RPP Penerapan Rangkaian Elektronika MOSFET



RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN

A.        IDENTITAS PROGRAM PENDIDIKAN
Nama Sekolah         : SMK NEGERI 1 KARAWANG
Mata Pelajaran        : Penerapan Rangkaian Elektronika
Komp. Keahlian       : Teknik Elektronika Industri
Kelas/Semester       : XI ( sebelas) / Semester 3
Tahun Pelajaran      : 2019 / 2020
Alokasi Waktu          : 6 JP x 45 Menit
Pertemuan Ke          : 1

B.        KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR
1.          Kompetensi Inti
a.         Pengetahuan
KI.3 : Memahami, menerapkan, menganalisis, dan mengevaluasi tentang pengetahuan faktual, konseptual, operasional dasar, dan metakognitif sesuai dengan bidang dan lingkup kerja Teknik Pemesinan pada tingkat teknis, spesifik, detil, dan kompleks, berkenaan dengan ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dalam konteks pengembangan potensi diri sebagai bagian dari keluarga, sekolah, dunia kerja, warga masyarakat nasional, regional, dan internasional.

b.         Keterampilan
KI.4:  Melaksanakan tugas spesifik dengan menggunakan alat, informasi, dan prosedur kerja yang lazim dilakukan serta memecahkan masalah sesuai dengan  bidang kerja Teknik Pemesinan.
Menampilkan kinerja di bawah bimbingan dengan mutu dan kuantitas yang terukur sesuai dengan standar kompetensi kerja. Menunjukkan keterampilan menalar, mengolah, dan menyaji secara efektif, kreatif, produktif, kritis, mandiri, kolaboratif, komunikatif, dan solutif dalam ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah, serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.
Menunjukkan keterampilan mempersepsi, kesiapan, meniru, membiasakan, gerak mahir, menjadikan gerak alami dalam ranah konkret terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah, serta mampu melaksanakan tugas spesifik di bawah pengawasan langsung.

2.          Kompetensi Dasar
a.     KD pada KI Pengetahuan
3.1.   Menerapkan komponen FET dan MOSFET sebagai penguat daya

b.     KD pada KI Keterampilan
4.1. Membuat rangkaian dengan menggunakan FET dan MOSFET sebagai penguat daya

C.        INDIKATOR PENCAPAIAN KOMPETENSI
1.          Indikator KD pada KI pengetahuan
3.1.1      Menginterpretasikan (C2) karakteristik FET, MOSFET
3.1.2      Mengklasifikasikan (C3) FET,MOSFET sebagai penguat daya

2.          Indikator KD pada KI keterampilan
4.1.1      Mengumpulkan (P1) data karakteristik FET, MOSFET untuk penguat daya
4.1.2      Melakukan (P2) pengukuran FET,MOSFET sebagai penguat daya.

D.        TUJUAN PEMBELAJARAN
3.1.1           Setelah menggali informasi melalui video yang ditayangkan, peserta didik mampu menginterpretasikan (C2) karakteristik FET, MOSFET secara jujur.
3.1.2           Melalui diskusi dan pengamatan Peserta didik mampu Mengklasifikasikan (C3) FET,MOSFET sebagai penguat daya secara kerjasama dan kreatif.
4.1.1.         Disajikan gambar bentuk dan symbol, peserta didik mampu Mengumpulkan (P1) data karakteristik FET, MOSFET sebagai penguat daya dengan kreatif
4.1.2.         Diberikan jobsheet (lembar kerja), Peserta Didik mampu Melakukan (P2) pengukuran FET,MOSFET sebagai penguat daya secara mandiri.

