SURAT PERUBAHAN NILAI

SURAT KETERANGAN PERUBAHAN NILAI

PRATIKUM MEKANIKA KELAS B

Yang bertanda tangan dibawah ini Koordinator  Asisten Laboratorium Fisika Universitas Tadulako. Menyatakan bahwa:

 

Nama          : Akbar A Laona

Stambuk     : A 241 13 027

Kelas          : B

 

Benar  mahasiswa tersebut telah mengikuti Pratikum, namun ada kesalahan dari asisten karena nilainya telah tercecer. Untuk itu surat keterangan ini, dibuat untuk menyetujui pemberian kembali nilai dari Koordinator Asisten.

Palu 13 Februari 2015            Koordinator Asisten

    Rudi santoso

Hukum Newton I, II & III Gerak dan Penerapannya dalam kehidupan sehari-hari

  Hukum Newton Pertama tentang gerak

Hukum Pertama Newton tentang gerak sering pula dsebut hukum kelembaman, kelembaman adalah sifat dasar dari sebuah benda. Yaitu benda akan mempertahankan kedaannya. Hukum pertama Newton berbunyi” sebuah benda yang diam akan tetap diam dan yang bergerak lurus beraturan akan tetap bergerak lurus beraturan selama tidak ada resultan gaya yang bekerja padanya” atau bisa juga kalimatnya dibalik menjadi “ selama resultan gaya yang bekerja pada sebuah partikel sama dengan nol maka benda diam akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan tetap akan bergerak dengan kecepatan tetap”.

Hukum newton tentang gerak sering juga dituliskan

∑F = 0 ,   maka partikel akan diam atau
                                                    gerak lurus beraturan(glb)

Contoh nyata untuk konsep hukum kelembaman dalam kehidupan sehari-hari.

Misalkan kamu sedang naik kendaraan(mobil) yang bergerak atau melaju cepat tiba-tiba di rem mendadak. Apa yang terjadi dengan badan kamu? Pasti badan kamu akan terdorong kedepan. Atau contoh kedua ketika kamu sedang naik angkutan kota dengan laju tetap tiba-tiba angkutan kota digas atau kecepatnnya ditambah maka badan kamu akan terdorong ke belakang. Dari contoh pertama dan kedua memperlihatkan bahwa benda dalam hal ini cenderung akan mempertahankan keaadaannya. Jadi yang sedang bergerak akan tetap bergerak atau yang diam akan tetap diam bila tidak ada resultan gaya yang bekerja padanya. 

Hukum pertama Newton menyatakan keadaan keseimbangan sebuah partikel yaitu sebagai prasarat sebuah partikel berada dalam keadaan keseimbangan, yaitu sebuah partikel dikatakan seimbang bila ∑F = 0 . Blogger disini menyebutnya sebagai partikel sebab kalau untuk benda ada syarat tersendiri yang akan dibahas terpisah dalam posting keseimbangan benda

Newton memiliki nama lengkap Sir Isaac Newton seorang ilmuwan kelahiran Inggris dengan nama kecil Isaac anak laki-laki keluarga Newton seorang petani di pedesaan Inggris. Lahir di Woolsthorpe-by-Colsterworth, Lincolnshire, 4 Januari 1643. Atas jasa-jasa beliau terhadap Ilmu pengetahuan serta mengharumkan nama bangsa dan kerajaan Inggris pada saat itu maka kerajaan memberikan gelar kebangsawanan “Sir”. Nama Newton diabadikan untuk penamaan satuan gaya “Newton”. 1 Newton = 1kgms-2.

Hukum pertama Newton tentang gerak ini dikemukakan Newton setelah mempelajari gagasan Galileo seorang Ilmuwan Italia yang mengatakan bahwa” sebuah partikel atau benda yang bergerak lurus beraturan tidak memerlukan gaya” atau yang biasa disingkat glb

Meski dalam kehidupan nyata kondisi atau keadaan jumlah gaya sama dengan nol sulit terjadi namun konsep ini sangat membantu untuk mempelajari konsep-konsep mekanika atau ilmu yang mempelajari tentang gerak dalam fisika klasik.  

 Hukum Newton Ke-2 Tentang Gerak

persamaan hukum ke-2 Newton

Hukum ke-2 Newton tentang gerak sebagai dasar untuk mempelajari dinamika gerak lurus yaitu, ilmu yang mempelajari gerak dengan memperhitungkan penyebabnya. Sebelum dinamika gerak lurus adalah Kinematika gerak lurus yaitu yaitu: ilmu yang mempelajari gerak tanpa memperhitungkan penyebabnya

Hukum ke-2 Newton tentang gerak menyatakan bahwa percepatan yang diberikan oleh resultan gaya yang bekerja pada sauatu benda adalah sebanding dengan resultan gaya serta berbanding terbalik dengan massa benda. 

