Bab 7

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

-Example

-Problem

-Soal Pilihan Ganda

4. Percobaan 

5. Video

6. Download File

 1. Tujuan [kembali]

• Mempelajari permasalahan dalam menjalankan (troubleshooting) rangkaian JFET
• Mengetahui dari pemeriksaan operasi dc dari Konfigurasi bias diri JFET. 

2. Alat dan Bahan[kembali]

• Resistor

Komponen elektronika yang bersifat menghambat arus listrik dan juga merupakan komponen pasif karena komponen ini tidak membutuhkan arus listrik agar berfungsi.

Gambar Resistor di Proteus

Gambar Resistor

• Power (Daya)

Power adalah komponen yang memberikan daya dan menghsailkan tegangan pada suatu rangkaian.

• JFET N-CHanel

JFET adalah transistor efek medan gerbang persimpangan. Transistor normal adalah perangkat yang dikendalikan arus yang membutuhkan arus untuk biasing, sedangkan JFET adalah perangkat yang dikendalikan tegangan.

• Ground

Ground adalah alat yang berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.

Gambar Ground

Gambar Ground di Proteus

• DC Voltmeter

DC Voltmeter adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensialtegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

Gambar  DC Voltmeter di Proteus

Gambar DC Voltmeter

3. Dasar Teori[kembali]

Pemecahan Masalah Sirkuit Bias JFET mirip dengan sirkuit bias BJT. Perbedaan utama adalah bahwa hanya ada satu persimpangan di FET (persimpangan saluran gerbang) yang mungkin menjadi hubung singkat atau hubung terbuka. Untuk menentukan apakah sirkuit berfungsi dengan benar, semua tegangan terminal FET harus diukur terhadap ground, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 10-25. Ini persis seperti yang dilakukan untuk rangkaian BJT, dan, di sini sekali lagi, jika level tegangan tidak memuaskan, rangkaian harus diselidiki lebih lanjut untuk menemukan kesalahannya.

Kesalahan Umum:

Sebelum melangkah lebih jauh, daftar kesalahan umum berikut harus dipertimbangkan. Ini berlaku sama untuk sirkuit FET dan BJT.

- Catu daya tidak dihidupkan.

- Kontrol pembatas arus catu daya tidak disetel dengan benar.

- Kabel salah terhubung ke catu daya.

- Fungsi Volt-Ohm-Milliammeter (VOM) salah dipilih.

- Terminal VOM yang digunakan salah.

- Sambungan komponen salah.

- Nilai resistor salah.

- Resistor di tempat yang salah.

Bias Gerbang:

Gambar 10-26 mengilustrasikan sumber kesalahan tipikal dalam rangkaian bias gerbang. Biasanya, gerbang harus negatif sehubungan dengan ground, dan tegangan drain harus berkisar antara 3 V hingga (VDD - 2 V). Jika VD ≈ VDD, seperti pada Gambar 10-26(a), terminal FET mungkin hubung-terbuka, atau R2 mungkin hubung singkat. Ketika VC ≈ 0, seperti pada Gambar 10-26(b), R1 dan R2 mungkin tertukar (resistor bernilai tinggi dan resistor bernilai rendah di tempat yang salah). Kemungkinan lain adalah R2 terhubung terbuka, atau terminal FET dihubung pendek.

Bias diri:

Alasan yang mungkin untuk level tegangan yang salah dalam rangkaian bias mandiri diilustrasikan pada Gambar 10-27. Ini mirip dengan yang dibahas, untuk bias gerbang. Jika VD kira-kira sama dengan VDD [Gambar 10-27(a)], resistor R3 atau salah satu terminal transistor dapat dihubung-terbuka, atau R1 dan R3 dapat dipertukarkan. Atau, R2 mungkin dihubung pendek. Jika VD sama dengan VS [Gambar 10-27(b)], terminal transistor FET mungkin mengalami hubungan pendek, atau R1 dan R2 mungkin berada di tempat yang salah (tertukar).

Bias Pembagi Tegangan:

Pengukuran tegangan yang tidak memuaskan dan kemungkinan kesalahan dalam rangkaian bias pembagi tegangan ditunjukkan pada Gambar 10-28. Jika VD sama dengan VDD [Gbr. 10-28(a)], R1 atau R4 mungkin rangkaian terbuka. Alternatifnya, R2 atau R3 mungkin mengalami hubungan pendek, atau terminal FET mungkin mengalami hubungan terbuka. Ketika VD kira-kira sama dengan VS (Gbr. 10-28(b)], R2 mungkin hubung-terbuka, atau R1 dan R2 mungkin tertukar.Kemungkinan lainnya adalah terminal FET hubung singkat.

