SUB CHAPTER 7.11 DESIGN



 1. Pendahuluan[kembali]

Desain elektronika adalah proses merancang dan membangun perangkat elektronik. Proses ini dimulai dengan ide atau konsep, kemudian dilanjutkan dengan perancangan skematik, layout PCB, simulasi, fabrikasi, dan pengujian.

 2. Tujuan[kembali]

  • Memahami cara mengoperasikan software proteus
  • Memahami dan mempelajari Design.
  • Mengetahui komponen dari Design
  • Mampu mengaplikasikan rangkaian pada Design
  • Mampu membuat atau merangkai Design
  • Mampu mensimulasikan Rangkaian Design

 3. Alat dan Bahan[kembali]

ALAT

  • Oscilloscope



Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang fungsinya memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Pada osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Kemudian peranti pemancar elektron akan memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron tersebut membekas pada layar. Rangkaian khusus dalam osiloskop akan menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Proses pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal yang berkelanjutan sehingga dapat dipelajari. Osiloskop dapat digunakan untuk merekam sinyal tegangan dari waktu ke waktu. Penganalisisan logika akan merekam hingga 16 sinyal logika independen untuk sinyal digital. Serangkaian komponen masukan dan keluaran logika yang disederhanakan tersebut dapat mempermudah penyidikan rangkaian digital. Osiloskop dirancang untuk menyajikan visual bentuk gelombang guna menunjukkan kekuatan sinyal, bentuk gelombang, dan nilai sinyal


  • Voltmeter


Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik dalam besaran dan satuan tertentu.

  • Ampermeter



Amperemeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur nilai arus listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian listrik. Pengukuran arus listrik harus memutuskan rangkaian terlebih dahulu lalu dihubungkan masing-masing ke terminal-terminal amperemeter.

BAHAN
  • Resistor

Resistor atau penghambat merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan dirancang untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin di mana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm



Ukuran Watt pada Resistor
Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi.
  • Ground
Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.

 

  • Power

Power adalah komponen yang menghasilkan tegangan.


  •      JFET N-CHANNEL




JF ET 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. Saat Gate diberi tegangan 0 Volt maka depletion layer pada sambungan P-N pada pada kedua sisi tidak mengembang atau tipis sehingga arus dapat melintas dari Drain ke Source dengan mudah sehingga dapat mengalirkan arus. Semakin besar tegangan negatif pada terminal Gate maka depletion layer semakin lebar hingga maksimum dimana akan menutupi atau menghalangi jalur arus dari Drain ke Source sehingga tidak akan ada arus yang mengalir pada Drain atau JFET bisa dikatakan pada kondisi off. 

  •      MOSFET N-Chanel


MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) adalah sebuah perangkat semionduktor yang secara luas di gunakan sebagai switch dan sebagai penguat sinyal pada perangkat elektronik. MOSFET adalah inti dari sebuah IC ( integrated Circuit ) yang di desain dan di fabrikasi dengan single chip karena ukurannya yang sangat kecil.

Struktur N-Channel Mosfet atau disebut dengan NMOS terdiri dari subtract tipe P dengan daerah Source dan Drain deberi Difusi N+. Diantara daerah Source dan Drain terdapat sebuah celah sempit dari subtract P yang di sebut dengan channel yang di tutupi oleh isolator yang terbuat dari Si02


 4. Dasar Teori[kembali]

Proses desain adalah fungsi dari area aplikasi, tingkat amplifikasi yang diinginkan, kekuatan sinyal, dan kondisi operasi. Langkah pertama biasanya adalah menetapkan dc yang tepat tingkat operasi.



Gambar 7.50 Konfigurasi bias diri untuk dirancang 

Sebagai contoh, jika tingkat VD dan ID ditentukan oleh jaringan pada Gambar 7.50, tingkat VGSQ dapat ditentukan dari plot kurva transfer dan Rs kemudian dapat ditentukan dari VGS = ID.RS. Jika VDD ditentukan, tingkat RD kemudian dapat dihitung dari RD (VDD - VD) / ID. Tentu saja, nilai RS dan RD mungkin bukan nilai komersial standar, yang mengharuskan penggunaan nilai komersial terdekat. Namun, dengan toleransi (kisaran nilai) yang biasanya ditentukan untuk parameter jaringan, sedikit variasi karena pilihan nilai standar jarang menimbulkan kekhawatiran nyata dalam proses desain.