Secara matematis hukum ke-2 Newton dinyatakan  dalam gambar di atas

Satuan untuk gaya adalah kgm/s² atau diganti dengan nama Newton seperti yang sudah dibahas dalam posting hukum pertama Newton. Satuan Newton “N” harus ditulis dengan huruf kapital karena Newton menunjukan nama orang.

Untuk contoh konsep percepatan dan gaya misalnya pada saat kamu naik sepeda, atau naik sepatu roda ketika menuju jalan yang menurun, maka sepatu roda kamu akan bertambah kecepatannya. Artinya gerak kamu yang memakai sepatu roda mengalami penambahan kecepatan..

Gaya yang mengakibatkan benda jatuh di permukaan bumi atau sifat benda yang akan bergerak menuju kepermukaan bumi adalah gaya berat. Gaya berat adalah massa benda kali percepatan grafitasi  atau dinyatakan dengan persamaan
                       W= m.g  

 

Keterangan      W(weight)=F= gaya berat(kg)

                        m=massa(kg)

g=percepatan grafitasi bumi

Jadi sekarang kamu sudah dan jangan sampai lupa lagi perbedaan konsep antara  massa dan berat. Kalau massa adalah besaran pokok sedangkan berat adalah besaran turunan yaitu massa kali percepatan grafitasi. Massa  dalam mekanika klasik besarnya mutlak misalnya bila kamu mengukur massa dimanapun di katulistiwa dibandingkan dengan di kutub utara tentunya akan tetap sama atau kamu banding sebuah benda yang massanya m diukur di permukaan bumi dengan diukur di bulan massanya akan tetap. Berbeda halnya dengan berat yang dipengaruhi oleh percepatan grafitasi bila kamu membandingkan mengukur berat di permukaan bumi dengan di bulan akan berbeda karena perbedaan grafitasi tersebut. 

Hukum Newton Ke-3 Tentang Gerak

Hukum ke-3 Newton tentang gerak

Hukum Newton ke-3 tentang gerak  mengatakan bahwa: Jika benda pertama mengerjakan gaya pada benda ke-2, maka benda ke-2 akan mengerjakan gaya pada benda pertama, yang besarnya sama dan arah  berlawanan.. Hukum Newton ke-3 tentang gerak ini memperlihatkan bahwa gaya ini akan ada bila ada dua benda yang saling ber interaksi. Pada hukum ke-3 Newton ini gaya-gaya selalu berpasangan. Jika benda P mengerjakan gaya pada benda Q, maka benda Q akan mengerjakan gaya pula pada benda P. Yang besarnya sama tapi arah berlawanan. 

Hukum Newton ke-3 tentang gerak ini dinamakan juga dengan hukum aksi-reaksi. 

Faksi = - Freaksi

Penjelasannya adalah bila benda P mengerjakan gaya pada benda Q dinamakan sebagai gaya aksi, sebaliknya bila benda Q mengerjakan gaya pada benda P dinamakan dengan gaya reaksi. Besar gaya aksi-reaksi selalu sama tetapi arah berlawanan. 

Konsep fisika dari aksi reaksi adalah sebagai berikut:

• Pasangan aksi reaksi ada bila dua benda berinteraksi
• Aksi reaksi bekerja pada dua benda yang berbeda
• Aksi reaksi sama besar tetapi berlawanan arah

contoh pasangan gaya aksi reaksi adalah:

• seorang anak memakai skate-board dan berdiri mengahadap tembok. Jika anak tersebut mendorong tembok(Faksi), maka tembok akan mendorong tangan  dengan besar gaya yang sama tetapi berlawanan (Freaksi)sehingga anak tersebut terdorong ke belakang.
• Saat palu besi memukul ujung paku berarti palu mengerjakan gaya pada ujung paku(Faksi) maka paku akan memberikan gaya pada palu(Freaksi)
• Ketika kaki atlit renang menolak dinding tembok kolam renang(Faksi) maka tembok kolam renang kan mengerjakan gaya pada kaki perenang(Freaksi) sehingga perenang terdorong ke depan

Terdapat kesalahan pemahaman diantara para siswa dalam mempelajari aksi reaksi diantaranya

Pasangan gaya berat dan gaya normal sering dikatakan sebagai aksi reaksi. Kenyataannya berdasarkan konsep bahwa gaya berat dengan gaya normal bukan bekerja pada dua benda yang berbeda tapi bekerja pada satu benda yang sama jadi pasangan gaya berat dan gaya normal bukan aksi reaksi. Yang merupakan pasangan aksi -reaksi untuk sebuah benda yang di letakkan di atas meja adalah gaya berat atau gaya grafitasi benda yang ditarik bumi sebagai aksi maka benda pun akan menarik bumi sebagai gaya reaksi.

Gaya Normal (N) adalah gaya kontak yang bekerja dengan arah tegak lurus dengan bidang sentuh  jika dua benda bersentuhan. Contoh bila sebuah kotak di letakkan di atas meja maka permukaan meja akan mengerjakan gaya pada kotak. Contoh lain jalan akan memberikan gaya pada permukaan ban yang bersentuhan dengan jalan.  Pasangan gaya tarik gravitasi antar planet dan matahari juga termasuk pasangan gaya aksi reaksi.