E.         MATERI PEMBELAJARAN
JFET dan MOSFET
Transistor Bipolar dinamakan demikian karena bekerja dengan 2 (bi) muatan yang berbeda yaitu elektron sebagai pembawa muatan negatif dan hole sebagai pembawa muatan positif. Ada satu jenis transistor lain yang dinamakan FET (Field Efect Transistor). Berbeda dengan prinsip kerja transistor bipolar, transistor FET bekerja bergantung dari satu pembawa muatan, apakah itu elektron atau hole. Karena hanya bergantung pada satu pembawa muatan saja, transistor ini disebut komponen unipolar. 
Umumnya untuk aplikasi linear,  transistor bipolar lebih disukai, namun transistor FET sering digunakan juga karena memiliki impedansi input (input impedance) yang sangat besar. Terutama jika digunakan sebagai switch, FET lebih baik karena resistansi dan disipasi dayanya yang kecil.   
Ada dua jenis transistor FET yaitu JFET (junction FET) dan MOSFET (metal-oxide semiconductor FET).  Pada dasarnya kedua jenis transistor memiliki prinsip kerja yang sama, namun tetap ada perbedaan yang mendasar pada struktur dan karakteristiknya.

TRANSISTOR JFET
Gambar dibawah menunjukkan struktur transistor JFET kanal n dan kanal p. Kanal n dibuat dari bahan semikonduktor tipe n dan kanal p dibuat dari semikonduktor tipe p. Ujung atas dinamakan Drain dan ujung bawah dinamakan Source. Pada kedua sisi kiri dan kanan terdapat implant semikonduktor yang berbeda tipe. Terminal  kedua sisi implant ini terhubung satu dengan lainnya secara internal dan dinamakan Gate.
Struktur JFET (a) kanal-n (b) kanal-p
Istilah field efect (efek medan listrik) sendiri berasal dari prinsip kerja transistor ini yang berkenaan dengan lapisan deplesi (depletion layer). Lapisan ini terbentuk antara semikonduktor tipe n dan tipe p, karena bergabungnya elektron dan hole di sekitar daerah perbatasan. Sama seperti medan listrik, lapisan deplesi ini bisa membesar atau mengecil tergantung dari tegangan antara gate dengan source. Pada gambar di atas, lapisan deplesi ditunjukkan dengan warna kuning di sisi kiri dan kanan.

JFET kanal-n
Untuk menjelaskan prinsip kerja transistor JFET lebih jauh akan ditinjau  transistor JFET kanal-n. Drain dan Source transistor ini dibuat dengan semikonduktor tipe n dan  Gate dengan tipe p. Gambar berikut menunjukkan bagaimana transistor ini di beri tegangan bias. Tegangan bias antara gate dan source adalah tegangan reverse bias atau disebut bias negatif. Tegangan bias negatif berarti tegangan gate lebih negatif terhadap source. Perlu catatan, Kedua gate terhubung satu dengan lainnya (tidak tampak dalam gambar). 
Lapisan deplesi jika gate-source biberi bias negatif
Dari gambar di atas, elektron yang mengalir dari source menuju drain harus melewati lapisan deplesi. Di sini lapisan deplesi berfungsi semacan keran air. Banyaknya elektron yang mengalir dari source menuju drain tergantung dari ketebalan lapisan deplesi. Lapisan deplesi bisa menyempit,  melebar atau membuka tergantung dari tegangan gate terhadap source.  
Jika gate semakin negatif terhadap source, maka lapisan deplesi akan semakin menebal. Lapisan deplesi bisa saja menutup seluruh kanal transistor bahkan dapat menyentuh drain dan source.  Ketika keadaan ini terjadi, tidak ada arus yang dapat mengalir atau sangat kecil sekali. Jadi jika tegangan gate semakin negatif terhadap source maka semakin kecil arus yang bisa melewati kanal drain dan source. 
Lapisan deplesi pada saat tegangan gate-source = 0 volt
Jika misalnya tegangan gate dari nilai negatif perlahan-lahan dinaikkan sampai sama dengan tegangan Source. Ternyata lapisan deplesi mengecil hingga sampai suatu saat terdapat celah sempit.  Arus elektron mulai mengalir melalui celah sempit ini dan terjadilah konduksi Drain dan Source. Arus yang terjadi pada keadaan ini adalah arus maksimum yang dapat mengalir berapapun tegangan drain terhadap source. Hal ini karena celah lapisan deplesi sudah maksimum tidak bisa lebih lebar lagi. Tegangan gate tidak bisa dinaikkan menjadi positif, karena kalau nilainya positif maka gate-source tidak lain hanya sebagai dioda.    
Karena tegangan bias yang negatif, maka arus gate yang disebut IG akan sangat kecil sekali. Dapat dimengerti resistansi input (input impedance) gate akan sangat besar. Impedansi input transistor FET umumnya bisa mencapai satuan MOhm. Sebuah transistor JFET diketahui arus gate 2 nA pada saat tegangan reverse gate 4 V, maka dari hukum Ohm dapat dihitung resistansi input transistor ini adalah :
Rin = 4V/2nA = 2000 Mohm

Simbol JFET
Untuk mengambarkan JFET  pada skema rangkaian elektronika, bisa dipakai simbol seperti pada gambar di bawah berikut. 
Simbol komponen (a)JFET-n (b)JFET-p
Karena struktur yang sama, terminal drain dan source untuk aplikasi frekuensi rendah dapat dibolak balik. Namun biasanya tidak demikian untuk aplikasi frekuensi tinggi. Umumnya JFET untuk aplikasi frekuensi tinggi memperhitungkan kapasitansi bahan antara gate dengan drain dan juga antara gate dengan source. Dalam pembuatan JFET, umumnya ada perbedaan kapasitansi gate terhadap drain dan antara gate dengan source.

JFET kanal-p
Transistor JFET kanal-p memiliki prinsip yang sama dengan JFET kanal-n, hanya saja kanal yang digunakan adalah semikonduktor tipe p. Dengan demikian polaritas tegangan dan arah arus berlawanan jika dibandingkan dengan transistor JFET kanal-n. Simbol rangkaian untuk tipe p juga sama, hanya saja dengan arah panah yang berbeda.     

Kurva Drain
Gambar berikut adalah bagaimana transitor JFET diberi bias. Kali ini digambar dengan menggunakan simbol JFET. Gambar (a) adalah jika diberi bias negatif dan gambar (b) jika gate dan source dihubung singkat.
Tegangan bias transistor JFET-n
TRANSISTOR MOSFET
Mirip seperti JFET, transistor MOSFET (Metal oxide FET) memiliki drain, source dan gate. Namun perbedaannya gate terisolasi oleh suatu bahan oksida. Gate sendiri terbuat dari bahan metal seperti aluminium. Oleh karena itulah transistor ini dinamakan metal-oxide. Karena gate yang terisolasi, sering jenis transistor ini disebut juga IGFET yaitu insulated-gate FET.
Ada dua jenis MOSFET, yang pertama jenis depletion-mode dan yang kedua jenis enhancement-mode.  Jenis MOSFET yang kedua adalah komponen utama dari gerbang logika dalam bentuk IC (integrated circuit), uC (micro controller) dan uP (micro processor) yang tidak lain adalah komponen utama dari komputer modern saat ini.

MOSFET Depletion-mode
Gambar berikut menunjukkan struktur dari transistor jenis ini. Pada sebuah kanal semikonduktor tipe n terdapat semikonduktor tipe p dengan menyisakan sedikit celah. Dengan demikian diharapkan elektron akan mengalir dari source menuju drain melalui celah sempit ini. Gate terbuat dari metal (seperti aluminium) dan terisolasi oleh bahan oksida tipis SiO2 yang tidak lain adalah kaca.
struktur MOSFET depletion-mode
Semikonduktor tipe p di sini disebut subtrat p dan biasanya dihubung singkat dengan source. Ingat seperti pada transistor JFET lapisan deplesi mulai membuka jika VGS = 0.
Dengan menghubung singkat subtrat p dengan   source diharapkan ketebalan lapisan deplesi yang terbentuk antara subtrat dengan kanal adalah maksimum. Sehingga ketebalan lapisan deplesi selanjutnya hanya akan ditentukan oleh tegangan gate terhadap source. Pada gambar, lapisan deplesi yang dimaksud  ditunjukkan pada daerah yang berwarna kuning. 
Semakin negatif tegangan gate  terhadap source, akan semakin kecil arus drain yang bisa lewat atau bahkan menjadi 0 pada tegangan negatif tertentu. Karena lapisan deplesi telah menutup kanal. Selanjutnya jika tegangan gate dinaikkan sama dengan tegangan source, arus akan mengalir. Karena lapisan deplesi muali membuka. Sampai di sini prinsip kerja transistor MOSFET depletion-mode tidak berbeda dengan transistor JFET.  
Karena gate yang terisolasi, tegangan kerja VGS boleh positif. Jika VGS semakin positif, arus elektron yang mengalir dapat semakin besar. Di sini letak perbedaannya dengan JFET, transistor MOSFET depletion-mode bisa bekerja sampai tegangan gate positif.

