Modul 2 Transistor

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. Pendahuluan [Kembali]

Transistor adalah komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar atau penguat sinyal dalam rangkaian elektronik. Secara fisik, transistor terdiri dari tiga lapisan bahan semikonduktor yang disebut emitor, basis, dan kolektor. Lapisan-lapisan ini membentuk dua sambungan p-n yang berbeda, menghasilkan dua jenis transistor utama: transistor bipolar junction (BJT) dan transistor efek medan (FET). Pada BJT, aliran arus antara emitor dan kolektor dikendalikan oleh arus kecil yang diterapkan pada basis, sementara pada FET, aliran arus antara sumber dan drain dikendalikan oleh tegangan yang diterapkan pada gerbang.

Transistor sangat penting dalam teknologi modern karena kemampuannya untuk memperkuat sinyal lemah atau berfungsi sebagai saklar digital yang sangat cepat. Dalam perangkat elektronik seperti komputer, radio, dan telepon, transistor memungkinkan miniaturisasi sirkuit dengan memproses sinyal elektronik secara efisien. Dengan ukuran yang sangat kecil dan konsumsi daya yang rendah, transistor memungkinkan pembuatan perangkat dengan performa tinggi dan ukuran kompak, yang memicu perkembangan pesat dalam industri teknologi dan telekomunikasi.

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.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat dan Instrument

DC Power Supply

DC power supply adalah perangkat yang menyediakan arus listrik searah (DC) dengan tegangan dan arus yang dapat diatur sesuai kebutuhan, memberikan daya stabil dan terkontrol untuk berbagai aplikasi elektronik. Ini digunakan untuk menguji dan mengembangkan perangkat elektronik, mengisi baterai, dan menyuplai daya ke perangkat yang memerlukan arus DC. Dengan kemampuan untuk menyesuaikan dan memantau parameter daya, DC power supply memastikan bahwa komponen elektronik berfungsi dengan benar dan sesuai spesifikasi yang diinginkan.

Multimeter

Multimeter adalah alat pengukur serbaguna yang digunakan untuk mengukur berbagai parameter listrik, termasuk tegangan (volt), arus (ampere), dan resistansi (ohm). Fungsi utamanya adalah untuk membantu teknisi dan insinyur dalam mendiagnosis dan memecahkan masalah pada rangkaian elektronik dan listrik dengan memberikan pembacaan yang akurat dari berbagai nilai listrik. Selain itu, multimeter sering dilengkapi dengan fitur tambahan seperti pengukuran kontinuitas, kapasitas, dan frekuensi, menjadikannya alat penting untuk perawatan, pengujian, dan perbaikan perangkat elektronik serta sistem listrik.

Jumper

Jumper adalah komponen kecil berupa konektor atau kabel pendek yang digunakan untuk menghubungkan dua titik atau jalur listrik pada papan sirkuit atau perangkat elektronik. Fungsi utamanya adalah untuk mengatur atau memodifikasi sirkuit dengan menghubungkan atau memutuskan jalur tertentu, seperti memilih mode operasi, mengatur konfigurasi, atau memperbaiki sambungan yang putus. Jumper sering digunakan dalam pengaturan BIOS pada komputer, konfigurasi hardware, serta dalam perbaikan dan pengembangan perangkat elektronik untuk memastikan bahwa komponen berfungsi dengan benar sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.

Bahan

Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang berfungsi sebagai penguat sinyal, saklar elektronik, atau regulator daya dalam sirkuit elektronik. Dengan kemampuannya untuk mengontrol aliran arus antara dua terminal (kolektor dan emitor) berdasarkan sinyal yang diterima pada terminal ketiga (basis), transistor dapat memperkuat sinyal listrik lemah menjadi sinyal yang lebih kuat, atau bertindak sebagai saklar untuk menghubungkan atau memutuskan arus dalam sirkuit. Selain itu, transistor juga digunakan dalam berbagai aplikasi seperti amplifikasi sinyal audio, pengaturan daya dalam perangkat elektronik, dan sebagai elemen kunci dalam rangkaian digital untuk pemrosesan dan penyimpanan data.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam sirkuit dengan memberikan hambatan atau resistansi tertentu. Dengan menambahkan resistor ke dalam sirkuit, pengguna dapat mengontrol besarnya arus yang mengalir dan menurunkan tegangan pada komponen lainnya, mencegah kerusakan akibat arus yang terlalu besar. Selain itu, resistor digunakan untuk membagi tegangan, mengatur bias dalam transistor, dan menyesuaikan karakteristik sinyal dalam berbagai aplikasi elektronik, seperti dalam rangkaian penguat dan filter. Sebagai komponen pasif, resistor membantu memastikan bahwa sirkuit berfungsi dengan stabil dan efisien sesuai dengan spesifikasi desain.

4. Dasar Teori [Kembali]

Transistor berfungsi untuk menyalurkan arus listrik yang besar dengan penggerak arus yang kecil. Transistor terdiri dari dua tipe yaitu; tipe transistor PNP, dimana lapisan tipe N semikonduktor dalam cristal semikonduktor telah disisipkan diantara dua semokonduktor tipe P. Sebaliknya transistor tipe NPN adalah lapisan semikonduktor tipe P disisipkan diantara dua semikonduktor tipe N. Untuk simbol semiconduktor, E adalah terminal emitter, B adalah terminal Basis dan C adalah terminal collector.

Transistor NPN

Transistor NPN adalah transistor yang menggunakan arus kecil dan tegangan positif pada kaki basis-nya untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan dari emitor ke kolektor. Cara kerja transistor NPN yaitu jika kaki basis transistor diberikan tegangan positif kemudian mengalir dari kaki basis ke kaki emitor maka arus yang besar dari kaki kolektor pun akan ikut mengalir menuju kaki emitor. Arus kecil yang diberikan ke kaki basis dan kemudian mengalir dari basis-emitor tersebut akan berfungsi sebagai saklar untuk mengalirkan arus dari kolektor-emitor. Tegangan dari basis ke emitor jika menggunakan transistor berbahan silikon maka tegangan yang dibutuhkan adalah VBE = 0.7 V.

Konfigurasi transistor NPN

Koneksi transistor NPN

Transistor PNP

Transistor PNP adalah transistor yang menggunakan arus kecil dan tegangan negatif pada kaki basis-nya untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan dari emitor ke kolektor. Cara kerja transistor PNP berkebalikan dengan transistor NPN. Transistor ini akan aktif jika kaki basis diberikan tegangan negatif sedangkan kaki emitor membutuhkan bias positif terhadap kolektor. Kaki emitor ke kaki basis akan bertindak sebagai dioda, jika menggunakan dioda jenis silikon maka tegangan yang dibutuhkan sebesar 0.7 V agar transistor dalam keadaan saturasi. Arus kecil pada basis dapat berfungsi sebagai pengendali (saklar) agar aliran arus yang besar dapat mengalir dari kaki emitor ke kaki kolektor.

konfigurasi transistor NPN

Daerah Operasi Transistor

Daerah Aktif

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, yaitu ketika arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).

Daerah Cut-Off

Jika kemudian tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu yang menyebabkan arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (On) menjadi keadaan mati (Off). Perubahan ini dipakai pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.

Daerah Saturasi

Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-base yang membuat tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat mengalirkan elektron.

Daerah Breakdown

Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan Vce lebih dari 40 V, arus IC menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat me-rusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan Vce max yang diperbolehkan sebelum breakdown bervari-asi. Vce max

pada data book transistor selalu dicantumkan juga.

Pemberian Bias Pada Transistor

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: