Laporan Akhir Modul 3 - Percobaan 3
4. Prinsip Kerja Rangkaian
[Daftar]
A. Clamper Positif
Pada saat setengah siklus negatif dioda mengalami forward bias, tegangan pada dioda adalah 0,7V dan hambatannya lebih kecil dari R3 sehingga arus akan cenderung melewati dioda. Arus dari alternator mengalir ke dioda dan menuju ke kapasitor untuk mengisi muatan kapsitor sampai tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber AC (-10V). Pada saat setengah siklus negatif ini tegangan output sama dengan tegangan dioda yaitu sebesar 0,7V.
Pada saat setengah siklus positif dioda mengalami reverse bias, dioda seolah-olah dalam kondisi open circuit sehingga tidak ada arus yang melewatinya. Karena tegangan kapasitor dan sumber adalah sama (+10V) maka kapasitor mulai mengosongkan muatannya. Arus dari kapasitor mengalir ke R3 dan kembali menuju ke alternator. Pada saat setengah siklus positif ini tegangan output sama dengan tegangan sumber AC (+10V) ditambah tegangan kapasitor (+10V) sehingga tegangan output sebesar +20V.
B. Clamper Negatif
Pada saat setengah siklus negatif dioda mengalami reverse bias, dioda seolah-olah dalam kondisi open circuit sehingga tidak ada arus yang melewatinya. Arus dari alternator mengalir ke R3 dan menuju ke kapasitor untuk mengisi muatan kapsitor sampai tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber AC (-10V). Pada saat setengah siklus negatif ini, ketika tengangan kapasitor sudah sama dengan tegangan sumber AC (-10V), maka tegangan output adalah tegangan sumber AC (-10V) ditambah tegangan kapasitor (-10V) sehingga tegangan output sebesar -20V.
Pada saat setengah siklus positif dioda mengalami forward bias, tegangan pada dioda adalah 0,7V dan hambatannya lebih kecil dari R2 sehingga arus akan cenderung melewati dioda. Karena tegangan kapasitor dan sumber adalah sama (+10V) maka kapasitor mulai mengosongkan muatannya. Arus dari kapasitor mengalir ke dioda dan kembali menuju ke alternator. Pada saat setengah siklus negatif ini tegangan output sama dengan tegangan dioda yaitu sebesar 0,7V.
C. Clamper Panjar Positif
Pada saat setengah siklus negatif dioda mengalami forward bias, tegangan pada dioda adalah 0,7V dan hambatannya lebih kecil dari R1 sehingga arus akan cenderung melewati dioda. Arus dari alternator mengalir ke dioda dan menuju ke kapasitor untuk mengisi muatan kapsitor sampai tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber AC (-10V) ditambah tegangan bias (-3V) dan tegangan dioda (+0,7V) atau sampai tegangan kapasitor sebesar (-12,3V). Pada saat setengah siklus negatif ini tegangan output clamper adalah negatif tegangan bias (+3V) ditambah negatif tegangan forward bias dioda (-0,7V) sehingga tegangan output sebesar 2,3V.
Pada saat setengah siklus positif dioda mengalami reverse bias, dioda seolah-olah dalam kondisi open circuit sehingga tidak ada arus yang melewatinya. Karena tegangan kapasitor dan sumber ditambah tegangan DC adalah sama (+12,3V) maka kapasitor mulai mengosongkan muatannya. Arus dari kapasitor mengalir ke R1 dan kembali menuju ke alternator. Pada saat setengah siklus positif ini tegangan output sama dengan tegangan sumber AC (+10V) ditambah tegangan kapasitor (+12,3V) sehingga tegangan output sebesar +22,3V.
Pada saat setengah siklus negatif dioda mengalami forward bias, tegangan pada dioda adalah 0,7V dan hambatannya lebih kecil dari R3 sehingga arus akan cenderung melewati dioda. Arus dari alternator mengalir ke dioda dan menuju ke kapasitor untuk mengisi muatan kapsitor sampai tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber AC (-10V). Pada saat setengah siklus negatif ini tegangan output sama dengan tegangan dioda yaitu sebesar 0,7V.
Pada saat setengah siklus positif dioda mengalami reverse bias, dioda seolah-olah dalam kondisi open circuit sehingga tidak ada arus yang melewatinya. Karena tegangan kapasitor dan sumber adalah sama (+10V) maka kapasitor mulai mengosongkan muatannya. Arus dari kapasitor mengalir ke R3 dan kembali menuju ke alternator. Pada saat setengah siklus positif ini tegangan output sama dengan tegangan sumber AC (+10V) ditambah tegangan kapasitor (+10V) sehingga tegangan output sebesar +20V.