F.         PENDEKATAN, STRATEGI DAN MODEL
Pendekatan                          : Saintifik
Strategi/Metode                   : diskusi, penggalian informasi, motivasi dan penguatan
Model                                     : Discovery Learning


G.    KEGIATAN PEMBELAJARAN
Pertemuan Ke-1
Kegiatan
Deskripsi
Alokasi Waktu
Pendahuluan
1)         Mengkondisikan suasana belajar yang menyenangkan
2)         Membaca doa sebelum memulai pembelajaran
3)         Mendiskusikan kompetensi yang telah dipelajari dan dikembangkan sebelumnya terkait dengan kompetensi yang akan dipelajari.
4)         Menyampaikan kompetensi yang akan dicapai dan manfaatnya bagi kehidupan.
5)         Menyampaikan garis besar cakupan materi dan kegiatan yang akan dilakukan.
6)         Menyampaikan lingkup dan teknik penilaian yang akan digunakan

15 Menit
Inti
1)         Pemberian stimulus terhadap Peserta Didik. (Mengamati)
Peserta Didik mengamati teks dialog yang di tayangkan guru tentang menginterpretasikan, mengklasifikasikan, Mengumpulkan data dan melakukan pengukuran FET, MOSFET sebagai penguat daya dengan Disiplin dan Rasa Ingin Tahu

2)         Identifikasi  masalah ( Menanya)
Peserta Didik bertanya jawab untuk menginterpretasikan, mengklasifikasikan, Mengumpulkan data dan melakukan pengukuran FET, MOSFET sebagai penguat daya dengan Toleransi dan Mandiri

3)         Pengumpulan data (Mengumpulkan informasi)
Peserta Didik diberikan projectboard, alat dan bahan serta jobsheet untuk menginterpretasikan, mengklasifikasikan, Mengumpulkan data dan melakukan pengukuran FET, MOSFET sebagai penguat daya dengan tanggung jawab dan kreatif

4)         Pembuktian ( Mengasosiasi)
Peserta Didik membuktikan hasil menginterpretasikan karakteristik, mengkalisikasikan, Mengumpulkan data karakteristik, serta  melakukan pengukuran FET, MOSFET sebagai penguat daya dengan tanggung jawab dan disiplin.

5)         Menarik Kesimpulan (Mengkomunikasikan)
Membuat laporan dan mempresentasikan hasil menginterpretasikan, mengklasifikasikan, Mengumpulkan data dan melakukan pengukuran FET, MOSFET sebagai penguat daya dengan tanggung jawab

240 Menit
Penutup
1)         Membuat rangkuman/simpulan pelajaran.
2)         Refleksi terhadap kegiatan yang sudah dilaksanakan.
3)         Merencanakan kegiatan tindak lanjut dalam bentuk tugas kelompok/ perseorangan (jika diperlukan).
4)         Mengkonfirmasi nilai karakter yang muncul dalam proses pembelajaraan
5)         Menyampaikan rencana pembelajaran pada pertemuan berikutnya.

15 Menit


H.    ALAT/BAHAN DAN MEDIA PEMBELAJARAN
Alat                                  : Infokus, Laptop, Audio, Project Board, Multitester, Power Supply
Bahan                             : Materi Power Point, Komponen Praktek, Tayangan Video
Media Pembelajaran   : Buku Modul, Internet, Jobsheet, dll

I.      SUMBER BELAJAR
1)         Buku Modul
2)         Handout
3)         Internet

J.     PENILAIAN PEMBELAJARAN
1.         Teknik Penilaian
a.     Penilaian sikap              : Penilaian tidak langsung (indirect) untuk penguatan Karakter (melalui observasi)
b.     Penilaian Pengetahuan : Test Tulis Pilihan Ganda dan Uraian
c.     Penilaian keterampilan : Demonstrasi dan Presentasi

