Modul II Elektronika





MODUL 2

TRANSISTOR


1. Pendahuluan[Kembali]

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Boleh dikatakan bahwa hampir semua perangkat elektronik menggunakan Transistor untuk berbagai kebutuhan dalam rangkaiannya. Perangkat-perangkat elektronik yang dimaksud tersebut seperti Televisi, Komputer, Ponsel, Audio Amplifier, Audio Player, Video Player, konsol Game, Power Supply dan lain-lainnya.

   Transistor Bipolar terdiri dari dua jenis yaitu Transistor NPN dan Transistor PNP. Tiga Terminal Transistor ini diantaranya adalah terminal Basis, Kolektor dan Emitor.
  • Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.
  • Transistor PNP adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Emitor ke Kolektor.

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 Emitter Stabillized Bias

4.  Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Self Bias.

5.  Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Voltage Divider Bias.

6.  Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply.                                                              

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

 1. DC Power supply.

2. Multimeter.



B. Bahan

1. Transistor 2N3904.

2. Resistor 1K, 10K, 560 ohm.

3. Jumper.

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 transistor NPN (b) Tipe transistor PNP

 

 

A.  Daerah Operasi Transistor

                                         


Gambar 2.2 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.

1.   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.

2.   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.

 

A.  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 DC

 

                             2.     Emitter Stabillized Bias

    


Gambar 2.4 Rangkaian Emitter Stabillized bias sumber DC



    3.     Self Bias

          

Gambar 2.5 Rangkaian Self bias sumber DC

    4.     Voltage Divider Bias




      


Gambar 2.6 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 2.7 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.




Komentar

Posting Komentar