p1 revisi 2

7/24/2019 P1 revisi 2

http://slidepdf.com/reader/full/p1-revisi-2 1/19

BAB II

Percobaan 1

Karakteristik IC - IC Digital

2.1 Tujuan Percobaan

1. Mampu merangkai rangkaian pengukuran threshold voltage

2. Mampu merangkai rangkaian threshold pulldown dan pullup baik dengan

beban maupun tidak.

3. Mengetahui dan mempelajari karakteristik IC digital yang meliputi threshold

voltage dan pengaruh pembebanan

2.2 Alat dan Bahan

1. Power Supply

2. Multimeter

3. Protoboard

. !esistor "#2$%& 2&2'%(

). IC CM*S $11& IC ++, -$$

. /umper

7/24/2019 P1 revisi 2


2.3 angkah Percobaan

2.3.1 Threshold !oltage

1. 0uat rangkaian seperti gambar di bawah ini menggunakan IC ++,

-$$

"a#bar 2.1 ambar !angkaian +hreshold oltage

2. Mengeset input power supply agar $ 3. Mengukur out

. Menaikan in seara periodik $ sampai 12 kemudian atat out

). Menurunkan in seara periodi sampai $ kemudian atat out

. Mengulangi langkah 1 4 ) untuk IC CM*S $11 dengan rangkaian

yang sama

7/24/2019 P1 revisi 2


2.3.2 Pengaruh Pe#bebanan

2.3.2.1 Pull $%

1. Membuat rangkaian seperti gambar di bawah ini menggunakan IC

++, -$$

"a#bar 2.2 ambar !angkaian Pull 5p

2. Mengukur out diantara kaki no 3 dan ground& kemudian atat

out

7/24/2019 P1 revisi 2


3. Mengukur out tanpa dipasang resistor& atat hasil keluarannya

. Mengulangi langkah 1 4 3 dengan menggunakan IC CM*S $11

7/24/2019 P1 revisi 2


2.3.2.2 Pull Do&n

1. Membuat rangkaian seperti gambar di bawah ini menggunakan IC

++, -$$

"a#bar 2.3 ambar !angkaian Pull 6own

2. Mengukur out diantara kaki no 3 dan kaki no -& dengan kondisi

resistor terpasang atat out.

3. Mengulangi langkah no 2 dengan kondisi resistor dilepas

. Mengulangi langkah no 1 4 3 dengan menggunakan IC CM*S

$11

7/24/2019 P1 revisi 2


2.' Data Percobaan

2.'.1 Threshold !oltage o&Tabel 2.1 +abel 6ata Perobaan +hreshold oltage ,ow

IC ++, -$$"$ 712 ( IC CM*S $11"$ 712 (

in out in out

1&22 &1 $&8) )&$

2&12 &1 2&$- )&$

3& &) #&8 $&$3

-&8 $&$1 8&3 $&$$

8&8) $&$1 1$ $&$$

2.'.2 Threshold !oltage (ighTabel 2.2 +abel 6ata Perobaan +hreshold oltage 9igh

IC ++, -,S$$"12 7 $( IC CM*S $11"12 7 $(

in out in out

8&8 $&$$ 8&3 $&$$

-&8 $&$1 #&8 $&$3

3&# $&$$ -&22 )&$

2&12 &) )&2) )&$

1&22 &) $ )&$

2.'.3 Pengaruh Pe#bebananTabel 2.3 +abel 6ata Perobaan Pengaruh Pembebanan

IC in+anpa ! 6engan !

Pull 5p Pull 6own Pull 5p Pull 6own

++, -$$ ) )&$3 $&$ $&31 1&1

CM*S $11 ) )&$# $&$$ 2&$ 2&3)

7/24/2019 P1 revisi 2


2.) Analisa dan Pe#bahasan

2.).1 Penjelasan *ingkat Threshold !oltage

+hreshold voltage adalah peralihan tegangan dari logika $ ke logika 1 atau

sebaliknya& dan threshold voltage ber:ungsi untuk membuat transistor menjadi on.

