7/23/2019 K39 P1 fix.docx
1/17
BAB II
PERCOBAAN 1
KARAKTERISTIK IC-IC DIGITAL
2.1 Tujuan Percobaan
1. Mampu merangkai rangkaian pengukuran Threshold Voltage.
2. Mampu merangkai rangkaian pembebananPull DowndanPull Uppada IC
digital.
3. Mengetahui dan mempelajari karakteristik IC digital yang meliputi
Threshold Voltagedan pengaruh pembebananPull UpdanPull Down
2.2 Alat an Ba!an
1. Proto Board
2. Jumper
3. Resistor 22 !" dan #$% "
&. IC CM'( &%11 dan ))* +&%%
,. -C Poer (upply
#. -C Poer (upply
+. Multimeter digital
$. Jepit Buaya
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
2/17
#$% "
2." Ga#bar Ran$%a&an
2.".1 T!re'!ol (olta$e
Ga#bar 2.1Rangkaian Per/obaan Threshold Voltage
2.".2 Pen$aru! Pe#bebanan
2.".2.1 Pe#bebanan Pull ) *+
1. -engan 0ambatan
Ga#bar 2.2Rangkaian Per/obaan Pembebanan Pullp dengan 0ambatan
2. )anpa 0ambatan
680
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
3/17
Ga#bar 2." Rangkaian Per/obaan Pembebanan Pullp tanpa 0ambatan
2.".2.2 Pe#bebanan Pull ) Do,n
1. -engan 0ambatan
Ga#bar 2.Rangkaian Per/obaan Pembebanan pull-on dengan hambatan
2. )anpa 0ambatan
680
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
4/17
Ga#bar 2.Rangkaian Per/obaan Pembebanan pull-on tanpa0ambatan
2. Lan$%a! Percobaan
2..1 T!re'!ol (olta$e
1. Membuat rangkaian seperti ambar 2.1 dengan IC ))* +&%%
2. Mengatur input poer supply pada angka % 4olt.
3. Mengukur 4out.
&. Menaikkan 4in se/ara periodik sampai maksimal 12 4olt kemudian
mengamati dan men/atat 4out.
,. Menurunkan 4inse/ara periodik sampai kembali ke angka % 4olt kemudianmengamati dan men/atat 4out.
#. Mengulangi langkah 1 5 , dengan IC CM'( &%11
2..2 Pe#bebanan Pull-*+
2..2.1 Den$an Beban
1. Merangkai IC ))* +&%% pada papan per/obaan dan merangkai seperti pada
ambar 2.2.
2. Memasang tegangan 4//dan men/atat tegangan output.
3. Melepas Resistor dan mengganti dengan jumper.
&. Men/atat tegangan output.,. Mengulangi langkah 1 5 & dengan IC CM'( &%11.
2..2.2 Tan+a Beban
1. Merangkai IC ))* +&%% pada papan per/obaan dan merangkai seperti pada
ambar 2.3.
2. Memasang tegangan 4//dan men/atat tegangan output.
3. Melepas Resistor dan mengganti dengan jumper.
&. Men/atat tegangan output.
,. Mengulangi langkah 1 5 & dengan IC CM'( &%11.
2.." Pe#bebanan Pull-Do,n
2..".1 Den$an Beban
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
5/17
1. Merangkai IC ))* +&%% pada papan per/obaan dan merangkai seperti pada
ambar 2.2.
2. Memasang tegangan 4//dan men/atat tegangan output.
3. Melepas Resistor dan mengganti dengan jumper.
&. Men/atat tegangan output.
,. Mengulangi langkah 1 5 & dengan IC CM'( &%11.
2..".2 Tan+a Beban
1. Merangkai IC ))* +&%% pada papan per/obaan dan merangkai seperti pada
ambar 2.3.
2. Memasang tegangan 4//dan men/atat tegangan output.
3. Melepas Resistor dan mengganti dengan jumper.
&. Men/atat tegangan output.
,. Mengulangi langkah 1 5 & dengan IC CM'( &%11.
2. Data Percobaan
2..1 T!re'!ol (olta$e
2..1.1 T!re'!ol (olta$e Lo,
Tabel 2.1-ata Per/obaan Threshold Voltage*o
IC TTL /00 0 (-12 ( IC C3OS 011 0 (-12 (
4in 64olt7 4out 64olt7 4in 64olt7 4out 64olt7
2 4olt 4olt 2 4olt &, 4olt
& 4olt %2 4olt & 4olt &2 4olt
# 4olt %1, 4olt # 4olt &, 4olt
$ 4olt %1# 4olt $ 4olt && 4olt
1% 4olt %1# 4olt 1% 4olt % 4olt
2..1.2 T!re'!ol (olta$e 4&$!
