Modul 2 Transistor Praktikum Elektronika
MODUL 2
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 Emitter Stabillized 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]
A. Alat
1. DC Power Supply
Gambar 1. 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. Multimeter
Gambar 2. 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.
3. Jumper
Gambar 3. 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.
B. Bahan
1. Transistor
Gambar 4. 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.
2. Resistor 1k, 10k, 560 ohm
Gambar 5. 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.
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.
Gambar 6. (a) Tipe transistor NPN (b) Tipe transistor PNP
A. Daerah Operasi Transistor
Gambar 7. Kurva
karakteristik 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:
1. Fixed Bias
Gambar 8. Rangkaian fixed
bias sumber DC
2. Emitter Stabillized Bias
Gambar 9. Rangkaian Emitter
Stabillized bias sumber DC
3. Self Bias
Gambar 10. Rangkaian Self
bias sumber DC
4. Voltage Divider Bias
Gambar 11. 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 12. 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.
5. Percobaan [Kembali]
5.1 Fixed Bias
a. Buatlah rangkaian seperti
gambar 8. dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan
ukur parameter VRB, VRC, VB, VC, VBE, VCE, IB, dan IC serta
dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi
seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.
5.2 Emitter Stabillized
Bias
a. Buatlah rangkaian seperti
gambar 9. dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan
ukur parameter VRB, VRC, VRE, VB, VC, VE, VBE, VCE, IB, dan
IC serta dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi
seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.
5.3 Self Bias
a. Buatlah rangkaian seperti
gambar 10. dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan
ukur parameter, VRB, VRC, VRE, VB, VC, VE, VBE, VCE, IB, dan
IC serta dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi
seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.
5.4 Voltage Divider Bias
a. Buatlah rangkaian seperti
gambar 11. dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan
ukur parameter VRB, VRC, VRE, VB, VC, VE, VBE, VCE, IB, dan
IC serta dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi
seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.
4.5 Regulator Power Supply
a. Susun rangkaian sesuai gambar
13.
Gambar 13. IC regulator
dengan kapasitor
Gambar 14. IC regulator
dengan resistor
b. Hubungkan IC Regulator dan
kapasitor/resistor.
c. Atur Vin lebih besar daripada
output/ sesuai spesifikasi
d. Hidupkan power supply dan
hubungkan ke rangkaian
e. Ukur Voutnya
Komentar
Posting Komentar