Pada perobaan 'arakteristik IC7IC 6igital ini& akan dilakukan dua jenis

pengukuran yaitu threshold low dan threshold high. Pengukuran yang pertama adalah

pengukuran threshold voltage low dengan range tegangan antara $71$ volt untuk IC

++, -$$ dan antara $712 volt untuk IC CM*S $11. 6an pengukuran kedua adalah

pengukuran threshold voltage high dengan range tegangan antara 1$ 7 $ volt untuk IC

++, -$$ dan antara 127$ volt untuk IC CM*S $11.

2.).2 "ra+ik Threshold !oltage Ideal

"a#bar 2.' ra:ik +hreshold oltage 9igh Ideal

6ari tabel perbandingan tegangan IC ++, -$$ high yaitu antara &1 dan

lownya $&$1 & dan untuk IC CM*S $11 highnya adalah )&$ dan lownya $.

Sehingga kita ketahui bahwa tegangan threshold antara datasheet dan hasil

perobaan berbeda& hal ini disebabkan oleh ketidaktelitian dalam mendapatkan

step kenaikan dan penurunan pada tegangan input dan output serta kesalahan7kesalahan pada saat pengukuran.

7/24/2019 P1 revisi 2


2.).1.2 Perbandingan dengan Teori

6ari ke empat data di atas dapat disimpulkan bahwa baik IC ++, maupun IC

CM*S ara kerjanya berbasis gerbang ;<;6. 6imana semakin tinggi nilai masukan

maka nilai keluarannya enderung tetap. Perbedaan pada ke duanya terdapat pada

proses peng7inputan tegangan. Pada IC ++,& jika pada proses ,*= tegangan input

dimulai dari tegangan paling rendah "$ volt( hingga yang paling tinggi "1$ volt(&

sehingga menghasilkan tegangan keluaran dari nilai rendah ke tinggi. Sedangkan

pada proses 9I9 tegangan input dimulai dari tegangan tinggi "1$ volt( hingga ke

tegangan paling rendah "$ volt(& sehingga menghasilkan tegangan keluaran dari nilai

tertinggi ke rendah.Sedangakan pada IC CM*S& jika pada proses ,*= tegangan

input dimulai dari tegangan paling rendah "$ volt( hingga yang paling tinggi "12 volt(&sehingga menghasilkan tegangan keluaran dari nilai rendah ke tinggi. Sedangkan

pada proses 9I9 tegangan input dimulai dari tegangan tinggi "12 volt( hingga ke

tegangan paling rendah "$ volt(& sehingga menghasilkan tegangan keluaran dari nilai

tertinggi ke rendah.

2.).1.3 "ra+ik Threshold !oltage Percobaan

"a#bar 2., ra:ik +hreshold oltage ,ow IC ++, -$$

7/24/2019 P1 revisi 2


"a#bar 2. ra:ik +hreshold oltage ,ow IC CM*S $11

"a#bar 2. ra:ik +hreshold oltage 9igh IC ++, -$$

7/24/2019 P1 revisi 2


"a#bar 2./ ra:ik +hreshold oltage 9igh IC CM*S $11

2.).1.' Analisa Threshold !oltage o& IC TT '00

Pengukuran threshold voltage low dengan range tegangan yang diatur dengan

potensiometer antara $ ke 12 volt untuk IC ++, -$$.

Tabel 2.) +abel Pengukuran +hreshold oltage ,ow IC -$$

IC ++, -$$

in out

1&22 &1

2&12 &1

3& &)

-&8 $&$1

8&8) $&$1

6ari tabel diatas terlihat bahwa bila semakin keil in maka out makin besar. 9al ini sesuai dengan teori& bahwa IC ++, -$$ berbasis gerbang ;<;6.

erbang ;<;6 adalah gabungan dari gerbang ;*+7<;6& atau suatu :ungsi

<;6 yang dibalikkan. 6engan kata lain bahwa gerbang ;<;6 akan menghasilkan

sinyal keluaran yang lebih rendah dari sinyal masukan.