2.         Instrumen Penilaian
1)    Penilaian Ranah Sikap
2)    Penilaian Ranah Pengetahuan
3)    Penilaian Ranah Keterampilan

K.   TUGAS
1.         Tugas Terstuktur  : Peserta Didik membuat tugas laporan praktik dikumpulkan di akhir pembelajaran
2.         Tugas Mandiri      : Peserta Didik membuat makalah di kumpulkan sesuai kesepakatan guru dan Peserta Didik





L.     PROGRAM REMEDIAL DAN PENGAYAAN
1)         PROGRAM REMEDIAL
1.       Remedial Klasikal, dilakukan apabila hasil ulangan 60 % Peserta Didik atau lebih nilainya dibawah KKM, dengan teknis sebagai berikut :
a.       Diberikan pembelajaran ulang dengan metode  dan media yang berbeda
b.       Belajar Kelompok dengan bimbingan tutor sebaya.
c.        Mengikuti ulangan remedial dengan soal yang sama atau sejenis
2.       Remedial Individual, dilakukan apabila hasil ulangan 40%  nilainya dibawah KKM, dengan teknis sebagai berikut :
a.       Diberikan pembelajaran mandiri dengan bimbingan khusus per kelompok
b.       Belajar Kelompok dengan bimbingan tutor sebaya.
c.        Pemberian tugas/latihan individu
d.       Mengikuti ulangan remedial dengan soal yang sama atau sejenis

2)         PROGRAM PENGAYAAN
1.       Pengayaan Kelompok, dilakukan apabila dengan teknis sebagai berikut :
a.       Dibentuk 3 Kelompok besar, Kelompok A Peserta Didik yang lulus dengan nilai diatas 81, Kelompok B, Peserta Didik yang lulus dengan nilai 75 sd 80 dan Kelompok C Peserta Didik yang tidak lulus atau yang memiliki nilai di bawah KKM
b.       Jika Kelompok B berjumlah 45 % atau lebih, di bagi beberapa kolompok belajar mandiri
c.        Pemberian tugas/latihan kelompok
d.       Pemberian Kriteria Penilaian Tambahan, maximal 5 Point per 1 KD

2.       Pengayaan Individual, dilakukan apabila hasil ulangan 44 %  ke bawah yang nilainya diatas KKM, dengan teknis sebagai berikut :
a.       Kelompok B yang berjumlah 44% atau kurang di bagi kelompok kecil atau individual belajar mandiri
b.       Pemberian tugas/latihan individu
c.        Pemberian Nilai sesuai dengan kriteria penambahan nilai pengayaan, maximal 5 Point per 1 KD




Mengetahui,

Karawang,   Juni 2019
Kepala SMKN 1 Karawang

Guru Bidang Studi



Drs. Agus Rukmawan, S.IP, MM.

Ayung Suryana, S.Pd.
NIP. 19611111 198603 1 008

NIP. -








LEMBAR PENILAIAN SIKAP

Nama Sekolah                   : SMK NEGERI 1 KARAWANG
Mata Pelajaran                  : Penerapan Rangkaian Elektronika
Komp. Keahlian                : Teknik Elektronika Industri
Kelas/Semester                 : XI ( sebelas) / Semester 3
Materi Pokok                      : FET dan MOSFET Sebagai Penguat Daya
Pertemuan Ke                    : 1

a.         Tabel Penilaian Sikap

No.
Nama
Aspek Penilaian
Nilai
Akhir
Jujur
Disiplin
Tanggunag jawab
Toleransi
Kreatif
1

2

3







4







5







6







7







8







9







10







11







12







13







14







15







16







17







18







19







20








b.         Skor Penilaian Sikap

Skor
Predikat
1
Sangat Kurang
2
Kurang
3
Cukup
4
Baik
5
Amat Baik



LEMBAR PENILAIAN PENGETAHUAN

Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan tepat!
1.         Sebutkan fungsi dari FET dan MOSFET !
2.         Gambarkan symbol dan bentuk FET dan MOSFET!
3.         Jelaskan karakteristik dari FET!
4.         Jelaskan karakteristik dari MOSFET!
5.         Gambakan skema rangkaian yang menggunakan komponen FET/MOSFET sebagai Penguat daya!





