Di atas hanyalah satu kemungkinan untuk fase desain yang melibatkan jaringan pada Gambar 7.50. Ada kemungkinan bahwa hanya VDD dan RD yang ditentukan bersama dengan tingkat VDS. Perangkat yang akan digunakan mungkin harus ditentukan bersama dengan tingkat RS. Tampaknya logis bahwa perangkat yang dipilih harus memiliki VDS maksimum yang lebih besar dari nilai yang ditentukan dengan margin aman.

Secara umum, ini merupakan praktik desain yang baik untuk amplifier linier untuk memilih titik operasi yang tidak memenuhi wilayah tingkat saturasi (IDSS) atau batas (VP). Tingkat VGSQ yang mendekati VP / 2 atau IDQ di dekat IDSS / 2 tentunya merupakan titik awal yang masuk akal dalam desain. Tentu saja, dalam setiap prosedur desain tingkat maksimum ID dan VDS sebagai yang muncul di lembar spesifikasi tidak boleh dilampaui.

Contoh yang harus diikuti memiliki orientasi desain atau sintesis di tingkat tertentu yang disediakan dan parameter jaringan seperti RD, RS, VDD, dan seterusnya, harus ditentukan. Bagaimanapun, pendekatan ini dalam banyak hal berlawanan dengan yang dijelaskan di bagian sebelumnya. Dalam beberapa kasus, ini hanya masalah penerapan hukum Ohm dalam bentuk yang sesuai. Secara khusus, jika tingkat resistif diminta, hasilnya sering diperoleh hanya dengan menerapkan hukum Ohm dalam bentuk berikut:


Dimana VR dan IR seringkali merupakan parameter yang dapat ditemukan langsung dari tingkat tegangan dan arus yang ditentukan.


 5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

  • Buka software proteus 
  • Lalu siapkan semua alat dan bahan yang Dibutuhkan, di ambil dari library proteus
  • Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
  • Tepatkan posisi letaknya dengan gambar rangkaian
  • Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
  • Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka rangkaian akan berfungsi yang berarti rangkaian bekerja

    b) Rangkaian simulasi [kembali]

  • Prinsip Kerja
JFET (Junction Field-Effect Transistor) dan MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) adalah jenis transistor yang bekerja berdasarkan efek medan listrik. Berikut adalah prinsip kerja keduanya:

  • JFET (Junction Field-Effect Transistor):
- JFET memiliki dua jenis utama: JFET jenis P (positif) dan N (negatif).
- Prinsip kerja JFET berdasarkan pada medan listrik yang dihasilkan oleh tegangan pintu (gate voltage) terhadap terminal sumber dan saluran.
- Dalam JFET, medan listrik mengendalikan lebar saluran (channel width), yang pada gilirannya mengontrol aliran arus antara terminal sumber dan drain.
- JFET biasanya digunakan dalam aplikasi penguatan sinyal dan memiliki impedansi input yang tinggi.

  • MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor):
- MOSFET juga memiliki dua jenis utama: MOSFET jenis N-channel dan P-channel.
- Prinsip kerja MOSFET melibatkan pengendalian medan listrik oleh tegangan pintu yang menghasilkan atau menghilangkan saluran penghantar antara terminal source dan drain.
- Dalam MOSFET, isolator oksida di antara gate dan channel memisahkan medan listrik dari terminal gate ke saluran.
- MOSFET umumnya digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan daya rendah dan memiliki konsumsi daya yang efisien.

Keduanya digunakan dalam berbagai aplikasi elektronika untuk fungsi penguatan dan switching, dengan MOSFET sering digunakan dalam desain sirkuit digital dan daya tinggi, sementara JFET cenderung digunakan dalam aplikasi penguatan sinyal analog

  • Rangkaian Simulasi

Rangkaian 7.51





Rangkaian 7.52





Rangkaian 7.53




Rangkaian 7.54

    c) Video Simulasi [kembali]

  • Rangkaian 7.50


  • Rangkaian 7.51 


  • Rangkaian 7.52 


  • Rangkaian 7.53 


 6. Download File[kembali]

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
  BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2024 OLEH: FATHAN SHADIQ SAREGA 2310951032 DOSEN PENGAMPU: Dr. Darwison, M.T Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CFerila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-   602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3 . Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4 . Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5 . Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6 . Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015.
Baca selengkapnya