4.14 (CURRENT SOURCE CIRCUITS)

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Download file

1. Pendahuluan [kembali]

Rangkaian sumber arus adalah konsep penting dalam bidang teknik listrik dan elektronik. Rangkaian ini dirancang untuk menghasilkan atau mempertahankan arus listrik yang konstan, terlepas dari beban atau perubahan tegangan di dalam rangkaian.

Sumber arus ideal adalah elemen rangkaian teoretis yang memberikan arus yang sama ke semua elemen rangkaian yang terhubung dengannya, tanpa memperhatikan tegangan di antara terminalnya. Dalam prakteknya, sumber arus nyata memiliki batas atas untuk tegangan yang dapat mereka keluarkan, dan karakteristik arus-tegangan mereka biasanya tidak sepenuhnya independen.

Sumber arus digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pengaturan arus dalam rangkaian listrik, pengujian komponen elektronik, dan sebagai bagian dari rangkaian kontrol dan pengukuran. Mereka juga penting dalam pemahaman dan analisis berbagai jenis rangkaian elektronik.

2. Tujuan [kembali]

• Untuk memenuhi tugas mata kuliah Elektronika yang diberi oleh Bapak Dr. Darwison, M.T
• Dapat mengetahui dan memahami apa itu rangkaian sumber arus (current source circuit)
• Dapat mengetahui dan memahami tipe-tipe rangkaian sumber arus (current source circuit)
• Dapat mengetahui dan memahami cara kerja serta melakukan simulasi dari rangkaian sumber arus (current source circuit)

3. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

• Current Source

Berfungsi sebagai sumber arus dan Pengaturan Arus: Sumber arus digunakan untuk menghasilkan dan mempertahankan arus listrik yang konstan dalam suatu rangkaian, terlepas dari perubahan tegangan atau beban dalam rangkaian tersebut.

• Voltage source

Berfungsi sebagai Sumber tegangan  digunakan untuk menghasilkan dan mempertahankan tegangan listrik yang konstan dalam suatu rangkaian, terlepas dari perubahan arus atau beban dalam rangkaian tersebut.

• Ammeter DC

Berfungsi untuk mengukur besar kecilnya arus yang terdapat pada rangkaian listrik DC.

B. Bahan

• Resistor

Adalah komponen  Elektronika yang bersifat menghambat arus listrik.

• Transistor

Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

• Dioda zener

Berfungsi menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas (tegangan zener).

• Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

4. Dasar Teori  [kembali]

Sumber arus ideal menyediakan arus konstan terlepas dari beban yang terhubung. ada banyak kegunaan rangkaian sumber arus konstan dalam elektronik. rangkaian arus konstan dapat dibangun dengan perangkat bipolar, perangkat FET (Field Effect Transistor) dan komponen komponen dari rangkaian tersebut.

• Bipolar Junction Transistor (BJT)

Bipolar adalah transistor yang membawa  muatan listrik berupa hole dan e . Transistor bipolar ada dua tipe yaitu NPN dan PNP dengan simbol seperti gambar 4.81

Gambar 4.81

- Transistor NPN. Arus listrik yang dimiliki transistor NPN tergolong kecil. Tegangan positif pada terminal dasar digunakan sebagai pengendali tegangan dan arus listrik yang bersumber dari kolektor menuju emitor justru lebih besar.

- Transistor PNP. Transistor PNP memakai arus listrik yang kecil. Tegangan negatif di terminal dasar digunakan untuk mengontrol tegangan, dan aliran listrik dari emitor menuju kolektor lebih besar.

• Sumber konstan - arus transistor/zener

Dioda zener  menghasilkan arus konstan dihitung menggunakan persamaan basis - emitor KVL (Kirchhoff voltage loop). Mengganti resistor R2 dengan dioda zener  seperti yang ditunjukkan gambar 4.83 memberikan peningkatan sumber arus konstan. pada gambar 4.81