PENERAPAN HUKUM-HUKUM NEWTON TENTANG GERAK

A. Penerapan Hukum-Hukum Newton tentang gerak dalam Kehidupan 

Hukum-hukum Newton tentang gerak dapat menjelaskan beberapa peristiwa gerak dalam kehidupan sehari-hari. Sebagai contoh, alasan mengapa pengendara mobil dianjurkan untuk menggunakan sabuk pengaman. Menurut Hukum I Newton suatu benda akan cenderung mempertahankan kedudukannya. Jika benda diam, cenderung tetap diam, dan jika benda bergerak cenderung terus bergerak. Ketika naik mobil ada dua kemungkinan yang terjadi, yaitu mobil diam tiba-tiba bergerak dan ketika melaju kencang tiba-tiba mobil direm mendadak. Pada kemungkinan pertama(mobil diam tiba-tiba bergerak ),tidak terlalu berbahaya karena tubuh akan tertahan oleh jok mobil, tetapi pada kemungkinan kedua (mobil tiba-tiba di rem) sangat berbahaya karena tubuh akan cenderung bergerak dan jika tidak menggunakan sabuk pengaman tubuh bisa terhenyak pada dashboard mobil. Seseorang akan mengalami gaya tekan dasboard mobil sebesar 10 kali berat badannya jika dihentikan mendadak pada kelajuan 70 km/jam.

Dengan menggunakan sabuk pengaman kecelakaan semacam itu dapat diminimalisiasi. Mobil-mobil terbaru selain dilengkapi sabuk pengaman, juga ditambah dengan balon udara yang akan menggembung jika terjadi tabrakan. Sabuk Pengaman Mengapa mobil perlu terus-menerus diinjak pedal gasnya agar kelajuan sepeda motor konstan? Selain gaya dorong mesin, mobil juga mengalami gaya-gaya gesekan baik dari mesin maupun udara. Menurut Hukum I Newton, agar benda bergerak dengan kelajuan konstan, resultan gaya harus sama dengan nol. Karena itu gaya gesekan ini harus diimbangi Ilmu Pengetahuan Alam 2 Paket 6 Penerapan Hukum-hukum Newton dalam Gerak 6 - 7 dengan gaya tarik/dorong mesin sepeda motor dengan cara digas. Ketika mobil bergerak dengan kelajuan konstan, gaya dorong mesin sama dengan gaya gesek.

Mobil dan Gaya Gesekan Mengapa sepeda balap dirancang seringan mungkin? Sepeda Balap Dibuat Seringan Mungkin Menurut Hukum II Newton semakin ringan sepeda yang digunakan, semakin sedikit gaya yang harus diberikan agar sepeda melaju dengan percepatan tertentu. Semakin ringan sepeda berarti waktu yang diperlukan untuk mencapai kecepatan tertentu juga semakin cepat atau dapat dikatakan akselerasinya tinggi. Hal ini tentunya juga dapat menghemat tenaga bagi pembalap. Karena itu, sepeda balap dibuat dari bahan khusus yang sangat kuat, tetapi juga sangat ringan. Mengapa seorang karateka harus mempunyai kuda-kuda yang kokoh? Karateka dan Kuda-kudanya Menurut Hukum III Newton, setiap ada aksi selalu ada reaksi. Menurut Hukum I Newton, benda yang memiliki inersia besar akan sulit digerakkan dan kalau Ilmu Pengetahuan Alam 2 Paket 6 Penerapan Hukum-hukum Newton dalam Gerak 6 - 8 bergerak sulit dihentikan.

Dengan kuda-kuda yang baik, seorang karateka seolah-olah menyatu dengan lantai sehingga inersianya besar. Dengan demikian, tidak mudah roboh ketika terpukul lawan. Apa sajakah aplikasi Hukum I, II dan III Newton dalam bidang pekerjaan? Hukum I, II dan III Newton amat diperlukan dalam berbagai bidang pekerjaan terutama yang berkaitan dengan mekanika. Perancangan dan konstruksi bangunan misalnya banyak memanfaatkan Hukum I dan III Newton tentang gerak karena konstruksi bangunan lebih banyak memerlukan kajian statika atau mekanika pada benda-benda diam. Sementara, para insinyur yang bekerja dengan benda-benda bergerak sering memerlukan perhitungan yang cermat terkait dengan penerapan Hukum II Newton tentang gerak.