B. Clamper Negatif
Pada saat setengah siklus negatif dioda mengalami reverse bias, dioda seolah-olah dalam kondisi open circuit sehingga tidak ada arus yang melewatinya. Arus dari alternator mengalir ke R3 dan menuju ke kapasitor untuk mengisi muatan kapsitor sampai tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber AC (-10V). Pada saat setengah siklus negatif ini, ketika tengangan kapasitor sudah sama dengan tegangan sumber AC (-10V), maka tegangan output adalah tegangan sumber AC (-10V) ditambah tegangan kapasitor (-10V) sehingga tegangan output sebesar -20V.
Pada saat setengah siklus positif dioda mengalami forward bias, tegangan pada dioda adalah 0,7V dan hambatannya lebih kecil dari R2 sehingga arus akan cenderung melewati dioda. Karena tegangan kapasitor dan sumber adalah sama (+10V) maka kapasitor mulai mengosongkan muatannya. Arus dari kapasitor mengalir ke dioda dan kembali menuju ke alternator. Pada saat setengah siklus negatif ini tegangan output sama dengan tegangan dioda yaitu sebesar 0,7V.
C. Clamper Panjar Positif
Pada saat setengah siklus negatif dioda mengalami forward bias, tegangan pada dioda adalah 0,7V dan hambatannya lebih kecil dari R1 sehingga arus akan cenderung melewati dioda. Arus dari alternator mengalir ke dioda dan menuju ke kapasitor untuk mengisi muatan kapsitor sampai tegangan kapasitor sama dengan tegangan sumber AC (-10V) ditambah tegangan bias (-3V) dan tegangan dioda (+0,7V) atau sampai tegangan kapasitor sebesar (-12,3V). Pada saat setengah siklus negatif ini tegangan output clamper adalah negatif tegangan bias (+3V) ditambah negatif tegangan forward bias dioda (-0,7V) sehingga tegangan output sebesar 2,3V.
Pada saat setengah siklus positif dioda mengalami reverse bias, dioda seolah-olah dalam kondisi open circuit sehingga tidak ada arus yang melewatinya. Karena tegangan kapasitor dan sumber ditambah tegangan DC adalah sama (+12,3V) maka kapasitor mulai mengosongkan muatannya. Arus dari kapasitor mengalir ke R1 dan kembali menuju ke alternator. Pada saat setengah siklus positif ini tegangan output sama dengan tegangan sumber AC (+10V) ditambah tegangan kapasitor (+12,3V) sehingga tegangan output sebesar +22,3V.
5. Video Rangkaian
[Daftar]
6. Analisa
[Daftar]
1. Bandingkan hasil percobaan dengan teori dan jelaskan!
Jawab:
Berdasarkan percobaan yang dilakukan pergeseran tegangan output dari tegangan input tidak terlihat dengan jelas dan nilai output yang dihasilkan tidak sama dengan hasil berdasarkan teori.
2. Jelaskan pengaruh kapasitor pada rangkaian clamper!
Jawab:
Nilai resistansi R dan kapasitansi C harus dipilih sehingga time constant τ = RC cukup besar dan menyakinkan bahwa tegangan kapasitor tidak mengalami discharge yang signifikan selama dioda mengalami bias terbalik (off). Jika nilai kapasitor semakin besar maka jumlah muatan yang dapat disimpan akan semakin besar sehingga waktu untuk discharge kapasitor akan semakin lama dan tegangan kapasitor tidak turun terlau cepat. Sebaliknya jika nilai kapasitor semakin kecil maka jumlah muatan yang dapat disimpan akan semakin kecil sehingga waktu discharge kapasitor akan semakin cepat dan tegangan kapasitor turun dengan cepat.
3. Apa pengaruh besarnya tegangan dan frekuensi pada sumber AC terhadap sinyal keluaran clamper?
Jawab:
Semakin besar tegangan AC maka tegangan output clamper akan semakain besar. Semakin kecil tegangan AC maka tegangan output clamper akan semakin kecil. Frekuensi output rangkaian sama dengan frekuensi pada input tegangan AC. Jika frekuensi AC diperbesar maka frekuensi output akan sama, begitu juga sebaliknya. Tegangan output sebanding dengan tegangan sumber AC dan frekuensi output sama dengan frekuensi sumber AC.
