7.17 Computer Analysis

 



1. Pendahuluan[Back]

Dalam dunia elektronika modern, analisis rangkaian komputer menjadi semakin penting karena memungkinkan perancangan dan evaluasi rangkaian secara efisien dan akurat. Teknik ini memanfaatkan perangkat lunak simulasi untuk memodelkan perilaku sirkuit elektronik, sehingga memungkinkan insinyur untuk menguji dan mengoptimalkan desain tanpa perlu membuat prototipe fisik terlebih dahulu. Dengan menggunakan analisis rangkaian komputer, berbagai parameter seperti tegangan, arus, dan respons frekuensi dapat dianalisis dengan cepat dan detail. Ini tidak hanya menghemat waktu dan biaya, tetapi juga meningkatkan keandalan dan performa produk akhir. Melalui simulasi, masalah potensial dapat diidentifikasi dan diselesaikan lebih awal dalam proses desain, yang sangat penting dalam pengembangan teknologi elektronik yang semakin kompleks dan canggih.


2. Tujuan[Back] 

  • Dapat mensimulasi atau membuat rangkaian pada perangkat lunak di proteus
  • Membuktikan hasil atau jawaban suatu permasalahan rangkaian pada chapter-chapter sebelumnya.
  • Analisis yang lebih akurat dan mendalam terhadap biasing FET.
  • Memperoleh pemahaman yang lebih mendalam tentang bagaimana perubahan dalam biasing FET mempengaruhi kinerjanya.
  • Merancang rangkaian biasing FET yang optimal dengan lebih cepat dan efisien.


3. Alat dan Bahan[Back]  

 A. Alat
  • Batterai
Berfungsi sebagai sumber arus DC

  • AC power 
Sebagai sumber arus ac (bolak balik)

 B. Bahan
  • Resistor,
Sebagai pembagi, pembatas dan pengatur arus dalam suatu rangakaian.


Resistor 1k Ohm
Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik.
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10       (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.


  • Transistor
Berfungsi sebagai penguat, seabagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilitas tegangan, dan modulasi sinyal


  • Ground
Berfungsi sebagai penghantar arus listriklangsung ke bumi


  • Kapasitor
Berfungsi sebagai tempat penyimpangan arus dan tegangan.



4. Dasar Teori[Back]

Analisis komputer bertujuan untuk membuktikan hasil/jawaban suatu permasalahan rangkaian pada chapter-chapter sebelumnya.

Konfigurasi Pembagi Tegangan

Hasil contoh 7.19 akan  diverifikasi menggunakan Proteus.

Gambar Contoh 7.19

Jaringan pada Gambar 7.72 dibangun dengan menggunakan metode komputer dijelaskan dalam bab-bab sebelumnya. yang terdiri dari transistor (J2N3819 JFET), sumber dc, resistor, dan kapasitor. Tiga VIEWPOINTS muncul pada gambar 7,19 yang diperoleh dari perpustakaan SPECIAL.slb. Kami ingin mengatur nilai beta untuk transistor agar sesuai dengan contoh.

Gambar 7.72

Nilai Beta ditentukan dengan menggunakan beta = I DSS/VP^2 dan IDSS dan VP yang disediakan. Hasil Simulasi tampak pada Gambar 7.72 dengan tegangan bias dc dan level arus. Arus drain yang dihasilkan adalah 4,225 mA, dibandingkan dengan level yang dihitung sebesar 4,24 mA—an. Tegangan VGS adalah 3,504 V - 5,070 V = -1,57 V versus yang dihitung tingkat -1,56 V pada Contoh 7.19

Jaringan Kombinasi

Selanjutnya, hasil Contoh 7.12 dengan transistor dan JFET akan diverifikasi.

Gambar Contoh 7.12

Gambar 7.73, Simulasi dari Gambar Contoh 7.12

Gambar 7.74, Simulasi lain dari Gambar Contoh 7.12

Untuk transistor Bf diset ke 180, sedangkan untuk JFET, Beta diset ke 0,333 mA/V 2 dan Vto ke -6 V seperti yang disebutkan dalam contoh. Hasil untuk semua level dc muncul di Gambar 7.73. Perhatikan lagi perbandingan yang sangat baik dengan solusi kalkulator, dengan VD sebesar 11,44 V berbanding 11,07 V, VS = VC sebesar 7,138 V berbanding 7,32 V, dan VGS sebesar 3,380 V - 7,138 V = 3,76 V berbanding -3,7 V.