Berbagai Kegiatan Mekanika Beberapa contoh permasalahan mekanika yang lain antara lain sebagai berikut. Dua buah balok dihubungkan dengan sebuah tali ringan melalui sebuah katrol yang tanpa gesekan. Benda 50 kg terletak di atas lantai yang memiliki koefisien gesekan 0,2, sementara benda 30 kg tergantung di udara. Berapakah percepatan sistem benda? Jawab Sketsa gaya-gaya yang bekerja pada sistem benda dapat digambarkan sebagai berikut (Gambar 6.8). Gambar 6.8 Gaya-gaya yang Bekerja pada Sebuah Benda dan Diagram Gayanya Ilmu Pengetahuan Alam 2 Paket 6 Penerapan Hukum-hukum Newton dalam Gerak 6 - 9 Karena terdapat gesekan antara balok 1 dan lantai, berlaku rumus: f N m g N ges = μ. = μ. . = 0,2.50.9,8 = 98 m .a T 98N 1 = − Pada m2, berlaku rumus: g m .a 2 2 − = Jika dua buah persamaan tersebut dijumlahkan, akan didapatkan: 2,4 s2 m Jadi percepatan sistem benda adalah 2,4 m/s2. Dua buah balok dihubungkan dengan sebuah tali ringan melalui sebuah katrol yang tanpa gesekan.

Benda 50 kg terletak di atas lantai yang memiliki koefisien gesekan 0,8, sementara benda 30 kg tergantung di udara. Berapakah percepatan sistem benda? Jawab Sketsa gaya-gaya yang bekerja pada sistem benda dapat digambarkan sebagai berikut. Gaya-gaya yang Bekerja pada Sebuah Benda dan Diagram Gayanya Karena terdapat ada gesekan antara balok 1 dan lantai, berlaku rumus: f N m g N ges = μ. = μ. . = 0,8.50.9,8 = 392 392N Pada m2, berlaku rumus: Jika dua buah persamaan tersebut dijumlahkan akan didapatkan: 1,2 s2 a = − m Meskipun secara matematis perhitungan tersebut benar, dalam kenyataannya tidak mungkin benda bergeser ke kiri. Inilah salah satu sifat gaya gesekan yang penting. Jika gaya tarik besarnya lebih kecil daripada gaya gesekan, Ilmu Pengetahuan Alam 2 Paket 6 Penerapan Hukum-hukum Newton dalam Gerak 6 - 10 benda masih dalam keadaan diam. Jadi, karena gaya tarik 294 N sementara gaya gesekan statis maksimum adalah 392, sesungguhnya benda tetap diam.

Menurut hukum I Newton, besarnya gaya gesekan adalah 294, yakni saling menghilangkan dengan gaya tarik yang disebabkan oleh benda 2. Balok A massanya 2 kg dan balok B massanya 3 kg terletak di atas lantai yang licin sempurna sebagaimana Gambar 6.10 di bawah. Sistem Dua Buah Balok Dikenai Gaya Jika balok A mendapatkan gaya dorong sebesar 50 N, carilah: a) percepatan tiap-tiap balok! b) gaya aksi-reaksi antara balok A dan balok B! Jawab: Percepatan tiap-tiap balok dapat dihitung dari perbandingan gaya dengan keseluruhan massa sistem. 10 . 5 50 s2 N m m m a F A B = = + Σ = Jadi percepatan sistem benda adalah 10 m/s2. Untuk mencari gaya aksi reaksi antara kedua balok kita dapat menerapkan hukum II Newton untuk salah satu balok. Misalnya balok A resultan gaya adalah selisih gaya dorong dan gaya reaksi balok B ( BA f ). Pada balok A berlaku rumus: 2 50 50 BA A BA A f m f m a F − = − = Σ = f N BA 50 − = 2.10 = 20 Jadi = 30 N Gaya tersebut sama dengan gaya yang diterima oleh balok B akibat aksi balok A Ilmu Pengetahuan Alam 2 Paket 6 Penerapan Hukum-hukum Newton dalam Gerak 6 - 11 Rangkuman 1. Permasalahan gerak dalam kehidupan sehari-hari dapat dijelaskan dengan menggunakan Hukum Newton tentang gerak. 2. Permasalahan gerak pada benda diam dan benda bergerak dengan kelajuan konstan dapat dianalisis dengan Hukum-hukum Newton I tentang gerak. 3. Permasalahan gerak pada benda yang bergerak dengan percepatan konstan dapat dianalisis dengan Hukum-hukum Newton II tentang ergak. 4. Permasalahan yang terkait dengan hubungan antar benda-benda dapat dianalisis dengan Hukum-hukum Newton III tentang gerak.

ELEKTRONIKA DASAR II

 

                         PENGUAT GANDENGAN RC

I. TUJUAN

   I.1 Tujuan Intruksional Umum

Pada Bab ini menguraikan tentang penguat kapasitor, daerah frekuensi tinggi untuk penguat satu tahap, tanggapan amplitudo penguat Common-Emitor, tanggapan amplitudo penguat  JFET satu tahap, dan rangkaian penguat dua tahap dengan gandengan RC.

    I.2  Tujuan Intruksional Khusus

Setelah mempelajari mata kuliah ini mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan pengaruh kapasitor C1, C2, dan CE  pada penguatan di daerah  frekuensi rendah dan frekuensi tinggi.