LEMBAR PENILAIAN KETERAMPILAN
a.         Skema Rangkaian
Langkah Kerja :
1.        Siapkan komponen sesuai dengan skema rangkaian di atas
2.        Periksa komponen yang telah disiapkan dengan meng uji joba setiap komponen
3.        Rakitlah komponen tersebut sesuai Skema rangkaian pada Project board
4.        Laporkan ke guru bidang study sebelum dihubungkan pada power supply
5.        Lakukan pengukuran tegangan dan hambatan pada titik komponen yang telah di tentukan
6.        Catat hasil nya pada Tabel yang telah di sediakan

b.         Tabel Penilaian Keterampilan

No
Nama
Aspek Penilaian
Jumlah Skor
Nilai
a
b
c
d
e
1








2








3








4








5








6








7








8








9








10








11








12








13








14








15








16








17








18








19








20









c.         Aspek yang di nilai
a.          Keselamatan Kerja 
b.          Ketepatan langkah kerja
c.          Keterampilan menunjukan komponen-komponen FET dan MOSFET
d.          Keterampilan menjelaskan fungsi komponen FET dan MOSFET
e.          Keterampilan membereskan dan membersihkan alat dan bahan
Skala penilaian dibuat dengan rentangan dari 1 s/d 5.
Penafsiran angka : 0 =0,  1=20, 2=40, 3=60, 4=80, 5=100










                              





NAMA SISWA
JUDUL PRAKTIK
NAMA GURU
1.
MERAKIT DAN MENGUKUR MOSFET
SEBAGAI PENGUAT DAYA

2.
3.
TANGGAL
4.

5.

A.        TEORI DASAR
MOSFET adalah sebuah perangkat semikonduktor yang secara umum digunakan sebagai saklar dan sebagai penguat daya pada perangkat elektronika. MOSFET adalah inti dari sebuah IC yang di desain dan di fabrikasi dengan single chip karena ukuran nya sangat kecil. MOSFET memiliki tiga kaki terminal yaitu Source (S), Gate (G) dan Drain (D).
MOSFET bekerja secara elektronik memvariasikan sepanjang jalur pembawa muatan (electron atau hole). Muatan listrik masuk melalui Saluran pada Source dan keluar melalui Drain. Lebar Saluran dikendalikan oleh tegangan pada electroda yang disebut dengan Gate atau gerbang yang terletak antara Source dan Drain.

B.        RANGKAIAN


C.        LANGKAH KERJA
1.          Siapkan komponen sesuai dengan skema rangkaian di atas
2.          Periksa komponen yang telah disiapkan dengan meng uji joba setiap komponen
3.          Rakitlah komponen tersebut sesuai Skema rangkaian pada Project board
4.          Laporkan ke guru bidang study sebelum dihubungkan pada power supply
5.          Lakukan pengukuran tegangan dan hambatan pada titik komponen yang telah di tentukan
6.          Catat hasil nya pada Tabel yang telah di sediakan


D.        HASIL PRAKTEK
Hasil Praktek Pengukuran Tegangan dan Kuat Arus Listrik
NO
TITIK PENGUKURAN
HAMBATAN
TEGANGAN
ARUS
KET.
1
RS




2
RL




3
Mosfet GD




4
Mosfet GS




5
Mosfet DS






E.         PERTANYAAN
Jawablah pertanyaan dibawah ini dengan tepat !
1.       Jelaskan cara kerja dari rangkaian diatas!
2.       Jelaskan fungsi dan cara kerja dari semua komponen yang ada di rangkaian!
3.       Buatlah gambar layout dan tata letak dari rangkaian diatas!

F.         KESIMPULAN
Buatlah hasil kesimpulan dari praktek yang telah siswa lakukan !

 







Komentar

Postingan populer dari blog ini

SOAL CERDAS CERMAT GURU HUT PGRI

LKPD PENERAPAN RANGKAIAN ELEKTRONIKA