    5. Percobaan [kembali]

    A. Prosedur [kembali]

Step 1    : Buka Aplikasi Proteus 

Step 2    : Susun dan siapkan semua komponen 

Step 3    : Rangkai komponen sesuai panduan

Step 4    : Mulai simulasi pada proteus 

Step 5    : Amati rangkaian yang dibuat

    B. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

A. Rangkaian 4.80

Prinsip Kerja : Prosedur dari Gambar 4.80 adalah sederhananya ini merupakan keluaran input dan output di dalam konsep metode mencari nilainya. Pada gambar 1 adalah gambaran yang sebenarnya dalam menganalisis sirkuitnya,dimana kita mengetahui jika setiap tegangan pada suatu rangkaian akan selalu berkurang dan tidak sama dengan nilai input awalnya dikarenakan adanya hambatan dalam komponen yang membuat nilai inputnya tidak sama dengan output,atau bisa juga dikarenakan tegangan yang diinput juga tidak selalu sama dengan nilai yang sebenarnya,bisa lebih atau kurang. Tetapi pada gambar 2 adalah gambaran konsep yang di analisis secara teoritis dan dianggap nilai input sama dengan output nantinya,untuk mempermudah perhitungan dalam menganalisis sirkuit. Begitu pula pada arus praktis dan ideal. Pada Gambar rangkaian diatas adalah contoh dari penerapan Konsep Practical and Ideal Voltage Source serta Practical and Ideal Current Source , yang mana pada gambar 1 adalah Sumber Tegangan Praktis yang mana suplai tegangan yang dihubungkan secara seri dengan suatu resistansi. Pada gambar 2 adalah Sumber Tegangan Ideal yang mana suplai tegangan tidak memiliki resistansi atau R=0, dimana Sumber Praktisnya mempunyai resistansi yang kecil.Pada gambar 3 adalah Sumber Arus Praktis yang mana suplai arus yang paralel dengan resistansi. Pada gambar 4 adalah Sumber Arus Ideal yang mana suplai arus memiliki resistansi R= tak hingga, dimana Sumber Arus Praktisnya mempunyai hambatan yang sangat besar.

B. Rangkaian 4.81

Pada Gambar diatas adalah Konsep Discrete Constant-Current Source yang akan menghasilkan arus listrik konstan tanpa memperhatikan perubahan dalam hambatan beban atau perubahan tegangan masukan.

 C. Rangkaian 4.82

Pada gambar diatas adalah penerapan konsep yang sama dengan gambar 4.81,tetapi di gambar diatas diberikan nilai-nilai resistor dan tegangannya.

Prinsip Kerja : Pada gambar 4.81 dan 4.82 Transistor NPN berfungsi sebagai penyeimbang arus dan Penahan Tegangan yang mengalir dalam rangkaian, yang mana ini dibutuhkan untuk menyeimbangkan agar pasokan arus yg mengalir tidak melebihi pasokan arus yg seharusnya mengalir dan untuk mendekati nilai yang sebenarnya.

                                   

D. Rangkaian 4.83

Pada gambar diatas adalah penerapan Konsep Constant-current circuit dengan menggunakan Dioda Zener memberikan arus listrik yang konstan kepada suatu beban dengan memanfaatkan karakteristik khusus dari dioda Zener. dioda Zener biasanya dihubungkan secara terbalik paralel dengan beban. Dengan mengatur nilai tegangan Zener yang tepat, dioda Zener dapat mempertahankan tegangan di seluruh beban, yang kemudian menghasilkan arus yang konstan melalui beban tersebut. Ketika tegangan masukan berubah, dioda Zener akan mempertahankan tegangan keluaran konstan, sehingga arus konstan tetap terjaga.

Keuntungan dari penggunaan dioda Zener adalah kesederhanaan rangkaian dan kemampuannya untuk mempertahankan arus yang relatif konstan meskipun terdapat fluktuasi tegangan masukan. Namun, perlu diperhatikan bahwa dioda Zener memiliki batasan dalam hal daya maksimum yang dapat ditangani, sehingga perlu dipilih dengan cermat sesuai dengan kebutuhan aplikasi.            

E. Rangkaian 4.84

Pada gambar 1 adalah Penerapan hal yang sama seperti di Gambar 4.83, tetapi pada gambar tersebut diberikan nilai-nilai tegangan dan resistornya.

Pada Gambar diatas adalah penerapan Transistor yang dikombinasikan dengan Dioda Zener yang mana peran Transistor sebagai penyeimbang dan Dioda Zener sebagai komponen yang mengatur atau menjadikan indikator naik turun tegangan di beban yang dipasang paralel dengan Dioda Zener. Tegangan BreakDown dalam Dioda diatur sesuai dengan kebutuhan desain.

Tambahan : 

Apabila pada terminal transistor tidak diberi tegangan bias dari luar, maka semua arus akan nol atau tidak ada arus yang mengalir. Tegangan penghalang (barrier potensial) pada masing masing persambungan dapat dilihat pada gambar 3.2.

Pada diagram potensial terlihat bahwa terdapat perbedaan potensial antara kaki emitor dan basis sebesar Vo, juga antara kaki basis dan kolektor. Oleh karena potensial ini berlawanan dengan muatan pembawa pada masing-masing bahan tipe P dan N, maka arus rekombinasi hole-elektron tidak akan mengalir. Sehingga pada saat transistor tidak diberi tegangan bias, maka arus tidak akan mengalir.

                                         

     C. Video Simulasi [kembali] 

Rangkaian 4.80

Rangakaian 4.81

Rangakaian 4.82

Rangakaian 4.83

Rangakaian 4.84

    6.Download File[kembali]

Rangkaian 4.80 klik disini

Rangkaian 4.81 klik disini

Rangkaian 4.82 klik disini

Rangkaian 4.83 klik disini

Rangkaian 4.84 klik disini

Video Rangkaian 4.80 klik disini

Video Rangkaian 4.81 klik disini

Video Rangkaian 4.82 klik disini

Video Rangkaian 4.83 klik disini

Video Rangkaian 4.84 klik disini

Datasheet Resistor klik disini

Datasheet Voltmeter klik disini

Datasheet Amperemeter klik disini

Datasheet Transistor klik disini

Datasheet Dioda 1N4148 klik disini

Datasheet Datasheet Dioda 1N4009 klik disini

 

[menuju awal]