7/24/2019 P1 revisi 2


5ntuk dapat menghasilkan input logika >1? pada ++,& diberikan tegangan 12

.5ntuk logika >$? diberikan tegangan $ .Pada saat peralihan tegangan input 2&12

ke 3& dan dari 3& ke -&8 terlihat ada perubahan tegangan output dari &1

ke &) dan berubah derastis dari &) ke $&$1 . 9al ini berarti bahwa threshold

voltage sudah ada antara 2&12 sampai -&8 .

6ari gra:ik perbandingan tegangan input dan output pada IC ++, -$$ dapat

kita lihat bahwa apabila tegangan inputnya keil maka tegangan outputnya besar&

sedangkan jika tegangan input besar maka tegangan outpunya keil.

2.).) Analisa Threshold !oltage o& IC C* '011

Pengukuran threshold voltage low dengan range tegangan yang diatur dengan

potensiometer antara $ ke 12 volt untuk IC CM*S $11.Tabel 2., +abel +hreshold voltage low IC CM*S $11

IC CM*S $11

in out

$&8) )&$

2&$- )&$

#&8 $&$3

8&3 $&$$

1$ $&$$

6ari tabel diatas terlihat bahwa bila semakin keil in maka out makin

besar. 9al ini sesuai dengan teori& bahwa IC CM*S $11 berbasis gerbang ;<;6.

erbang ;<;6 adalah gabungan dari gerbang ;*+7<;6& atau suatu :ungsi

<;6 yang dibalikkan. 6engan kata lain bahwa gerbang ;<;6 akan menghasilkan

sinyal keluaran yang lebih rendah dari sinyal masukan.

5ntuk dapat menghasilkan input logika >1? pada CM*S& diberikan tegangan

12 .5ntuk logika >$? diberikan tegangan $ .Pada saat peralihan tegangan input 2&$-

ke #&8 dan dari #&8 ke 8&3 & terjadi perubahan tegangan output dari )&$ ke

$&$3 dan sedikit mengalami perubahan tegangan yaitu $&$3 . 9al ini berarti bahwa

threshold voltage ada antara 2&$- sampai #&8 .

6ari gra:ik perbandingan tegangan input dan output pada IC CM*S $11

dapat kita lihat bahwa apabila tegangan inputnya keil maka tegangan outputnya

besar& sedangkan jika tegangan input besar maka tegangan outpunya keil.

7/24/2019 P1 revisi 2


2.)., Analisa Threshold !oltage (igh IC TT '00

Pengukuran threshold voltage 9igh dengan range tegangan yang diatur

dengan potensiometer antara 12 ke $ volt untuk IC ++, -$$

Tabel 2. +abel Pengukuran +hreshold oltage 9igh IC -$$

IC ++, -$$"12 7 $(

in out

8&8 $&$$

-&8 $&$1

3&# $&$$

2&12 &)

1&22 &)

Sesuai dengan data di atas dapat diketahui bahwa semakin besar in maka

akan semakin keil out. +eori gerbang ;<;6 juga berlaku pada perobaan ini.

Pada IC ++, -$$& saat peralihan tegangan input -&8 ke 3&# terjadi

sedikit perubahan tegangan output dari yaitu $&$1 dan dari 3&# ke 2&12 terjadi

berubah dari $&$1 ke &) . 9al ini berarti bahwa threshold voltage berada antara

3&# sampai 2&12 .

6ari gra:ik perbandingan tegangan input dan output pada IC ++, -$$ dapat

kita lihat bahwa apabila tegangan inputnya besar maka tegangan outputnya keil&

sedangkan jika tegangan input keil maka tegangan outpunya besar.