 

-Example[kembali]

 example 2.24

Tentukan referensi tegangan yang dihasilkan oleh jaringan pada gambar dibawah ini, yang manakah digunakan LED putih untuk mengindikasikan daya nya nyala. Berapakah level kuat arus yang melalui LED dan daya dialirkan dari sumbernya? bagaimana daya diserap oleh LED bandingkan dengan 6V dioda zener?

Solusi:

Pertama kita nge cek apakah ada tegangan yang cukup yang diterapkan untuku menghidupkkan semua seri elemen dioda. LED putih akan turun sekitar 4 V diatasnya , yang 6 V dan 3,3 V dioda zener memiliki tota 9,3 V dan silikon bias maju dioda memiliki 0,7 V, untuk total 14 V.

Example 2.25

Jaringan pada (rangkaian 1) dirancang untuk membatasi tegangan hingga 20 V selama bagian positif tegangan yang diberikan dan hingga 0 V untuk ekskursi negatif dari tegangan yang diberikan.  Periksa operasinya dan plot bentuk gelombang tegangan di seluruh sistem untuk sinyal yang diterapkan.  Asumsikan sistem memiliki resistansi masukan yang sangat tinggi sehingga tidak akan mempengaruhi jaringan.

           (rangkaian 1)

Solution:

Untuk tegangan positif yang diberikan kurang dari potensial Zener 20 V, dioda Zener akan berada dalam perkiraan keadaan rangkaian terbuka, dan sinyal input hanya akan mendistribusikan dirinya ke seluruh elemen, dengan mayoritas masuk ke sistem karena memiliki tegangan seperti itu. tingkat resistensi yang tinggi.

Setelah tegangan melintasi dioda Zener mencapai 20 V, dioda Zener akan menyala seperti yang ditunjukkan pada (Rangkaian 2) dan tegangan melintasi sistem akan terkunci pada 20 V. Kenaikan lebih lanjut dalam tegangan yang diberikan hanya akan muncul di resistor seri dengan  tegangan melintasi sistem dan dioda bias maju masing-masing tetap pada 20 V dan 0,7 V.  Tegangan di seluruh sistem ditetapkan pada 20 V, seperti yang ditunjukkan pada (Rangkaian 2), karena 0,7 V dioda tidak berada di antara terminal keluaran yang ditentukan.  Oleh karena itu, sistem aman dari peningkatan tegangan lebih lanjut.

 Untuk wilayah negatif dari sinyal yang diterapkan, dioda silikon dibiaskan terbalik dan menghadirkan rangkaian terbuka ke kombinasi seri elemen.  Hasilnya adalah bahwa sinyal yang diterapkan secara negatif penuh akan muncul pada dioda rangkaian terbuka dan tegangan negatif pada sistem terkunci pada 0 V, seperti ditunjukkan pada (Rangkaian 3).

 Oleh karena itu, tegangan melintasi sistem akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar dibawah.

Example 2.26

a. untuk jaringan dioda zener pada (rangkaian 7), tentukan VL,VR,Iz, dan Pz.

b.ulangi bagian a tetapi dengan RL = 3 kohm.

Solution:

a.

 karena V=8,73 V kurang dari Vz=10 V, dioda dalam keadaan off, seperti yang terlihat                                           

pada gambar dibawah.

masukkan hasil ekuivalen open sirkuit dalam jaringan yang sama pada gambar (Rangkaian 7), kita mengetahui:

b.

karena V= 12 V lebih besar dari z= 10V ,dioda dalam keadaan nyala jaringan pada (rangkaian 8) menghasilkan:

-Problem[kembali]

Problem 2.11 ( Zener Diodes) 

42.     a. Tentukan VL, IL, IZ dan IR untuk jaringan dari gambar 2.186 jika RL = 180 ohm

          b. Ulangi langkah bagian (a) jika RL = 470 ohm

          c. Tentukan nilai dari RL yang akan menetapkan kondisi daya maksimum untuk dioda Zener

          d. Tentukan nilai minimum R L untuk memastikan bahwa dioda Zener dalam keadaan "aktif"

43.     a. Desainlah jaringan pada Gambar. 2.187 untuk mempertahankan VL pada 12 V untuk variasi                      beban ( IL ) dari 0 mA hingga 200 mA. Artinya, tentukan RS dan VZ . 

          b. Tentukan Pz max untuk dioda Zener bagian (a). 

