BAB 7: RANGKAIAN-RANGKAIAN ELEKTRONIKA APLIKATIF

 

BAB 7: RANGKAIAN-RANGKAIAN ELEKTRONIKA APLIKATIF

 

A.    Rangkaian Dioda

1.     Penyearah Setengah Gelombang (Half-Wave Rectifier)

a.     Prinsip kerja

b.     Perhitungan V_dc = V_peak/π ≈ 0.318 × V_peak

c.     Efisiensi rendah

d.     Aplikasi

2.     Penyearah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier)

a.     Transformator CT + 2 dioda — kedua siklus digunakan

b.     Jembatan dioda (bridge rectifier) — 4 dioda, tanpa CT

c.     Perhitungan V_dc = 2V_peak/π ≈ 0.636 × V_peak

d.     Keunggulan

3.     Filter Kapasitif (Smoothing)

a.     Kapasitor paralel untuk meratakan tegangan DC

b.     V_ripple ≈ I_load/(2fC)

c.     Pemilihan kapasitor

d.     Trade-off

4.     Clipper dan Clamper

a.     Clipper (pemotong) 

b.     Clipper seri vs parallel

c.     Clamper (penjepit) 

d.     Aplikasi

5.     Pengganda Tegangan (Voltage Multiplier)

a.     Voltage doubler

b.     Voltage tripler dan quadrupler

c.     Prinsip

d.     Aplikasi

B.    Penguat Transistor

1.     Common Emitter (CE) — BJT

a.     Konfigurasi paling umum

b.     Komponen

c.     Perhitungan Av ≈ -R_C/r_e 

d.     Sinyal input dan output

2.     Emitter Follower (Common Collector)

a.     Konfigurasi buffer

b.     Impedansi input tinggi

c.     Aplikasi

d.     Karakteristik

3.     Common Source (CS) — FET

a.     Konfigurasi dasar penguat FET

b.     Av ≈ -g_m × R_D — penguatan tegangan

c.     Bias

d.     Keunggulan

4.     Source Follower (Common Drain)

a.     Konfigurasi buffer FET — Av ≈ 1

b.      Impedansi input sangat tinggi

c.     Aplikasi

d.     Perbandingan dengan emitter follower BJT

5.     Respon Frekuensi Penguat

a.     Frekuensi tengah 

b.     Frekuensi rendah

c.     Frekuensi tinggi 

d.     Bandwidth

C.    Penguat Operasional (Op-Amp)

1.     Op-Amp Ideal vs Nyata

a.     Karakteristik ideal

b.     Karakteristik nyata

c.     IC 741

d.     Simbol 

2.     Penguat Inverting dan Non-Inverting

a.     Inverting

b.     Non-Inverting

c.     Voltage follower

d.     Perhitungan gain dan pemilihan resistor

3.     Penjumlah dan Pengurang (Summing & Difference)

a.     Summing amplifier

b.     Difference amplifier

c.     Instrumentation amplifier 

d.     Aplikasi

4.     Integrator dan Diferensiator

a.     Integrator — V_out = -(1/RC) ∫ V_in dt

b.     Diferensiator — V_out = -RC × dV_in/dt

c.     Aplikasi

d.     Masalah

5.     Konverter V-I dan I-V

a.     V-to-I converter

b.     I-to-V converter

c.     Aplikasi

d.     Desain

D.    Op-Amp — Aplikasi Non-Linear dan Komparator

1.     Komparator

a.     Op-amp tanpa umpan balik

b.     Mendeteksi level tegangan

c.     Aplikasi

d.     Masalah

2.     Schmitt Trigger (Komparator Histeresis)

a.     Umpan balik positif

b.     Dua titik switching

c.     Menghilangkan chattering

d.     Aplikasi

3.     Precision Rectifier

a.     Rectifier presisi 

b.     Menggunakan op-amp + dioda dalam loop umpan balik

c.     Half-wave dan full-wave precision

d.     Aplikasi

4.     Log dan Antilog Amplifier

a.     Log amplifier — V_out ∝ ln(V_in)

