Pengukuran Komponen Aktif

3.14. Pengukuran Komponen Aktif

Untuk berbagai semikonduktor diskrit parameter-parameter yang terpen- ting diberikan pada tabel 3.5.

Tabel 3.5: Parameter-Parameter Penting Semikonduktor Diskrit

Zener atau

Transistor

DIODA dioda

SCR Referensi

Bipolar

FET

h Y fs Z V FE penguatan T tegangan jatuh

V F tegangan V tegangan

transkonduk- jatuh tembus

arus dc.

arah maju

tansi

arah maju.

I GT arus pacu tegangan gerbang gerbang-

V GS (off)'

V CE(sat)

source

I R arus bocor arah Z Z Impedansi saturasi

V GT tegangan dinamis

yang meng-

balik pacu

gerbang pengukuran

praktis dari pinch-off(V p ). I H arus hold

V (BR)CEO tegang -

V (BR) tegangan

an tembus

tembus arah

kolek -

balik

tor emiter (basis sirkit terbuka)

Menswitch

I CBO arus bocor I DSS arus drain V DRM repetitive

dengan V GS =0 peak off-state recovery time

dioda: t rr (Emiter sirkit

voltage arah balik

terbuka)

I CEO arus bocor I DS (on)

I R arus arah

(basis sirkit

drain ke source dengan

V GS =0

Test sederhana dioda untuk memeriksa apakah nilai-nilai V F dan V (BR) berada dalam batas-batasnya, dapat dilakukan dengan mempergunakan sumber arus konstan . hampir pada seluruh pengukuran jenis ini, arusnya harus diusahakan konstan untuk menghindari panas berlebihan dan ke- mungkinan kerusakan komponen. Sebuah karakteristik dioda misalnya 5

mA, dilakukan pada sebuah dioda dan V F terbaca dengan Voltmeter ter- nyata off.

Gambar 3.16: Karakteristik Dioda Semikonduktor

Jikalau karakteristik I F /V F diperlukan, sebuah sirkit dapat digunakan untuk memperagakannya, pada osiloskop dan harus mempergunakan ramp ge- nerator, itu dapat dilihat pada gambar 3.17.

GC Loveday,1980, 64

Gambar 3.17: Sirkit RAMP untuk Sirkit TEST, dan Menggunakan CRO untuk Memperagakan Karakteristik Dioda Arah Maju.

Tegangan tembus semikonduktor harus selalu juga diukur dengan sum- ber arus konstan. Pada keadaan tembus, yang umumnya merupakan "avalanche effect",kenaikan arus yang cepat terjadi bila tegangan naik .

Sebuah sirkit pentest "Break down"(tembus) pada gambar 3.18 dapat dipergunakan tanpa merusak dioda yaitu untuk V (BR) ,V Z ,V (BR)CEO dan sebagainya. Sirkit itu sesungguhnya sebuah pembangkit arus konstan yang dihasilkan oleh sirkit Q1. Basis Ql dipertahankan pada tegangan 5,6 V oleh dioda zener, sehing-

E kira-kira 5V. Arus emiter dan arus kolektor, dapat distel dengan mengubah-ubah resistansi emiter RV1

ga V

Arus akan cukup konstan se- panjang perubahan-perubah-

Dioda

an tegangan kolektor dari 10V

yang dites

sampai 200V. Perhatikan bah- wa arus maksimum kira-kira 1

mA, cukup rendah dan tidak menimbulkan kerusakan. Ka- lau sebuah komponen dipe- riksa batas tembusnya, switch test ditekan dan tegangan pa-

da ujung-ujung komponen a- kan naik sampai nilai tembus- nya dimana arusnya dibatasi. Tegangan pada ujung-ujung GC Loveday,1980, 64 piranti yang ditest dapat diba-

ca dengan multimeter. Pengujian dioda tembus arah balik ini dapat dilakukan untuk semua jenis dioda yang terse- dia, dari dioda penyearah, LED maupun dioda zener se- perti gambar disamping. Ha- nya harus disediakan catu da-

ya DC dengan tegangan yang dapat diatur dan tegangan yang tersedia minimum 250 Volt DC.

Gambar 3.18: Rangkaian Penguji Tembus Arah Balik Dioda dan Macam-Macam Dioda

Dilihat bentuk fisiknya, transistor mempunyai berbagai macam bentuk. Gambar 3.19 menunjukkan bentuk transistor yang sering dijumpai di pa- saran.

Klaus Tkotz,2006 Gambar 3.19: Bermacam-macam Bentuk Transistor

Transistor beroperasi secara normal bila antara emitter dan basis diberi tegangan maju (forward), sedang antara kolektor dan emiternya diberi te- gangan mundur (reverse). Dalam rangkaian sederhana digambarkan se- bagai berikut:

Gambar 3.20: Tegangan Kerja Normal Transistor NPN dan PNP

Supply B

GC Loveday,1980, 65

Gambar 3.21: Rangkaian untuk Mengukur

h FE |

Pentestan-pentestan h FE pada umumnya digunakan sebagai petunjuk o- perasi transistor dan sebuah rangkaian sederhana untuk mengukur itu di- tunjukkan pada gambar 3.21. perhatikan bahwa h FE adalah sinyal dc yang besar penguatan "Common emiter atau emiter terbumi :

h FE

Pada nilai-nilai tertentu dari V CE dan I C .