II. PEMBAHASAN

A. Pendahuluan

 Sebelum kita membahas tentang rangkaian penguat gandengan RC, terlebih dahulu kita mengetahui apa yang dimaksud dengan rangkaian RC. Rangkaian RC adalah rangkaian yang didalamnya terdiri dari suatu reisitor R dan kapasitor C.

Gandengan yang menggunakan kapasitor disebut gandengan RC. Disamping gandengan RC orang juga menggunakan gandengan langsung atau gandengan DC, dan gandengan transformator. Pada materi ini hanya akan membahas tentang gandengan RC. Contoh penguat dengan gandengan RC adalah penguat emitor ditanahkan seperti yang  ditunjukkan oleh Gambar 2.1 berikut ini.

GARIS PUTUS2 BUKAN RANGKAIAN

PENGUAT GANDENGAN TAPI PENGUAT Biasa

Yag d.gn

Deng itu Rc

Dan Re

Frekuensinya mau di tinggikan atau rendahkan maka gantikan Rc

Gambar 2.1 Penguat Gandengan RC / satu thap

Pada gambar diatas, Cjc menyatakan kapasitansi didalam transistor yang timbul pada sambungan antara basis dan kolektor, oleh karena adanya daerah pengosongan pada sambungan p-n ini. Kapasitansi Cje menyatakan kapasitansi yang timbul pada sambungan p-n antara basis dan emitor.

Oleh karena pengaruh kapasitansi yang ada di dalam penguat, nilai penguatan tegangan Gv berubah dengan frekuensi. Grafik yang melukiskan bagaimana penguatan tegangan (biasanya dalam dB) berubah dengan frekuensi (biasanya dalam skala log) disebut tanggapan amplitudo.

Dibawah ini adalah contoh dari tanggapan amplitudo suatu penguat.

Gambar 2.1 Tanggapan amplitudo suatu penguat

 

Pada gambar diatas, frekuensi f1 disebut frekuensi potong bawah, dan frekuensi f2 disebut frekuensi potong atas. Daerah frekuensi di sekitar f1 dan di bawahnya disebut frekuensi rendah, sedangkan antara f1 dan f2 tanggapan amplitudo tak berubah dengan frekuensi. Daerah frekuensi ini disebut daerah frekuensi tengah. Daerah frekuensi di sekitar dan di atas f2 disebut daerah frekuensi tinggi.

Pada daerah frekuensi rendah, penguat berlaku sebagai tapis lolos tinggi dengan f1 adalah kutub daripada fungsi alih Gy(ώ). Pada daerah frekuensi tinggi, yaitu di sekitar f2 dan diatasnya penguat berlaku sebagi suatu tapis lolos rendah. Pada frekuensi tinggi X =  untuk kapasitansi ini mempunyai nilai yang cukup rendah sehingga harus di perhitungkan peranannya dalam mengurangi arus isyarat yang masuk kedalam basis yang akan diperkuat menjadi arus kolektor. Pada daerah frekuensi tinggi kapasitansi seri seperti C1, C2, dan CE boleh dianggap terhubung singkat.

Pada daerah frekuensi tengah kapasitansi seri seperti C1, C2, dan CE mempunyai reaktansi X =  cukup kecil sehingga dapat dianggap terhubung singkat. Sedang kapasitansi paralel seperti Cje dan Cjc mempunyai nilai amat kecil, menghasilkan reaktansi amat tinggi sehingga dapat dianggap terbuka atau tidak terpasang. Akibatnya pada daerah frekuensi tengah tidak ada komponen reaktif, sehingga tanggapan amplitudo menjadi tidak bergantung pada frekuensi (datar).

 B.  Daerah Frekuensi Rendah untuk Penguat Satu Tahap.

Tanggapan amplitudo pada daerah frekuensi rendah dipengaruhi oleh kapasitansi yang seri dengan arus isyarat, yaitu kapasitor penggandeng C1 dan C2 serta kapasitor pintas emitor CE.. Pengaruh kapasitor penggandeng C1 dan C2 berkaitan dengan pengaruh kapasitor pintas emitor CE..

1. Pengaruh Kapasitor Penggandeng.

Pada bagian ini pengaruh kapasitor pintas emitor CE. tidak diperhatikan. Kita anggap CE. mempunyai nilai sangat besar, sehingga nilai reaktansi amat kecil, atau CE. dapat dianggap terhubung singkat.

         

           Dibawah ini adalah gambar rangkaian penguat dan rangkaian setaranya.

                                         (a)                                                        (b)

Gambar 2.3 Rangkaian penguat (a) dan rangkaian setaranya (b)

2. Pengaruh Kapasitor Pintas Emitor.

Kita anggap sekarang pengaruh kapasitor penggandeng kita abaikan (kita anggap terhubung singkat), dan hanya memperhatikan pengaruh kapasitor pintas emitor. Hal ini dapat berarti bahwa frekuensi patah oleh kutub pada fungsi alih oleh kapasitor penggandeng adalah jauh di bawah frekuensi patah oleh kapasitor pintas emitor  CE.

