MODUL 2 Transistor

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

Percobaan ...

MODUL 2

Transistor

1. Pendahuluan [Kembali]

Semikonduktor merupakan benda yang konduktivitasnya berada di antara konduktor dan isolator. Sifat pada semikonduktor ini menjadi hal penting yang banyak digunakan dalam dunia elektronika. Semikonduktor biasanya terbuat dari atom silikon (Si) atau Germaniaum (Ge). Semikonduktor dapat bersifat konduktor ketika dipanaskan dan bersifat isolator ketika didinginkan. Namun, selain mengubah suhunya, sifat semikonduktor juga dapat diubah melalui doping. Apabila semikonduktor didoping dengan atom yang bervalensi 5 seperti Fosfor (F), maka semikonduktor tersebut bertipe n. Sedangkan semikonduktor yang didoping dengan atom yang bervalensi 3 seperti Boron (B), maka semikonduktor tersebut bertipe p.

Transistor merupakan gabungan dari 3 semikonduktor yang bertipe p dan n. Secara umum, transistor terbagi menjadi dua yaitu bipolar dan unipolar. Transistor bipolar merupakan transistor yang membawa muatan listrik berupa hole dan e^-, sedangkan unipolar membawa muatan listrik berupa hole atau e^-.

Berdasarkan doppinnya transistor terbagi menjadi dua, yaitu NPN dan PNP. Kedua tipe ini memiliki sifat yang berbeda. Perbedaan ini dapat dilihat dari tipe semikonduktor yang digunakan pada transistor tersebut, dan arah arus serta aliran muatan mayoritas.

2. Tujuan [Kembali]

Mengetahui prinsip kerja transistor.
Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian fixed bias.
Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian self bias.
Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian voltage divider bias.
Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

ALAT

1. Multimeter

Sebagai alat ukur listrik yang dapat mengukur berbagai macam satuan

2. Power Supply AC dan DC

Sumber tegangan atau daya pada suatu perangkat atau rangkaian Listrik

BAHAN

1. Resistor

Komponen elektrik yang berperan untuk menghambat arus yang mengalir

2. Transistor

Komponen semikonduktor yang berperan untuk mengatur arus atau tegangan pada rangkaian elektronik

3. jumper

Kabel atau konduktor yang menghubungkan berbagai macam komponen elektronik

4. Kapasitor

Komponen elektrik yang mampu menyimpan dan melepaskan energi Listrik berupa muatan listrik

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) (b)

Gambar 2.1

(a) Tipe transstor NPN (b) Tipe transistor PNP

A. Daerah Operasi Transistor

Gambar 2.2 Kurva karakteristik transstor

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:

1. Fixed Bias

Gambar 2.3 Rangkaian fixed bias sumber AC

2. Self Bias

Gambar 2.4 Rangkaian self bias sumber AC

3. Voltage Divider Bias

Gambar 2.5 Rangkaian voltage divider bias sumber AC

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]

1. Percobaan Fixed Bias