2.). Analisa Threshold !oltage (igh IC C* '011

Pengukuran threshold voltage 9igh dengan range tegangan yang diatur

dengan potensiometer antara 12 ke $ volt untuk IC CM*S $11.

Tabel 2. +abel Pengukuran +hreshold oltage 9igh IC $11

IC CM*S $11 "12 7 $(

in out

8&3 $&$$

#&8 $&$3-&22 )&$

)&2) )&$

$ )&$

Sesuai dengan data di atas dapat diketahui bahwa semakin besar in maka

akan semakin keil out. +eori gerbang ;<;6 juga berlaku pada perobaan ini.

7/24/2019 P1 revisi 2


Pada IC CM*S $11 saat peralihan tegangan input 8&3 ke #&8 terjadi

sedikit perubahan tegangan output dari yaitu $&$3 dan dari #&8 ke -&22 terjadi

perubahan tegangan dari $&$3 ke )&$ . 9al ini berarti bahwa threshold voltage

berada antara #&8 sampai -&22 .6ari gra:ik perbandingan tegangan input dan output IC CM*S $11 dapat

kita lihat bahwa apabila tegangan inputnya besar maka tegangan outputnya keil&

sedangkan jika tegangan input keil maka tegangan outpunya besar.

7/24/2019 P1 revisi 2


2.). Penjelasan *ingkat Pengaruh Pe#bebanan

!esistor Pull 5p berarti menghubungkan output IC supaya seara de:ault

mendapat logi 1& ketika mendapat trigger maka akan menjadi logi $. Sedangankan

Pull down berarti menghubungkan output IC supaya de:ault menjadi logi $ ketika

trigger maka akan berubah menjadi logi 1.

Pada perobaan pertama yaitu pembebanan tanpa resistor& pada rangkaian

diberikan tegangan input dan diukur tegangan keluarannya. 6an pada perobaan

kedua yaitu pembebanan pull up& diberikan suatu resistor sebesar 1 '@ dan

dihubungkan dengan dengan tegangan masuknya sama seperti tegangan

sebelumnya. Sedangkan pada perobaan ketiga yaitu pembebanan pull down& resistor

dihubungkan ke ground dengan tegangan input sebesar nilai tegangan sebelumnya.

2.)./ Pengaruh Pe#bebanan

2.)./.1 Pe#bebanan Pull $%

Istilah pembebanan pull 4 up digunakan jika beban terpasang antara

keluaran * dengan ground sehingga transistor gerbang logika hanya mampu

untuk menarik tegangan keluaran * ke potensial yang lebih tinggi.Tabel 2./ 6ata Perobaan Perbandingan Pembebanan Pull 5p

IC !ccPull $%

dengan 4

Pull $%

tan%a 4

++, -$$ ) $&31 )&$3

CM*S $11 )&# 2&$ )&$#

6ari tabel di atas dapat dilihat bahwa nilai tegangan keluaran pada IC

CM*S yang tak diberi pembebanan dan yang diberi pembebanan nilainya

berbeda. Pada pembebanan pull up& nilai tegangan keluaran dengan ! lebih

keil dari nilai tegangan keluaran tanpa !. 9al ini disebabkan karena :ungsi

dari resistor adalah untuk mengubah de:ault logika IC menjadi 1. 'etika ada

arus "mendapat trigger(& maka logika IC menjadi $.