Untuk keadaan ini rangkaian setara penguat dapat digambarkan sebagai  berikut.

Gambar 2.4 Rangkaian setara penguat

C.  Daerah Frekuensi Tinggi untuk Penguat Satu Tahap

1. Kapasitansi Sambungan p-n

Pada daerah frekuensi tinggi reaktansi kapasitansi sambungan antara basis dan kolektor serta antara basis dan emitor mempunyai nilai yang tak terlalu tinggi, sehingga menyimpangkan arus isyarat dari basis. Ini mengakibatkan tegangan isyarat keluaran menjadi berkurang untuk frekuensi yang makin tinggi.

Kapasitansi sambungan p-n antara basis dan kolektor, yang kita sebut Cjc, terjadi oleh karena adanya lapisan pengosongan pada sambungan p-n itu dimana tak ada pembawa muatan bebas. Didalam daerah pengosongan terdapat medan listrik, sehingga daerah ini berupa kapasitor yang berisi muatan. Oleh karena sambungan p-n berada pada tegangan mundur, maka daerah pengosongannya lebar, sehingga kapasitansinya kecil. Sebetulnya nilai kapasitansi Cjc bergantung pada beda potensial antara basis kolektor. Sambungan p-n antara basis dan emitor berada dalam keadaan tegangan panjar maju, sehingga daerah pengosongannya lebih sempit, dan kapasitansi sambungan, yaitu Cje, lebih besar daripada Cjc.

Pada frekuensi tinggi kapasitansi sambungan Cje berpengaruh pada keadaan tegangan mundur waktu hambatan dioda besar. Pada frekuensi tinggi X = sehingga dalam keadaan tegangan panjar mundur terjadi bocoran melalui Cje. Dioda pada tegangan mundur dapat dinyatakan sebagai kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diatur dengan tegang panjar.

Dioda yang khusus untuk maksud ini disebut dioda varaktor atau dioda varikap. Antara basis dan emitor ada kapasitansi lain lagi yang terjadi, yaitu yang disebut kapasitansi difusi (Cd). Kapasitansi difusi ini terjadi oleh karena basis ada dalam keadaan tegangan maju terhadap emitor, sehingga banyak pembawa muatan bebas dari emitor yang ada dalam basis dalam perjalanan ke kolektor.

Sebagian dari pembawa muatan ini terkumpul pada bagian basis, membentuk muatan tersimpan. Muatan simpanan ini akan menarik arus dari rangkaian tegangan panjar basis, sehingga dalam basis akan terkumpul dua macam muatan yang berlawanan. Secara efektif terbentuklah suatu kapasitansi yang disebut kapasitansi difusi (Cd). Secara efektif kapasitansi difusi ini paralel dengan kapasitansi sambungan emitor (Cje)dan membentuk kapasitansi total Cje + Cd yang kita sebut   C1. Jadi C1 = Cje + Cd.

Antara basis dan kolektor tak terjadi kapasitansi difusi oleh karena sambungan p-n ini tidak berada dalam tegangan maju. Adanya muatan simpanan ini berpengaruh besar pada penggunaan transistor sebagai saklar yaitu mempengaruhi barapa cepat tegangan keluaran dapat berubah. Ini berarti adanya muatan simpanan ini juga membatasi operasi rangkaian logika yang mengguanakan transistor dwikutub yaitu TTL atau transistor logik.

2. Rangkaian Setara Hibrida

Agar dapat melakukan perhitungan pada rangkaian elektronik yang mengandung transistor, orang menggunkan rangkaian setara untuk transistor. Rangkaian setara yang dibahas disini adalah rangkaian setara isyarat kecil, yang berlaku untuk isyarat dengan perubahan yang jauh lebih kecil daripada nilai arus dan tegangan pada keadaan q sehingga dapat digunakan hambatan isyarat kecil pada keadaan q.

Ada beberapa macam rangkaian setara isyarat kecil untuk transistor, yaitu rangkaian setara T, Z, Y, dan rangkaian setara parameter (-h), dan rangkaian setara hibrida (-π ).

Dalam rangkaian setara isyarat kecil, suatu baterai atau catu daya dc dapat digantikan dengan hambatan dalamnya, atau dipandang sebagai terhubung singkat, oleh karenanya hambatan dalamnya sangat kecil.

Untuk frekuensi tinggi rangkaian setara parameter –h tidak digunakan orang karena parameternya re, rb dan rc tak mudah dari sisi statik transistor. Ini terutama disebabkan dalam rangkaian parameter –h kita tidak dapat memasang kapasitansi Cjc dan C1, oleh karena kapasitansi ini menghubungkan kolektor dan emitor dengan bagian tengah basis.

Untuk frekuensi tinggi orang menggunakan rangkaian setara hibrida  -π untuk transistor dwikutub. Rangkaian setara ini merupakan modifikasi rangkaian setara –T.