4. Apa pengaruh arah dioda pada rangkaian clamper?
Jawab:
Jika katoda dioda mengarah ke kapasitor maka rangkaian tersebut adalah clamper positif karena pada saat forward bias dioda akan mengisi muatan ke kapasitor dan saat pengosongan kapasitor dioda tidak aktif (reverse bias). Jika anoda dioda mengarah ke kapasitor maka rangkaian tersebut adalah clamper negatif karena pada saat reverse bias akan terjadi pengisian kapasitor melalui R dan saat pengosongan kapasitor dioda aktif (forward bias).
5. Apa pengaruh tegangan bias (DC) pada rangkaian clamper?
Jawab:
Tegangan bias (DC) adalah tegangan output pada saat dioda forward bias. Tegangan output clamper pada saat dioda forward bias adalah tegangan bias (DC) ditambah tegangan forward bias dioda (0,7V). Tegangan output clamper pada saat dioda reverse bias adalah tegangan sumber AC ditambah tegangan kapasitor karena tidak ada arus yang melewati baterai DC dan dioda karena dioda seolah-olah open circuit
Jawab:
| Rangkaian | Hasil Percobaan | Teori |
|---|---|---|
| Clamper Positif Percobaan : Vomin = 900mV & Vomax = 18.70V Teori : Vomin = -600mV & Vomax = 20V |
 |
 |
| Clamper Negatif Percobaan : Vomin = -18.60V & Vomax = 1.10V Teori : Vomin = -20V & Vomax = 600mV |
 |
 |
| Clamper Panjar Positif Percobaan : Vomin = -500mV & Vomax = 19.0V Teori : Vomin = 2.3V & Vomax = 22.3V |
 |
 |
Berdasarkan percobaan yang dilakukan pergeseran tegangan output dari tegangan input tidak terlihat dengan jelas dan nilai output yang dihasilkan tidak sama dengan hasil berdasarkan teori.
2. Jelaskan pengaruh kapasitor pada rangkaian clamper!
Jawab:
Nilai resistansi R dan kapasitansi C harus dipilih sehingga time constant τ = RC cukup besar dan menyakinkan bahwa tegangan kapasitor tidak mengalami discharge yang signifikan selama dioda mengalami bias terbalik (off). Jika nilai kapasitor semakin besar maka jumlah muatan yang dapat disimpan akan semakin besar sehingga waktu untuk discharge kapasitor akan semakin lama dan tegangan kapasitor tidak turun terlau cepat. Sebaliknya jika nilai kapasitor semakin kecil maka jumlah muatan yang dapat disimpan akan semakin kecil sehingga waktu discharge kapasitor akan semakin cepat dan tegangan kapasitor turun dengan cepat.
3. Apa pengaruh besarnya tegangan dan frekuensi pada sumber AC terhadap sinyal keluaran clamper?
Jawab:
Semakin besar tegangan AC maka tegangan output clamper akan semakain besar. Semakin kecil tegangan AC maka tegangan output clamper akan semakin kecil. Frekuensi output rangkaian sama dengan frekuensi pada input tegangan AC. Jika frekuensi AC diperbesar maka frekuensi output akan sama, begitu juga sebaliknya. Tegangan output sebanding dengan tegangan sumber AC dan frekuensi output sama dengan frekuensi sumber AC.
4. Apa pengaruh arah dioda pada rangkaian clamper?
Jawab:
Jika katoda dioda mengarah ke kapasitor maka rangkaian tersebut adalah clamper positif karena pada saat forward bias dioda akan mengisi muatan ke kapasitor dan saat pengosongan kapasitor dioda tidak aktif (reverse bias). Jika anoda dioda mengarah ke kapasitor maka rangkaian tersebut adalah clamper negatif karena pada saat reverse bias akan terjadi pengisian kapasitor melalui R dan saat pengosongan kapasitor dioda aktif (forward bias).
5. Apa pengaruh tegangan bias (DC) pada rangkaian clamper?
Jawab:
Tegangan bias (DC) adalah tegangan output pada saat dioda forward bias. Tegangan output clamper pada saat dioda forward bias adalah tegangan bias (DC) ditambah tegangan forward bias dioda (0,7V). Tegangan output clamper pada saat dioda reverse bias adalah tegangan sumber AC ditambah tegangan kapasitor karena tidak ada arus yang melewati baterai DC dan dioda karena dioda seolah-olah open circuit