7/24/2019 P1 revisi 2


2.)./.2 Pe#bebanan Pull Do&n

!esitor pull down berarti kita menghubungkan output IC supaya seara

de:ault mendapat logi nol& ketika mendapat trigger maka akan berubah menjadi

logi satu. Merupakan rangkaian yang digunakan untuk menurunkan tegangan&

dengan bantuan resistor yang dipasang parallel ke sisi ground& sehingga tegangan

akhir akan lebih keil dibandingkan sebelum dihubungkan dengan rangkaian Pull

6own.Tabel 2.10 6ata Perobaan Perbandingan Pembebanan Pull 6own

IC !cc 5!olt6PullDo&n

dengan 4

PullDo&n

tan%a 4

++, -$$ ) 1&1 $&$

CM*S $11 )&# 2&3) $

6ari table perbandingan tegangan threshold di atas dapat kita ketahui bahwa

nilai tegangan keluaran pada IC ++, yang tak diberi pembenanan dan yang

diberi pembebanan nilainya berbeda. Pada pembebanan pull down& nilai tegangan

keluaran dengan ! lebih besar dari nilai tegangan keluaran tanpa ! "bernilai $(.

9al ini karena :ungsi resistor adalah untuk merubah de:ault logika IC menjadi $.

'etika mendapat trigger& maka logika IC menjadi 1. 9al inilah yang

menyebabkan ketika ada arus& maka tegangan out menjadi naik. Menurut teori pada pembebanan pull down& nilai tegangan keluaran lebih

keil dari nilai tegangan masukan. 9al ini sesuai dengan data perobaan di atas.

6engan demikian& perobaan pembebanan pull down berhasil.

7/24/2019 P1 revisi 2


2.)./.3 Perbandingan dengan 47 tan%a 47 Pull $% 8 Pull Do&n Pada

IC TT dan IC C*

Tabel 2.11 +abel Pengukuran Pengaruh Pembebanan IC ++, -$$

IC in+anpa ! 6engan !

Pull 5p Pull 6own Pull 5p Pull 6own

++, -$$ ) )&$3 $&$ $&31 1&1

6ari tabel di atas dapat dilihat bahwa nilai tegangan keluaran pada IC ++,

yang tak diberi pembebanan dan yang diberi pembebanan nilainya berbeda.

Pada pembebanan pull up& nilai tegangan keluaran lebih keil dari nilai

tegangan keluaran tanpa !. 9al ini disebabkan pull up yang keluarannya logika $

jika dihubungkan langsung dengan maka beda potensialnya sama dengan

itu sendiri yaitu ) . Sedangkan jika dihubungkan dengan resistor maka

tegangan yang didapat berdasarkan dari logika gerbang yang ada pada IC yaitu

gerbang ;<;6 dengan logika input 1 dan 1 sehingga nilai logika output

seharusnya bernilai $ "$olt( namun karena terdapat hambatan pada kaki ke 3

maka tegangan output yang terukur adalah $&31. 6i sini didapat tanpa ! adalah

)&$3 "seharusnya )( dan dengan ! adalah $&31 "seharusnya $(& ini

disebabkan adanya ketidak presisian alat dan rugi7rugi komponen.Pada pembebanan pull down& nilai tegangan keluaran lebih tinggi dari nilai

tegangan keluaran tanpa !. 9al ini disebabkan pull down yang keluarannya

merupakan logika 1 ")(& jika dihubungkan langsung dengan round "tanpa

hambatan( maka beda potensialnya sama dengan $ karena beda potensial yang

terukur adalah di ground dengan di yaitu sama7sama $. Sedangkan jika

dihubungkan dengan resistor maka tegangan yang didapat berdasarkan dari

logika gerbang yang ada pada IC yaitu gerbang ;<;6 dengan logika input 1 dan

$ sehingga nilai logika output seharusnya bernilai 1")olt( namun karena

terdapat hambatan pada kaki ke 3 maka tegangan output yang terukur adalah

1&1. 6ari perhitungan didapat pull down dengan ! sama dengan 1&1 dan tanpa

7/24/2019 P1 revisi 2


! sama dengan $&$. 9al tersebut dikarenakan rugi7rugi komponen serta ketidak

presisian alat.