Tabel 2.2-ata Per/obaan Threshold Voltage0igh
IC TTL /00 0 (-12 ( IC C3OS 011 0 (-12 (
4in 64olt7 4out 64olt7 4in 64olt7 4out 64olt7
1% 4olt %1# 4olt 1% 4olt % 4olt
$ 4olt %1# 4olt $ 4olt && 4olt
# 4olt %1,4olt # 4olt &, 4olt
& 4olt %2 4olt & 4olt &2 4olt
2 4olt 4olt 2 4olt &, 4olt
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
6/17
2..2 Pen$aru! Pe#bebanan
Tabel 2."-ata Per/obaan Pengaruh Pembebanan
IC
Pullo,n
en$an R
(olt
Pullo,n
tan+a R
(olt
Pull*+
en$an R
(olt
Pull*+
tan+a R
(olt
))* +&%% ,22 4olt % 4olt %32 4olt &8+ 4olt
CM'( &%11 ,2# 4olt % 4olt 1& 4olt 2,2 4olt
2.5 Da'ar Teor&
2.5.1 T!re'!ol (olta$e
Threshold Voltage6 tegangan ambang 7 merupakan tegangan peralihan dari
suatu gerbang logika dari logika o ke logika 1 atau sebaliknya. Threshold Voltage
juga merupakan tegangan minimum yang dibutuhkan untuk membuat transistor
dalam suatu IC menjadi '9. Berikut merupakan gra:ik ideal Threshold Voltage.
Ga#bar 2.5 Gra6&% Threshold Voltage
-alam per/obaan karakteristik ICIC digital ini dilakukan dua ma/am
pengukuran tegangan threshold yaitu tegangan threshold lo dan tegangan
threshold high. Pengukuran yang pertama adalah pengukuran tegangan threshold
lo dengan range tegangan antara %12 ;olt. !emudian pengukuran kedua
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
7/17
#$% "
adalah pengukuran Threshold Voltagehigh dengan range tegangan antara 12%.
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
8/17
Pada per/obaan pengaruh pembebanan pada IC ))* dan IC CM'( ini
akan dilakukan tiga jenis pengukuran yaitu pembebanan tanpa resistor
pembebananPull Updan pembebananPull Down.
Pada per/obaan pertama yaitu pembebanan tanpa resistor pada rangkaian
diberikan tegangan input dan diukur tegangan keluarannya. -an pada per/obaan
kedua yaitu pembebanan Pull Up diberikan suatu resistor sebesar 1 != dan
dihubungkan dengan 4// dengan tegangan masuknya sama seperti tegangan
sebelumnya. (edangkan pada per/obaan ketiga yaitu pembebanan Pull Down
resistor dihubungkan ke ground dengan tegangan input sebesar nilai tegangan
sebelumnya
2./ Anal&'a an Pe#ba!a'an
2./.1 T!re'!ol (olta$e
1. T!re'!ol (olta$e Lo,
Tabel 2.-ata Per/obaan Threshold Voltage*o
IC TTL /00 0 (-12 ( IC C3OS 011 0 (-12 (
4in 64olt7 4out 64olt7 4in 64olt7 4out 64olt72 4olt 4olt 2 4olt &, 4olt
& 4olt %2 4olt & 4olt &2 4olt
# 4olt %1, 4olt # 4olt &, 4olt
$ 4olt %1# 4olt $ 4olt && 4olt
1% 4olt %1# 4olt 1% 4olt % 4olt
Pada IC ))* +&%% saat peralihan tegangan input 2 4 ke & 4 terjadi
perubahan tegangan output drastis dari 4 ke %2 4. 0al ini berarti
baha Threshold Voltageberada antara 2 4 sampai & 4.
Pada IC CM'( &%11 saat peralihan tegangan input $ 4 ke 1% 4 terjadi
perubahan tegangan output drastis dari && 4 ke % 4. 0al ini berarti baha
Threshold Voltageberada antara $ 4 sampai 1% 4
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
9/17
-ari tabel 2.& dapat di buat gra:ik seperti di baah ini >
2 4 6 8 100
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Grafk hubungan Vin dan Vout IC TTL 7400 LOW
Ga#bar 2.7 Gra6&% !ubun$an (&n an (out IC TTL /00 LO8
2 4 6 8 100
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Grafk hubungan Vin dan Vout IC CMOS 4011 LOW
Ga#bar 2.9 Gra6&% !ubun$an (&n an (out IC C3OS 011 LO8
-ari gra:ik di atas terlihat baha semakin ke/il 4 inpada IC ))*
+&%% dan CM'( &%11 maka semakin besar 4out.