b.     Antilog amplifier — V_out ∝ e^(V_in)

c.     Menggunakan dioda/transistor dalam loop umpan balik

d.     Aplikasi

E.    Filter Aktif dan Osilator

1.     Filter Aktif Orde-1 dan Orde-2

a.     Keunggulan filter aktif

b.     Low-Pass Filter (LPF)

c.     High-Pass Filter (HPF)

d.     Band-Pass Filter (HPF)

e.     Band-Pass dan Band-Reject — kombinasi LPF + HPF

f.      Topologi Sallen-Key — desain filter aktif populer

2.     Pendekatan Filter

a.     Butterworth 

b.     Chebyshev

c.     Bessel 

d.     Pemilihan berdasarkan aplikasi — audio, komunikasi, kontrol

3.     Osilator Sinusoidal

a.     Prinsip 

b.     Rangkaian Wien bridge

c.     Frekuensi osilasi

d.     Stabilisasi amplitudo 

4.     Osilator RC Phase Shift

a.     Tiga tahap RC phase shift

b.     Frekuensi osilasi 

c.     Aplikasi

d.     Keunggulan

5.     Osilator LC dan Kristal

a.     Osilator LC

b.     Colpitts dan Hartley 

c.     Osilator Kristal

d.     Aplikasi

F.     Rangkaian Pulsa dan Multivibrator

1.     Multivibrator Astabil (Free-Running)

a.     Prinsip

b.     Tidak ada keadaan stabil

c.     Frekuensi ditentukan oleh R dan C

d.     Aplikasi

2.     Multivibrator Monostabil (One-Shot)

a.     Satu keadaan stabil

b.     Lebar pulsa

c.     Aplikasi

d.     Perhitungan

3.     Multivibrator Bistabil (Flip-Flop)

a.     Dua keadaan stabil

b.     Sering disebut sebagai "latch" atau "flip-flop"

c.     Aplikasi

d.     Schitt trigger

4.     IC Timer 555 — Astabil dan Monostabil

a.     IC timer paling popular

b.     Astabil

c.     Monostabil

d.     Aplikasi

5.     Waveform Generator (Segitiga, Gigi Gergaji)

a.     Integrator + komparator

b.     Sawtooth generator 

c.     Square wave generator

d.     VCO (Voltage Controlled Oscillator) 

G.    Regulator Tegangan dan Catu Daya

1.     Regulator Linear Seri

a.     Prinsip

b.     Menggunakan op-amp dan referensi tegangan (Zener)

c.     IC regulator 78xx (positif) dan 79xx (negatif)

d.     Aplikasi

2.     IC Regulator 723

a.     IC regulator universal

b.     Low-voltage dan high-voltage konfigurasi 

c.     Proteksi short-circuit dan fold-back current limiting

d.     Aplikasi

3.     Proteksi dan Thermal Management

a.     Proteksi overcurrent

b.     Fold-back current limiting

c.     Thermal shutdown

d.     Heatsink dan perhitungan termal

4.     Switching Regulator (SMPS)

a.     Prinsip

b.     Buck (step-down), Boost (step-up), Buck-Boost

c.     Keunggulan

d.     Aplikasi

H.    Data Converter — ADC dan DAC

1.     DAC (Digital-to-Analog Converter)

a.     Prinsip

b.     R-2R ladder DAC

c.     Weighted binary DAC 

d.     Aplikasi

2.     ADC (Analog-to-Digital Converter)

a.     Prinsip

b.     Flash ADC

c.     Single-slope dan dual-slope 

d.     Aplikasi

3.     Sample and Hold

a.     Mempertahankan tegangan analog selama konversi

b.     Menggunakan op-amp + switch (analog) + kapasitor

c.     Aplikasi

d.     Kesalahan