Rangkaian setara T untuk transistor pada penguat basis dan emitor yang ditanahkan adalah sebagai berikut.

Gambar 2.5 Rangkaian setara untuk basis yang ditanahkan, (a) untuk daerah frekuensi tengah; (b) untuk daerah frekuensi tinggi

Untuk penguat emitor yang ditanahkan masukkan dihubungkan dengan r_b, dan sumber arus harus dinyatakan terhadap arus masukan, i_b, seperti pada gambar berikut:

Gambar 2.65 Rangkaian setara untuk basis yang ditanahkan, (a) untuk daerah frekuensi tengah; (b) untuk daerah frekuensi tinggi

Pada rangkaian setara –T ,re  merupakan hambatan isyarat kecil untuk sambungan p-n antara emitor dan basis yang mendapat tegangan maju, sehingga re mempunyai nilai re = . Parameter rb adalah hambatan melintang dalam basis, dengan titik b’ kira-kira ditengah basis dan rb mempunyai nilai rb ≈ 300 Ω . Parameter rc adalah hambatan isyarat kecil untuk sambungan p-n antara basis dan kolektor yang mendapatkan tegangan panjar mundur, sehingga mempunyai nilai rc  ≈ 1 M Ω .

Besaran α ie merupakan suatu sumber arus tetap, dengan α sebagai penguatan arus, α = . Untuk transistor basis ditanahkan, α mempunyai nilai antara 0,99 – 0,998.

Pada penguat emitor ditanahkan isyarat masuk melalui basis dan emitor dihubungkan dengan tanah, sedangkan keluaran diambil dari kolektor. Penguat emitor ditanhkan mempunyai impedansi masukan kali lebih besar dari pada penguat basis ditanhkan, dan impedansi keluaran transistor (1-α  ) lebih kecil dari pada penguat basis ditanahkan. Impedansi masukan yang tak terlelu besar dan impedansi keluaran yang tak terlalu kecil membuat penguat emitor ditanahkan sangat baik digandengkan dalam beberapa tahap tanpa banyak ketaksesuaian impedansi pada alih tegangan dari satu tahap ketahap berikutnya.

3. Frekuensi Potong –β dan fτ

Untuk dapat menentukan frekuensi potong atas pada tanggapan amplitudo penguat, kita perlu tahu C1 dan Cjc. Kapasitansi Cjc biasanya ada disebutkan pada lembaran data transistor.

Namun tidak demikian halnya dengan kapasitansi C1. Lembaran data transistor biasanya menyebutkan suatu frekuensi yang disebut fτ, yaitu frekuensi untuk mana β = 1. Oleh karena pengaruh C1 dan Cjc penguatan arus  β akan berubah dengan frekuensi.

Dibawah ini adalah gambar dari tanggapan frekuensi β

                              Β (d β)

                                 Βo

                           0

                                f β                               fτ    f(log)            

Gambar tanggapan frekuensi β

Frekuensi patah fβ disebut frekuensi potong β dan fτ adalah nilai frekuensi dimana  β  = 0 db atau β = 1;  fτ disebut frekuensi transisi.

Dari nilai fτ dan Cjc yang dibaca dari lembaran data transistor kita dapat menghitung C1. Hubungan antara fτ dan C1 dapat diperoleh dengan pemikiran sebagai berikut. Untuk mendapatkan bagaimana β berubah dengan frekuensi keluaran pada rangkaian serta hibrida -π kita hubungkan singkat.

4.Tanggapan Amplitudo Penguat Common-Emitor.

Untuk seluruh daerah frekuensi cukup kita perhatikan adanya satu frekuensi potong bawah f1 dan satu frekuensi potong atas f2. Frekuensi potong bawah f1 disebabkan oleh kapasitor pintas emitor, dan frekuensi potong atas f2 disebabkan oleh kapasitansi antara basis emitor C1 serta kapasitansi basis kolektor Cjc.

D.  Tanggapan Amplitudo Penguat JFET  Satu Tahap

JFET terbuat dari bahan semikonduktor p dan n . transistor   mempunyai tiga buah kaki yaitu penguras (drain-D), pintu (gate-G) dan sumber (source-S). Arus penguras (D) melalui satu macam bahan semikonduktor jenis-n. Daerah yang dilengkapi dengan pintu disebut saluran. JFET yang ditunjukkan mempunyai saluran-n. Pada saluran-n pembawa muatan yang bergerak adalah elektron bebas, sehingga penguras haruslah dihubungkan dengan kutub positif baterai, setelah melalui suatu hambatan.

  

Dibawah ini adalah gambar dari struktur transistor JFET

                                                                  D

                                                                    saluran

                                                 G           p           p

                                                                       n

                                                                          S

Pembawa muatan bebas (elektron) berasal dari sumber mengalir kepenguras. Maka untuk   saluran-n arah arus listrik (yaitu arah gerak muatan positif) adalah dari pengurus (D) ke sumber (S).