Tabel 2.12 +abel Pengukuran Pengaruh Pembebanan IC CM*S $11

IC !inTan%a 4 Dengan 4

Pull $% Pull Do&n Pull $% Pull Do&n

CM*S $11)&#

)&$# $ 2&$ 2.3)

6ari tabel di atas dapat dilihat bahwa nilai tegangan keluaran pada IC

CM*S yang tak diberi pembebanan dan yang diberi pembebanan nilainya

berbeda.Pada pembebanan pull up& nilai tegangan keluaran lebih keil dari nilai

tegangan keluaran tanpa !. 9al ini disebabkan pull up yang keluarannya logika $

jika dihubungkan langsung dengan maka beda potensialnya sama dengan

itu sendiri yaitu )&# . Sedangkan jika dihubungkan dengan resistor maka

tegangan yang didapat berdasarkan dari logika gerbang yang ada pada IC yaitu

gerbang ;<;6 dengan logika input 1 dan 1 sehingga nilai logika output

seharusnya bernilai $ "$olt( namun karena terdapat hambatan pada kaki ke 3

maka tegangan output yang terukur adalah 2&$. 6i sini didapat tanpa ! adalah

)&$# "seharusnya )( dan dengan ! adalah 2&$ "seharusnya $(& ini

disebabkan adanya ketidak presisian alat dan rugi7rugi komponen.

Pada pembebanan pull down& nilai tegangan keluaran lebih tinggi dari nilai

tegangan keluaran tanpa !. 9al ini disebabkan pull down yang keluarannya

merupakan logika 1 ")(& jika dihubungkan langsung dengan round "tanpa

hambatan( maka beda potensialnya sama dengan $ karena beda potensial yang

terukur adalah di ground dengan di yaitu sama7sama $. Sedangkan jika

dihubungkan dengan resistor maka tegangan yang didapat berdasarkan dari

logika gerbang yang ada pada IC yaitu gerbang ;<;6 dengan logika input 1 dan

$ sehingga nilai logika output seharusnya bernilai 1")olt( namun karena

terdapat hambatan pada kaki ke 3 maka tegangan output yang terukur adalah

7/24/2019 P1 revisi 2


2&3). 6ari perhitungan didapat pull down dengan ! sama dengan 2&3) dan tanpa

! sama dengan $. 9al tersebut dikarenakan rugi7rugi komponen serta ketidak

presisian alat.

7/24/2019 P1 revisi 2


2., Kesi#%ulan

1. +hreshold voltage adalah tegangan ambang di mana nilai output suatu gerbang

logika berubah dari logika $ ke logika 1 atau sebaliknya.

2. IC ++, dan IC CM*S sama 4 sama berbasis gerbang ;<;6& yaitu semakintinggi nilai tegangan masukan maka akan semakin rendah nilai tegangan

keluarannya.3. +hreshold voltage berbeda7beda tiap IC tergantung pada spesi:ikasi yang tertera

pada datasheet.

. ;ilai ambang +hreshold voltage low sama dengan threshold voltage high&

dimana perbedaannya threshold voltage low diukur dari tegangan rendah ke

tegangan tinggi& sedangkan threshold voltage high diukur dari tegangan tinggi

ke tegangan rendah.). /ika nilai tegangan output IC enderung tetap pada variasi input& maka IC

mengalami kerusakan.

. !esitor pull up berarti kita menghubungkan input IC supaya seara de:ault

mendapat logi satu& ketika mendapat trigger maka akan berubah menjadi logi

nol.

-. Pull up ber:ungsi untuk menaikkan tegangan output suatu gerbang logika agar

output bernilai 1.

#. !esitor pull down dapat diartikan kita menghubungkan input IC supaya seara

de:ault mendapat logi nol& ketika mendapat trigger maka akan berubaha

menjadi logi satu.

8. Pull down ber:ungsi untuk menurunkan tegangan output suatu gerbang logika

agar output bernilai $.

1$. Pada IC "+P<#1( Pull up ber:ungsi sebagai penginput tegangan

11. Pada IC "+P< #1( Pull down ber:ungsi sebagai reseting IC

p1 revisi 2

Documents