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
10/17
?%@ diberikan tegangan % sampai kurang dari 2 4. ntuk IC +&%% pada
saat peralihan tegangan input 2 4 ke & 4 terlihat ada perubahan tegangan
output drastis dari 4 ke %2 4. 0al ini berarti Threshold Voltageberada
antara 2 4 sampai & 4.
(edangkan pada IC CM'( &%11 terlihat baha saat peralihan
tegangan input $ 4 ke 1% 4 terlihat ada perubahan tegangan output yang
drastis dari && ke % 4. 0al ini berarti Threshold Voltageuntuk IC CM'(
&%11 berada antara $ 4 sampai 1% 4.
2. T!re'!ol (olta$e 4&$!
Tabel 2.-ata Per/obaan Threshold Voltage0igh
IC TTL /00 0 (-12 ( IC C3OS 011 0 (-12 (
(&n (out (&n (out
1% 4olt %1# 4olt 1% 4olt % 4olt
$ 4olt %1# 4olt $ 4olt && 4olt
# 4olt %1,4olt # 4olt &, 4olt
& 4olt %2 4olt & 4olt &2 4olt
2 4olt 4olt 2 4olt &, 4olt
Pada IC ))* +&%% saat peralihan tegangan input 2 4 ke & 4 terjadi
perubahan tegangan output drastis dari 4 ke %2 4. 0al ini berarti
baha Threshold Voltageberada antara 2 4 sampai & 4.
Pada IC CM'( &%11 saat peralihan tegangan input $ 4 ke 1% 4
terjadi perubahan tegangan output drastis dari && 4 ke % 4. 0al ini berarti
baha Threshold Voltageberada antara $ 4 sampai 1% 4.
-ari tabel 2., dapat di buat gra:ik seperti di baah ini >
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
11/17
10 8 6 4 2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Grafk hubungan Vin dan Vout IC TTL 7400 HIGH
Ga#bar 2.10 Gra6&% !ubun$an (&n an (out IC TTL /00 4IG4
10 8 6 4 2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
Grafk hubungan Vin dan Vout IC CMOS 4011 HIGH
Ga#bar 2.11 Gra6&% !ubun$an (&n an (out IC C3OS 011 4IG4
-ari gra:ik di atas dapat dilihat baha semakin ke/il 4in maka
semakin besar 4out. 0al ini berati hubungan anatara 4in dan 4out
berbanding terbalik. Jika diberi tegangan 2 4olt maka IC ))* +&%% akan
berlogika 1 dan jika diberi tegangan lebih dari 2 ;olt maka akan berlogika
%. )erlihat baha antara 4in 2 4 dan 4in & 4 memiliki nilai 4out yang
berbeda jauh yang menandakan tegangan ambang diantara 2 4 dan & 4.
(edangkan IC CM'( &%11 jika diberi tegangan kurang dari $ 4 berlogika
Vin
Vout
Vin
Vout
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
12/17
1 dan pada 1% 4 berlogika % 4. )erlihat baha antara 4in $ 4 dan 4in 1%
4 memiliki nilai 4out yang berbeda jauh yang menandakan tegangan
ambang berada antara 1% 4 dan $ 4.
2./.2 Pen$aru! Pe#bebanan
1. Pe#bebanan Pull-*+
Tabel 2.5-ata Per/obaan Pembebanan Pullp
IC
Pull*+
en$an R
(olt
Pull*+
tan+a R
(olt
))* +&%% %32 4olt &8+ 4olt
CM'( &%11 1& 4olt 2,2 4olt
-ari tabel diatas dapat dilihat baha nila IC ))* +&%% dan CM'(&%11 tanpa beban dan dengan beban adalah berbeda. Pada IC ))* +&%%
nilai 4out tanpa beban adalah &8+ 4olt dan nilai 4out dengan beban adalah
%32. (edangkan pada CM'( &%11 nilai 4out tanpa beban adalah 2,2 4olt
dan nilai 4out dengan beban adalah 1& 4olt. 0al ini sudah sesuai dengan
teori Pembebanan Pullp.