Berbagai sirkit dapat dibangun untuk mengukur dengan tepat, misalnya

h FE | pertanyaan. I

h FE ,h fe maupun parameter-parameter h yang lainnya, tetapi merupakan I C I Gambar 3.16 Sirkit untuk mengukur E

B I B Barangkali lebih baik, jika kita membuat kurva karakteristik mengguna-

Pentestan-pentestan h kan misalnga "XY plotter" untuk secara otomatis menghasilkan kurva FE pada umumnya digunakan sebagai petunjuk operasi transistor dan sebuah sirkit sederhana untuk mengukur itu ditunjukkan pada (gambar 3.22). gambar 3.16. perhatikan bahwa h VCE(sat) biasanya ditentukan dengan I FE adalah sinyal dc yang besar penguatan C /I B = 10 : 1. Jadi untuk men- switch transistor-transistor sebuah sirkit pentest "Common emiter atau emiter terbumi : go/no-go seperti pada Gambar 3.23 dengan mudah dapat dibuat dan nilai-nilai V CE(sat) pada nilai-nilai I C tertentu diukur dengan voltmeter digital.

GC Loveday,1980, 66

Gambar 3.22: Pemakaian XY Plotter untuk Mendapatkan Karakteristik Transistor.

GC Loveday,1980, 66

Gambar 3.23: Pengukuran V CE(sat)

I C = 10 mA perhatikan bawah R B :R C = 10 : 1

Pengukuran V CE(sat) pada nilai-nilai I C diperoleh dengan mengubah-ubah nilai R B dan R C . Untuk FET, parameter-parameter dapat dibuktikan kembali

fs | dengan V DS kons tan

' I GS

DSS , arus drain dengan V GS = 0 dan V DS =V P

Sirkit untuk memeriksa nilai-nilai tersebut diatas ditunjukkan pada gam- bar 3.24. Untuk Y fs (atau juga disebut g m ) transkonduktansi, sirkit itu mempunyai taraf bias tetap yang diset sedemikian rupa sehingga dapat ditetapkan suatu titik kerja. Kemudian V GS divariasikan oleh sinyal. dari sumber ac dan perubahan yang dihasilkan pada arus drain dicatat. Harga

Y fs akan sebesar 2 milliSiemen.

GC Loveday,1980, 66

a) Pengukuran I dss

fs atau g b) Mengukur Y m

Gambar 3.24: Pengukuran FET

Akhirnya untuk komponen diskrit thyristor ditunjukkan sebuah sirkit pen- test pada gambar 3.25. Sirkit ini dapat memeriksa benar tidaknya operasi

FET dengan memasangkan nilai-nilai khusus dari I GT dan V GT ke gerbang thyristor. Mula-mula R2diset pada minimum, S1 ditutup arus meter I harus rendah (50u A) dan voltmeter harus menunjukkan 24 V. Ini dise- babkan oleh karena thyristor memblok arah maju, jadi nonkonduksi. M1 harus menunjukkkan kira-kira 100 mA, dan M2 menunjukkan kira-kira 1V. Selanjutnya bila R2 dinaikkan nilai arusnya berangsur-angsur menurun sampai tercapai suatu titik nonkonduksi dari thyristor itu. Arus yang ditun- jukkan tepat sebelum nonkonduksi adalah arus hold

(holding current) I H .

GC Loveday,1980

Gambar 3.25: Rangkaian untuk Menguji Thyristor

GC Loveday,1980,67

a) Rangkaian Test IC OP-AMP (b) Rangkaian tes CMOS NAND CD 4011

Gambar 3.27: Contoh Rangkaian Test IC

Test pada IC linier dan digital

Mentest IC linear dan digital dapat juga dilakukan dengan teliti pada se- mua parameter, tetapi lebih umum menunjukkan fungsi sirkit lebih di- perlukan. Dengan perkataan lain a- pakah sebuah op-amp mempunyai penguatan atau apakah sebuah IC counter dapat membagi dengan be- nar ? Dengan memasangkan IC ke- dalam sebuah "TEST JIG" yang mengharuskan IC itu berosilasi atau melaksanakan fungsi logik, piranti - piranti yang baik dapat disimpan dan dipisahkan dari yang buruk atau rusak. Prosedur ini dapat pula diper- gunakan untuk mentest tiap piranti aktif seperti transistor, unijunction dan thyristor.

Klaus Tkotz,2006

Gambar 3.26: Macam-macam Bentuk IC Linear dan Digital

Dua buah contoh metoda ini ditun- jukkan pada gambar 3.27. Yang pertama menunjukkan bagaimana sebuah IC linier dari jenis DIP, 8 pin dapat diperiksa dengan peme- riksaan fungsional. Komponen- komponen disekitar IC akan mem- bentuk osilator frekuensi rendah (2Hz). Kalau IC dimasukkan keda- lam soket "test jig" dengan benar, LED akan menyala hidup-mati. Sebuah CMOS Quad 2 input posi- tive (I/p) NAND gates (4011B) dapat juga dicek dengan merang- kaikan komponen-komponen se- kitar soket (14 pin) sehingga ter- jadi osilasi frekuensi rendah. Pe- meriksaan tambahan terhadap gerbang internal dapat dilakukan dengan mengaperasikan kedua "Inhibit switches" Sl dan S2.