Some unijunction oscillator circuit configurations(fig 14.39)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Example

6. Problem

7. Soal

8. Percobaan

9. Link Download

1. Pendahuluan [Kembali]

Osilator merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi untuk menghasilkan sinyal gelombang periodik tanpa memerlukan input sinyal eksternal. Salah satu jenis osilator yang sering digunakan dalam sistem kontrol dan pemicu (triggering) adalah osilator berbasis Unijunction Transistor (UJT). Komponen ini memiliki karakteristik switching yang cepat serta kemampuan menghasilkan pulsa-pulsa tajam dan teratur. Dalam percobaan ini, beberapa konfigurasi rangkaian osilator UJT akan dikaji untuk melihat bagaimana variasi susunan komponen dan metode pemicu dapat memengaruhi bentuk gelombang dan frekuensi output. Masing-masing konfigurasi memiliki kelebihan dan kekurangan dalam hal kestabilan, frekuensi, dan efisiensi pemicu, sehingga penting untuk memahami karakteristik tiap jenis.

2. Tujuan [Kembali]

Memahami prinsip kerja UJT sebagai elemen pembangkit osilasi.
Menganalisis beberapa konfigurasi rangkaian osilator UJT.
Mengamati perbedaan bentuk dan frekuensi gelombang output dari setiap konfigurasi.
Menentukan pengaruh nilai resistor dan kapasitor terhadap performa osilasi.
Menilai kelebihan dan kekurangan masing-masing konfigurasi dalam konteks aplikasi praktis (pemicu SCR, alarm, pemodulasi).

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Transistor 2N6028

Transistor unijunction yang bisa diprogram (PUT). Ini bukan BJT biasa (seperti NPN atau PNP), tapi komponen semikonduktor tiga terminal yang mirip kerja dasarnya dengan UJT, namun lebih fleksibel karena tegangan pemicu (trigger) bisa diatur lewat resistor eksternal.

Transistor 2N1711

Transistor NPN tipe BJT (Bipolar Junction Transistor) berbahan silikon, yang dirancang untuk penguatan sinyal sedang dan pengendalian arus kecil-menengah.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik pasif yang berfungsi menghambat aliran arus listrik dalam suatu rangkaian. Salah satu fungsi utamanya adalah membatasi arus agar tidak melebihi batas yang dapat diterima oleh komponen lain, sehingga mencegah kerusakan.

kapasistor polar

Kapasitor polar adalah kapasitor yang memiliki kutub positif (+) dan kutub negatif (−), sehingga pemasangannya tidak boleh terbalik. Jika terbalik, kapasitor bisa rusak, bocor, atau meledak.

Tegangan DC

Tegangan DC (Direct Current) adalah tegangan listrik searah yang nilainya tetap atau konstan terhadap waktu. Arus yang ditimbulkan oleh tegangan DC mengalir hanya satu arah, dari kutub positif ke negatif.

Oscilloscope

Osiloskop adalah alat ukur elektronik untuk menampilkan bentuk gelombang sinyal listrik terhadap waktu. Alat ini sangat berguna untuk:

Melihat sinyal AC/DC
Menganalisis frekuensi, amplitudo, durasi, noise
Debug sinyal digital atau analog

Ground

Ground adalah titik referensi nol volt (0V) dalam suatu rangkaian listrik. Semua tegangan diukur berdasarkan ground. Ground juga berfungsi sebagai jalur balik arus ke sumber tegangan.

4. Dasar Teori [Kembali]

1. Unijunction Transistor (UJT)

UJT adalah perangkat semikonduktor tiga terminal (Emitter, B1, dan B2) dengan karakteristik unik berupa resistansi negatif. Bila tegangan emitter (VE) meningkat hingga melewati titik puncak (peak point voltage, Vp), UJT akan menghantarkan dan menyebabkan penurunan drastis pada VE—fenomena ini disebut switching. Tegangan Vp dapat dihitung dengan:

$V_p = \eta V_{BB} + V_D$

di mana:

$η = intrinsic stand-off ratio (biasanya antara 0.5–0.8),$
$V_{BB}$ = tegangan antara B2 dan B1,
$V_D$ = tegangan maju junction emitter-basis.

2. Prinsip Osilasi

Dalam rangkaian dasar osilator UJT, sebuah kapasitor diisi melalui resistor hingga mencapai Vp. Saat VE ≥ Vp, UJT menghantarkan, kapasitor mendischarge dengan cepat melalui B1, menciptakan pulsa tajam pada output. Setelah itu, proses pengisian ulang dimulai dan siklus berulang, menghasilkan gelombang periodik.

3. Konfigurasi Rangkaian UJT Oscillator

Beberapa konfigurasi yang umum dijumpai antara lain:

Basic Relaxation Oscillator: konfigurasi paling sederhana, digunakan untuk menghasilkan pulsa periodik.
Sawtooth Oscillator: menghasilkan sinyal gigi gergaji (sawtooth waveform).
Trigger Pulse Generator: digunakan untuk memicu thyristor atau TRIAC.
Controlled Frequency Oscillator: memungkinkan pengaturan frekuensi dengan sinyal eksternal atau potensiometer.

4. Frekuensi Osilasi

Frekuensi output ditentukan oleh waktu pengisian kapasitor (RC time constant):

$f = \frac{1}{R \cdot C \cdot \ln \left( \frac{1}{1 - \eta} \right)}$

Variasi konfigurasi dan nilai komponen akan memengaruhi:

Frekuensi output
Lebar pulsa
Tegangan puncak
Stabilitas gelombang

Pemahaman ini penting dalam merancang sistem seperti alarm, pulse modulator, pemicu SCR, dan pemancar sinyal sederhana.

5. Example[Kembali]

6. Problem[Kembali]

7. Soal[Kembali]

1. Dalam konfigurasi relaxation oscillator menggunakan UJT, apa yang mengatur frekuensi osilasi?

A. Tegangan Vcc
B. Arus emitter
C. Nilai resistor dan kapasitor pengisi (R dan C)
D. Panjang kabel

Jawaban: C

2. Konfigurasi UJT oscillator dapat digunakan sebagai sawtooth generator karena:

A. Tegangan output dari B2 berbentuk sinusoidal
B. Tegangan input selalu konstan
C. Tegangan di kapasitor meningkat linier lalu turun cepat
D. Frekuensi tidak stabil

Jawaban: C

3. Apa maksud dari “free-running” pada UJT oscillator?

A. Osilator bekerja hanya dengan sinyal clock
B. Osilator berosilasi terus-menerus tanpa pemicu eksternal
C. Frekuensinya bisa diubah dengan tegangan kontrol
D. Tidak memerlukan resistor atau kapasitor

Jawaban: B

8. Percobaan [Kembali]