yang lebih besar. Hal ini menghasilkan penguatan tegangan pada output (Vout).
• Inversi Sinyal: Transistor NPN bersifat inverter, artinya arus kolektor mengalir ke arah yang berlawanan dengan arus basis. Oleh karena itu, sinyal output (Vout) terbalik dari sinyal input (Vin).

Kapasitor C1 dan C2 berfungsi untuk memblokir tegangan DC dan memungkinkan sinyal AC (Vin) untuk melewati rangkaian.

 

VIDEO

7.23

7.24

7.26

Link Download [Back]

Download Rangkaian 7.23 (klik disini)

Download Rangkaian 7.24 (klik disini)

Download Rangkaian 7.26 (klik disini)

Download Video Rangkaian 7.23 (klik disini)

Download Video Rangkaian 7.24 (klik disini)

Download Video Rangkaian 7.26 (klik disini)

Download Datasheet Transistor (klik disini)

Download Datasheet Battery (klik disini)

Download Datasheet Resistor (klik disini)

Download Datasheet Voltmeter (klik disini)

Download Datasheet Amperemeter (klik disini)
 

[up]