Pada teori pembebanan Pull p keluarannya logika % jika
dihubungkan langsung dengan 4// maka beda potensialnya sama dengan
4// itu sendiri yaitu , 4. (edangkan jika dihubungkan dengan resistor maka
tegangan yang didapat berdasarkan dari logika gerbang yang ada pada IC
yaitu gerbang 9
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
13/17
2. Pe#bebanan Pull-Do,n
Tabel 2./-ata Per/obaan Pembebanan Pull-on
IC
Pullo,n
en$an R
(olt
Pullo,n
tan+a R
(olt
))* +&%% ,22 4olt % 4olt
CM'( &%11 ,2# 4olt % 4olt
-ari tabel diatas dapat dilihat baha nila IC ))* +&%% dan CM'(
&%11 tanpa beban dan dengan beban adalah berbeda. Pada IC ))* +&%%
nilai 4out tanpa beban adalah % 4olt dan nilai 4out dengan beban adalah
,22 4olt. (edangkan pada CM'( &%11 nilai 4out tanpa beban adalah % 4olt
dan nilai 4out dengan beban adalah ,.2# 4olt. 0al ini sudah sesuai dengan
teori Pembebanan Pull-on.
Pada teori pembebanan Pull -on keluarannya merupakan logika 16,47 jika dihubungkan langsung dengan round 6tanpa hambatan7 maka
beda potensialnya sama dengan % karena beda potensial yang terukur adalah
4 di ground dengan 4 di 4// yaitu samasama %. (edangkan jika
dihubungkan dengan resistor maka tegangan yang didapat berdasarkan dari
logika gerbang yang ada pada IC yaitu gerbang 9
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
14/17
IC
Pullo,n
en$an R
(olt
Pullo,n
tan+a R
(olt
Pull*+
en$an R
(olt
Pull*+
tan+a R
(olt
))* +&%% ,22 4olt % 4olt %32 4olt &8+ 4olt
Pada pembebananPull Up nilai tegangan keluaran lebih ke/il dari
nilai tegangan keluaran tanpa R.
0al ini disebabkan Pull Up yang keluarannya logika % jika
dihubungkan langsung dengan 4// maka beda potensialnya sama dengan
4// itu sendiri yaitu , 4. (edangkan jika dihubungkan dengan resistor
maka tegangan yang didapat berdasarkan dari logika gerbang yang ada
pada IC yaitu gerbang 9
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
15/17
IC
Pullo,n
en$an R
(olt
Pullo,n
tan+a R
(olt
Pull*+
en$an R
(olt
Pull*+
tan+a R
(olt
CM'( &%11 ,2# 4olt % 4olt 1& 4olt 2,2 4olt
-ari tabel diatas dapat dilihat baha nilai tegangan keluaran pada
IC CM'( yang tak diberi pembebanan dan yang diberi pembebanan
nilainya berbeda.
Pada pembebananPull Up nilai tegangan keluaran dengan R lebih
ke/il dari nilai tegangan keluaran tanpa R. 0al ini disebabkan Pull Up
yang keluarannya logika % jika dihubungkan langsung dengan 4// maka
beda potensialnya sama dengan 4// itu sendiri yaitu , 4. (edangkan jika
dihubungkan dengan resistor maka tegangan yang didapat berdasarkan
dari logika gerbang yang ada pada IC yaitu gerbang 9
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
16/17
dengan % 4. 0al tersebut dikarenakan rugirugi komponen serta ketidak
presisian alat. (erta dapat juga disebabkan karena rusaknya IC.
2.7 Ke'+ulan
1. IC ))* +&%% dan IC CM'( &%11 merupakan IC yang berbasis gerbang
9
7/23/2019 K39 P1 fix.docx
17/17
$. PembebananPull-Upberarti kita menghubungkan input IC supaya se/ara
de:ault mendapat logika 1 ketika mendapatkan trigger maka akan berubah
menjadi logika %.
8. Pada pembebanan Pull-Up dengan tegangan masukkan 4in yang sama
tegangan keluaran 64out7 dengan memakai resistor lebih besar
dibandingkan dengan yang tidak menggunakan resistor.
1%. Rangkaian pembebanan Pull-Downberarti kita menghubungkan input IC
supaya se/ara de:ault mendapat logika % ketika mendapatkan trigger maka
akan berubah menjadi logika 1.
11. Pada pembebanan Pull-Updengan tegangan masukkan 4in yang sama
tegangan keluaran 64out7 yang dihasilkan rangkaian dengan memakai
resistor lebih ke/il dibandingkan dengan yang tidak menggunakan resistor.12. Perbedaan yang terjadi antara teori dengan hasil per/obaan terjadi karena
dalam per/obaan tidak mungkin semua komponen bekerja se/ara
optimum selalu ada rugirugi pada setiap komponen yang digunakan.
13. Jika nilai tegangan output IC /enderung tetap pada ;ariasi input maka IC
mengalami kerusakan.