Modul 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

Percobaan ...

MODUL 2

TRANSISTOR

1. Pendahuluan [Kembali]

Transistor adalah salah satu komponen fundamental dalam dunia elektronika modern, yang telah merevolusi dunia teknologi dan komunikasi sejak penemuannya pada tahun 1947. Sebagai perangkat semikonduktor, transistor berfungsi sebagai penguat sinyal, saklar, atau modulator dalam berbagai aplikasi elektronik. Dengan kemampuannya untuk mengontrol arus listrik dan amplifikasi sinyal, transistor telah menjadi elemen kunci dalam pembuatan berbagai perangkat elektronik modern, mulai dari komputer dan smartphone hingga peralatan rumah tangga dan sistem komunikasi.

Transistor mengontrol aliran arus listrik melalui bahan semikonduktor dengan tiga terminal utama: basis, kolektor, dan emitor. Ada dua tipe utama transistor, yaitu NPN dan PNP, yang masing-masing memiliki perbedaan dalam hal arah aliran arus dan cara pengoperasiannya. Penggunaan transistor dalam rangkaian elektronika dapat bervariasi mulai dari penguatan sinyal hingga switching arus dalam aplikasi logika digital.

Dalam praktiknya, untuk menggunakan transistor sebagai penguat, diperlukan suatu metode untuk memberikan tegangan atau arus yang tepat pada terminal basisnya. Hal ini dikenal sebagai biasing. Biasing bertujuan untuk mengatur titik kerja (operating point) transistor agar berfungsi dengan optimal dalam berbagai kondisi sinyal. Ada beberapa metode biasing yang umum digunakan, antara lain Fixed Bias, Self Bias, dan Voltage Divider Bias.

2. Tujuan [Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja transistor.

2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian fixed bias.

3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian self bias.

4. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian voltage divider bias.

5. Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

1. DC Power Suply

DC Power Supply

DC power supply, atau catu daya searah, adalah perangkat yang menyediakan tegangan listrik searah yang stabil dan dapat diatur untuk berbagai aplikasi elektronik. Kegunaannya meliputi penyediaan daya yang konsisten untuk pengujian dan pengembangan perangkat elektronik, seperti rangkaian sirkuit dan komponen. DC power supply juga digunakan dalam peralatan laboratorium untuk eksperimen dan analisis, serta dalam sistem elektronik yang membutuhkan tegangan tetap untuk beroperasi dengan benar. Dengan kemampuannya untuk mengatur dan mengontrol tegangan dan arus, DC power supply memastikan kinerja optimal dan keamanan dalam aplikasi elektronik, mendukung pengembangan dan pengujian berbagai teknologi.

2. Jumper
Jumper

Di bidang elektronika, jumper digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan jalur pada papan sirkuit, memungkinkan konfigurasi dan penyesuaian pengaturan perangkat. Jumper sering dipakai untuk mengatur mode operasi, mengaktifkan atau menonaktifkan fitur, serta dalam proses troubleshooting dan pemeliharaan. Dengan kemudahan dalam pemasangan dan penggantian, jumper mempermudah perubahan konfigurasi tanpa perlu soldering, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan efisiensi dalam pengembangan dan perawatan perangkat elektronik.

3. Multimeter
Multimeter

Multimeter adalah alat yang sangat berguna dalam pengukuran dan diagnostik elektronik, karena mampu mengukur berbagai parameter listrik seperti tegangan, arus, dan resistansi. Dengan kemampuan ini, multimeter memungkinkan teknisi dan insinyur untuk memeriksa dan menganalisis kondisi sirkuit elektronik, menemukan masalah atau kerusakan, dan memastikan komponen berfungsi dengan benar. Selain itu, multimeter sering digunakan dalam pemeliharaan dan perbaikan peralatan elektronik, memberikan data penting untuk perbaikan atau kalibrasi sistem. Fungsionalitas yang luas dan kemudahan penggunaan menjadikan multimeter sebagai alat penting dalam pengembangan, perawatan, dan troubleshooting perangkat elektronik.

B. Bahan

1. Resistor 1K, 10K, 560 ohm

Resistor

Resistor berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam rangkaian elektronik, melindungi komponen sensitif, dan mengatur tegangan. Dengan membagi tegangan dan arus, resistor membantu dalam pengaturan sinyal, filter, dan aplikasi lainnya. Fungsi ini memastikan kestabilan dan keandalan operasi sirkuit elektronik, mendukung berbagai perangkat dan sistem dalam kehidupan sehari-hari.