5. Percobaan[Back]

 A. Prosedur 
  • Siapkan semua alat dan bahan di dalam perangkat lunak aplikasi Proteus, yang tersedia di masing-masing sektornya
  • Rangkailah komponen - komponen tadi dengan cara menyambungkannya dengan "wire"
  • Jika sudah benar semua, klik tombol "play", dan jika sudah selesai atau ingin mengubah rangkaian, maka klik tombol "stop"


 B. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja
  • Rangkaian 7.72 :
Prinsip Kerja :
 
Rangkaian ini adalah contoh penguat transistor jenis FET (Field-Effect Transistor) dengan tipe transistor 2N3819. Tegangan sumber (VDD) sebesar 18V disuplai ke rangkaian, dan R1 serta R2 membentuk pembagi tegangan untuk mengatur tegangan gate (V_G) dari transistor Q1 (2N3819) ke nilai yang diperlukan untuk biasing. Tegangan dari pembagi tegangan ini memberikan bias pada gate Q1 sehingga mengatur arus drain (I_D) melalui transistor. Arus drain yang mengalir dari sumber ke drain melalui resistor RD (2.2kΩ) menyebabkan tegangan jatuh pada RD, yang diukur sebagai output dari rangkaian. Arus yang mengalir melalui source (I_S) melewati resistor RS (1.2kΩ), menciptakan tegangan jatuh yang diukur untuk mengamati performa transistor. Tegangan output diukur pada RD menunjukkan kondisi kerja transistor yang dipengaruhi oleh tegangan gate. Secara keseluruhan, rangkaian ini berfungsi untuk menguatkan sinyal dengan mengatur tegangan dan arus melalui transistor FET, yang diatur oleh tegangan pada gate yang diberikan oleh pembagi tegangan. 

 

  • Rangkaian 7.73 :
Prinsip Kerja :

Rangkaian ini adalah kombinasi penguat dengan dua transistor, yaitu 2N2222 (bipolar junction transistor) dan 2N3819 (field-effect transistor). Tegangan sumber (V1) sebesar 18V disuplai ke rangkaian. Resistor R1 (82kΩ) dan R2 (24kΩ) membentuk pembagi tegangan yang memberikan bias pada basis transistor Q1 (2N2222). Transistor Q1 beroperasi sebagai penguat tahap pertama, di mana arus basisnya mengalir melalui resistor pembagi tegangan, mengontrol arus kolektor melalui RE (1.6kΩ). Arus kolektor ini mengatur tegangan pada RG (1MΩ), yang kemudian mengontrol tegangan gate dari transistor Q2 (2N3819). Transistor Q2 berfungsi sebagai penguat tahap kedua, di mana arus drain (I_D) mengalir melalui resistor RD (2.7kΩ), menghasilkan tegangan output yang lebih besar. Tegangan output ini kemudian dapat digunakan untuk menggerakkan beban, seperti motor, dengan memanfaatkan penguatan bertahap dari kedua transistor. Rangkaian ini secara keseluruhan berfungsi untuk memperkuat sinyal input dari sensor, yang kemudian mengontrol motor melalui penguatan arus dan tegangan secara bertahap.

 

  • Rangkaian 7.74 :
Prinsip Kerja :

Rangkaian ini adalah contoh penguat transistor jenis FET (Field-Effect Transistor) dengan tipe transistor 2N3819. Tegangan sumber (VDD) sebesar 20V disuplai ke rangkaian. Resistor R1 (3.3kΩ) mengatur arus drain (I_D) melalui transistor Q1 (2N3819). Tegangan gate dari transistor diatur oleh pembagi tegangan yang terdiri dari resistor R2 (1kΩ) dan R3 (1MΩ). Tegangan ini memberikan bias yang tepat pada gate Q1 sehingga mengendalikan aliran arus dari drain ke source. Arus drain yang mengalir melalui R1 menciptakan tegangan jatuh yang kemudian digunakan sebagai sinyal output. Tegangan output ini dapat digunakan untuk mengendalikan motor atau beban lainnya, dengan memanfaatkan penguatan sinyal yang diberikan oleh transistor FET. Rangkaian ini secara keseluruhan berfungsi untuk menguatkan sinyal input dari sensor dan menghasilkan tegangan yang cukup untuk mengoperasikan motor atau beban lain.



c. Video Simulasi 

                         




6. Download File[Back]

Rangkaian 7.72 Download

Rangkaian 7.73 Download

Rangkaian 7.74 Download

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

ABY PRANADA

  BAHAN PRESENTASI UNTUK ELEKTRONIKA 2024 Oleh : ABY PRANADA NIM. 2310952040   Dosen Pengampu : Dr. Darwison, S. T., M. T. NIDN. 0014096406 ...

Postingan Populer