Sub Bab 4.14 Current Source Circuits



 1. Pendahuluan[kembali]

Dalam era di mana teknologi terus berkembang dengan pesat, pemahaman yang kuat tentang sirkuit elektronik menjadi semakin penting. Salah satu konsep yang memainkan peran krusial dalam rekayasa elektronika adalah sirkuit sumber arus.

Sirkuit sumber arus adalah suatu rangkaian elektronik yang dirancang untuk memberikan arus konstan ke beban, terlepas dari perubahan tegangan pada beban tersebut.Ada banyak aplikasi dalam elektronika untuk rangkaian yang menyediakan arus konstan pada impedansi yang sangat tinggi. Sirkuit arus konstan dapat dibangun menggunakan perangkat bipolar, perangkat FET, dan kombinasi dari komponen-komponen ini. Ada sirkuit yang digunakan dalam bentuk diskrit dan yang lain lebih cocok untuk dioperasikan dalam sirkuit terpadu.

Transistor bipolar dapat dihubungkan dalam sebuah rangkaian yang bertindak sebagai sumber arus konstan dengan beberapa cara. Dioda Zener menghasilkan arus konstan yang dihitung menggunakan persamaan KVL (Kirchhoff voltage loop) basis-emitir. Suatu titik penting yang perlu dipertimbangkan adalah bahwa arus konstan tergantung pada tegangan dioda Zener, yang tetap cukup konstan, dan resistor pemancar RE​. Pasokan tegangan VEE​ tidak berpengaruh pada nilai I.

 2. Tujuan[kembali]

  • ·       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]

1.    Alat

 a. Current source

    berfungsi sebagai sumber arus


 

b. Voltage source

    berfungsi sebagai sumber tegangan




c. DC ammeter 

    berfungsi sebagai alat ukur dc

 


 

2.    Bahan

 

a. dioda zener

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


 

b. resistor

    adalah komponen yang bersifat menghambat arus listrik




c. transistor

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




d. 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]

Rangkaian sumber arus adalah suatu rangkaian elektronik yang dirancang untuk memberikan arus konstan ke beban, terlepas dari perubahan tegangan pada beban tersebut.

 

Karakteristiknya :

•         Tegangan internal: Memiliki tegangan internal yang dapat bervariasi untuk menjaga arus tetap konstan.

•         Resistansi internal: Memiliki resistansi internal yang menentukan seberapa besar tegangan internal dapat berubah.

•         Perbedaan dengan sirkuit sumber tegangan: Sirkuit sumber arus berbeda dengan sirkuit sumber tegangan, yang dirancang untuk memberikan tegangan konstan, terlepas dari perubahan arus.

 

Ada banyak kegunaan rangkaian sumber arus konstan dalam elektronik. rangkaian arus konstan dapat dibangun dengan perangkat bipolar, perangkat FET dan komponen komponen dari rangkaian tersebut.

 

 a. Bipolar

 

Bipolar adalah transistor yang membawa muatan listrik berupa hole dan e . Transistor bipolar ada dua tipe yaitu NPN dan PNP dengan simbol seperti gambar 48.

 


Gambar 4.81

 

 

b. Sumber konstan - arus transistor/zener

 

Dioda zener  menghasilkan arus konstan dihitung menggunakan persamaan basis - emitor KVL (Kirchhoff voltage loop). Nilai dari I dapat dihitung menggunakan


 

 Mengganti resistor R2 dengan dioda zener  seperti yang ditunjukkan gambar 4.83 memberikan peningkatan sumber arus konstan. pada gambar 4.81

 


Tipe-Tipe Rangkaian Sumber Arus

Tipe Rangkaian

Karakteristik

Kelebihan

Kekurangan

Ideal

Tegangan internal tak terbatas, resistansi internal nol

- Arus konstan sempurna - Analisis mudah

- Tidak realistis - Tidak dapat diimplementasikan secara praktis

Praktis dengan Transistor

Tegangan internal terbatas, resistansi internal non-nol

- Sederhana dan murah - Mudah diimplementasikan

- Kurang presisi - Rentan terhadap perubahan tegangan suplai

Dengan Penguat Op-Amp

Tegangan internal yang dapat diatur, resistansi internal sangat kecil

- Presisi tinggi - Fleksibel - Stabil

- Lebih kompleks - Membutuhkan komponen tambahan


   5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]



Gambar 4.80

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.






Gambar 4.81
dan Gambar 4.82

                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. 




Gambar 4.83 dan 4.84

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.





    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]




Gambar Rangkaian 4.80

            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.





Gambar 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.



Gambar 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.




Gambar 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.



Gambar 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



   c) Video Simulasi [kembali]


Rangkaian 4.80



Rangkaian 4.81



Rangkaian 4.82



Rangkaian 4.83



Rangkaian 4.84


 6. Download File[kembali]
 
- Rangkaian 4.80 [Download]

- Rangkaian 4.81 [Download]

- Rangkaian 4.82 [Download]

- Rangkaian 4.83 [Download]

- Rangkaian 4.84 [Download]

Datasheet Resistor [Download]
 
Datasheet Dioda 1N4148 [Download]
 
Datasheet Dioda 1N4009 [Download]
 
Datasheet Voltmeter  [Download]
 
Datasheet Amperemeter [Download]


Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2023  Nama: Kevin Syahputra  NIM: 2310953012 Elektronika C Dosen Pengampu : Darwison, M.T Referensi:      1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-        602-9081-10-7, CV Ferila, Padang      2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-        602-9081-10-8, 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: ...
Baca selengkapnya