2. Transistor

Transistor

Transistor memiliki berbagai kegunaan penting dalam elektronik, termasuk sebagai penguat sinyal, yang memperkuat sinyal lemah agar dapat ditransmisikan dengan lebih baik, dan sebagai saklar elektronik, yang mengontrol aliran arus dalam sirkuit dengan mengubah status on/off. Selain itu, transistor juga digunakan dalam modulasi sinyal dan pengaturan daya, mendukung fungsi krusial dalam perangkat komunikasi, komputer, dan berbagai aplikasi elektronik lainnya. Kemampuan kontrol dan fleksibilitas transistor menjadikannya komponen esensial dalam teknologi modern.

4. Dasar Teori [Kembali]

Transistor adalah komponen berbahan semikonduktor yang digunakan sebagai penguat, sirkuit pemutus, penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal yaitu basis (B), emitter (E), dan collector (C). Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua tipe, yaitu:

1. Transistor NPN

Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua bahan tipe N dan satu bahan tipe P.

2. Transistor PNP

Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua bahan tipe P dan satu bahan tipe N.

A. Daerah Operasi Transistor

Berdasarkan kurva hubungan VCE, IC, dan IB diatas, terdapat beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor, yaitu:

1. Daerah Potong (Cutoff)

Pada kondisi cutoff, arus basis (IB) = 0 dan arus kolektor (IC) = 0, hal ini dikarenakan pada emitter dan kolektor menerima reverse bias.

2. Daerah Saturasi

Pada kondisi saturasi, arus kolektor (IC) akan mencapai harga maksimum, tanpa bergantung kepada arus basis (IB), dan βdc, hal ini dikarenakan pada emitter dan kolektor menerima forward bias.

3. Daerah Aktif

Pada kondisi aktif, terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:

Atau Hal ini dikarenakan pada emitter menerima forward bias sedangkan pada kolektor

menerima reverse bias.

4. Daerah Breakdown

Kondisi breakdown ini dapat terjadi ketika arus kolektor (IC) melebihi spesifikasi yang diperbolehkan, kondisi breakdown ini dapat mengakibatkan kerusakan pada transistor, maka daerah ini harus dihindari.

B. Pemberian Bias pada BJT

Istilah bias dimaksudkan penerapan tegangan DC untuk menetapkan tingkat arus dan tegangan tetap. Tegangan dan arus yang dihasilkan menyatakan titik operasi (quiescent point) atau titik Q yang menentukan daerah kerja transistor.

Terdapat beberapa jenis pemberian bias pada BJT, sebagai berikut:

3. Voltage Divider Bias

Gambar 2.5 Rangkaian voltage divider bias sumber DC

C. Aplikasi Transistor

1. Class A Amplifier

Amplifier kelas A adalah jenis amplifier di mana transistor (atau perangkat penguat lainnya)

selalu beroperasi dalam mode aktif (linear) sepanjang siklus sinyal input. Amplifier kelas A

memiliki satu transistor, amplifier ini digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan linieritas

tinggi dan memiliki daya yang cukup.

Gambar 2.6 Audio amplifier kelas A biasanya dikaitkan dengan linieritas tinggi

tetapi efisiensi rendah

Prinsip kerja :

● Transistor dalam Mode Aktif: Dalam amplifier kelas A, transistor tidak pernah sepenuhnya mati (cut-off) atau jenuh (saturation). Ini berarti transistor selalu berada dalam kondisi aktif, memungkinkan arus untuk mengalir terus menerus.

● Arus Bias Tinggi: Amplifier kelas A di-bias dengan arus yang cukup tinggi sehingga sinyal input dapat digeser di sekitar titik operasi yang linear. Ini menghasilkan distorsi yang sangat rendah dan reproduksi sinyal yang sangat akurat.

2. Regulator Power Supply

Power supply dengan regulator adalah sistem yang menyediakan tegangan keluaran stabil meskipun ada variasi dalam tegangan masukan atau beban yang dihubungkan. Regulator bertugas menjaga tegangan output konstan dan melindungi perangkat elektronik yang terhubung dari kerusakan akibat fluktuasi tegangan.

Terdapat 2 jenis regulator daya :

● Regulator Linear

Regulator linear menggunakan komponen aktif seperti transistor atau op-amp untuk membatasi tegangan output. Regulator linear unggul dalam beberapa hal seperti desain yang sederhana, dan noise rendah, akan tetapi memiliki efisiensi yang rendah karena membuang kelebihan daya sebagai panas.

● Regulator Switching

Regulator switching mengubah tegangan input ke bentuk sinyal AC dengan frekuensi tinggi menggunakan switching transistor, kemudian menurunkannya menggunakan transformator, dan akhirnya menstabilkan tegangan output dengan komponen filter. Keunggulan dari regulator switching antara lain efisiensi yang tinggi dan dapat menghasilkan berbagai tegangan output. Kekurangan dari regulator switching adalah memiliki desain yang lebih kompleks, serta bisa menghasilkan noise yang lebih tinggi.

5. Video Simulasi [Kembali]

A. FIXED BIAS