JFET  bekerja atas dasar pengaturan lebar saluran oleh daerah pengosongan yang terjadi pada sambungan p-n antara gerbang dan saluran.

Berikut ini adalah contoh dari lambang  JFET saluran –n dan JFET saluran –p

                                          D  penguras                                      D 

                               G                                                         G

                                pintu

                                        S    sumber                                      S

                         (a) JFET saluran –n                               (b) JFET  saluran -p

Daerah pengosongan adalah daerah disekitar sambungan p-n dimana tak ada pembawa muatan bebas. Daerah pengosongan terjadi oleh karena elektron dari bahan-n menyebrang sambungan p-n, dan masuk kedalam daerah –p dan lubang dari daerah –p berdifusi masuk kedalam daerah –n. Karena itu sebelah-n menjadi bermuatan positif dan sebelah –p menjadi bermuatan negatif, sehingga pada sambungan p-n terbentuk medan listrik dan juga beda potensial. Adanya medan listrik ini menahan kelanjutan peristiwa difusi, sehingga disebelah menyebelah sambungan terjadi daerah pengosongan dimana tak ada pembawa muatan bebas. Lebar daerah pengosongan dapat diatur oleh besar tegangan mundur yang dipasang pada sambungan. Makin besar tegangan mundur, makin tebal daerah pengosongan yang terjadi.

Rangkaian penguat JFET biasanya dapat digambarkan seperti  pada gambar berikut.

                                                     

Gambar rangkaian penguat JFET

Kapasitor C1, C2 dan Cs terhubung seri dengan arus isyarat. Ketiga kapasitor ini berpengaruh pada daerah frekuensi rendah. Seperti halnya transistor dwikutub, pada transitor FET juga ada kapasitansi yang paralel dengan isyarat, yaitu kapasitansi antara pintu dan penguras (Cgd) serta antara pintu dan sumber (Cgs). Kedua kapasitansi ini akan berpengaruh pada daerah frekuensi tinggi.

1.  Daerah Frekuensi Tinggi

Untuk daerah frekuensi tinggi reaktansi  Xc =    kapasitansi seri mempunyai nilai amat kecil dibandingkan dengan hambatan yang berhubungan dengan kapasitansi ini, sehingga dapat dianggap terhubung singkat. Sebaliknya terjadi dengan kapasitansi paralel seperti. Cdg dan Cgs.

2.  Daerah Frekuensi Tengah

Pada frekuensi tengah, reaktansi Xc =    masih mempunyai reaktansi terlalu besar, oleh karena Cdg dan Cgs. Memunyai nilai dalam orde pF.

3.  Daerah Frekuensi Rendah

Untuk daerah frekuensi rendah ada tiga buah kapasitor yang berpengaruh, yaitu kapasitor gandengan C1, C2, dan kapasitor pintas emitor Cs. Kapasitor penggandeng   berhadapan dengan hambatan yang amat tinggi dan kapasitor penggandeng berhadapan dengan hambatan yang cukup tinggi.

Yaitu :

 Rsh = 

Pada frekuensi tengah, reaktansi Xc =  masih mempunyai reaktansi yang terlalu besar. Oleh karena Cgd dan Cgs  mempunyai nilai dalam orde pF.

Akibat kedua kapasitor ini dapat dibuat memberikan frekuensi patah tanggapan amplitudo pada nilai frekuensi amat rendah. Seperti halnya pada transistor dwikutub, kapasitor Cs harus mempunyai nilai besar agar frekuensi patah pada tanggapan amplitudo yang disebabkan oleh Cs  menjadi cukup rendah.

4. Daerah Frekuensi Atas.

Pada daerah frekuensi tinggi, kapasitansi yang berpengaruh adalah kapasitansi paralel, yaitu kapasitansi antara pintu dan penguras Cgd dan antara pintu dan sumber Cgs. Kapasitansi  sering juga disebut Ciss dan kapasitansi Cgd  disebut Crss.

E.  Rangkaian Penguat Dua Tahap dengan Gandengan RC

Suatu penguat transistor dwikutub dua tahap dengan gandengan RC seperti pada gambar berikut.

         Jum8 uu u     

Gambar Transistor penguat dwikutub dua tahap.

   Frekuensi Tengah

Pada daerah frekuensi tengah kapasitansi yang seri dengan arus isyarat, yaitu C1, C2, C3, CE1 dan CE2 dapat dianggap terhubung singkat, dan kapasitansi yang paralel dengan arus isyarat seperti kapasitansi antara basis kolektor Cjc , dan kapasitansi antara basis emitor Cd + Cjc dapat dianggap terbuka.   

IV. KESIMPULAN

Daftar Pustaka

Sutrisno, 1985.Elektronika 2 Teori dan Penerapannya.ITB, Bandung

Malvino, 1, Prinsip-Prinsip Elektronik (edisi Terjemahan),Erlangga:Jakarta