46.         Buatlah sketsa output dari jaringan Gambar 2.145 jika inputnya adalah gelombang persegi 50V.               Ulangi untuk Gelombang persegi 5-V. 

Jawaban :

42. a. Menetukan :

• VL = RL . Vi : ( R + RL) = 180 ohm . 20 V : ( 220 + 180 ) ohm = (3.600 : 400) V = 9 V
• IL = VL : RL = 9 V : 180 ohm = 0,05 A = 50 mA 
• IZ = 0 , karena V<VZ, dioda menjadi mati dan kesetaraan diganti dengan sirkuit terbuka 
• VR = Vi - VL  = 20 V - 9 V = 11 V
• IR = VR : R = 11 : 220 = 50 mA.

      b. Ulangi bagian (a) dengan 

       

• VL = RL . Vi : ( R + RL) = 470 ohm . 20 V : ( 220 + 470 ) ohm = (9.400 : 690) V = 13,62 V
• IL = VL : RL = 13,62 V : 470 ohm = 0,029 A = 29 mA 
• karena V=VL = 13,62 V yang mana itu lebih besar dari VZ 10 V, maka dioda akan dalam keadaaan aktif/on dan jaringannya menjadi VL = VZ = 10 V
• VR = Vi - VL  = 20 V - 10 V = 10 V
• IR = VR : R = 10 : 220 = 45 mA.
• IZ = IR - IL = 45 mA - 29 mA = 16 mA

      c. Menetukan nilai RL maximum

•         RLmax = Vz : ILmin = Vz : ( IR - IZ ) = 10 V: ( 45mA-16mA) = 10 V : 29mA =  344,8Ω

      d. Menentukan nilai RL minimum 

•         RLmin= R.VZ : ( Vi - VZ ) = 220 . 10 : (20 - 10) = 220Ω

- Soal Pilihan Ganda

 1. Diketahui VIN = 12 volt, RS = 120 ohm dan RL = 220 ohm. Apabila tegangan zener (VZ) sebesar 5 volt, tentukan :

• Arus sumber (IS)
• Arus zener (IZ)

a. IS = 53 mA, IZ = 19,1 mA 

b. IS = 55 mA, IZ = 23,8 mA 

c. IS = 57 mA, IZ = 37,6 mA 

d. IS = 58 mA, IZ = 35,3 mA 

e. IS = 59 mA, IZ = 22,5 mA 

Jawaban : D. 

Penyelesaian :
Diketahui VIN = 12 volt ; Rs = 120 ohm ; VZ = 5 volt

Menentukan arus sumber (IS)
IS= VIN−VOUT: RS
IS=12V−5V: 120=7: 120=0,058A=58mA

Menentukan arus zener (IZ)
Iz=IS−IRL

Karena nilai IS sudah diketahui sebesar 58mA maka tinggal mencari nilai IRL. IRL = VOUT : RL , sehingga IRL = 5 V : 220 ohm = 0,0227= 22,7mA

Maka IZ = 58 mA- 22,7 mA = 35,3 mA

2. Diketahui VIN = 12 volt, RS = 120 ohm dan RL = 220 ohm. Apabila tegangan zener (VZ) sebesar 5 volt, tentukan RLmin.

a. 81,26

b. 82,16

c. 86,12

d. 86,21

e. 88,26

Jawaban : D.

Penyelesaian : 

IRL= VOUT: RL
IRL=5V: 220Ω =0,023A=23mA

Sehingga :
Iz=IS−IRL
Iz=58mA−23mA=35mA

Tahanan beban minimum (RLmin)

RLmin=VZ:IS
RLmin=A5V:58mA=86,21Ω

3. Jika nilai PIV dioda terlampaui, maka

a) Dioda berjalan buruk
b) Dioda rusak
c) Dioda berperilaku seperti dioda zener
d) Tidak satupun di atas

Jawaban : B. 

4. Percobaan[kembali]

5. Video[kembali]

6. Download File[kembali]

[File Proteus]

[menuju awal]