1

SISTEM PANEL SURYA BERBASIS TRANSISTOR 2N3055

1.1. Tujuan Percobaan

Maksud dan tujuan dari Sistem Panel Surya Berbasis Transistor

2N3055 sebagai berikut:

1. Untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan tugas mata kuliah

Pengetahuan Bahan Listrik di Institut Sains & Teknologi AKPRIND.

2. Menyusun dan membuat perangkat yang dapat membangkitkan listrik

bertenaga surya dengan menggunakan transistor 2N3055.

3. Memahami prinsip kerja dari Sistem Panel Surya Berbasis Transistor

2N3055.

1.2. Alat dan Bahan

1. Transistor 2N3055

2. PCB

3. Multimeter

4. Solder

5. Tenol

6. LUX meter

7. Kabel jumper

1.3. Teori Singkat

A. Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat,

sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan,

modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi

semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau

tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat

akurat dari sirkuit sumber listriknya.

2

Gambar 1.1 Transistor Through-hole (dibandingkan dengan pita

ukur sentimeter)

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B),

Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya

Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar

daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output

Kolektor.

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia

elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam

amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber

listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-

rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi.

Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga

berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian

lainnya.

B. Jenis-Jenis Transistor

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak

kategori:

Materi semikonduktor : Germanium, Silikon, Gallium Arsenide

Kemasan fisik : Through Hole Metal, Through Hole Plastic,

Surface Mount, IC, dan lain-lain

Tipe : UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET),

3

IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,

MESFET, HEMT, SCR serta

pengembangan dari transistor yaitu IC

(Integrated Circuit) dan lain-lain.

Polaritas : NPN atau N-channel, PNP atau P-channel

Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power

Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency,

RF transistor, Microwave, dan lain-lain

Aplikasi : Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio,

Tegangan Tinggi, dan lain-lain

BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis

transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua diode yang

terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal.

Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).

Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat

menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal

kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai

penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis

biasanya dilambangkan dengan β atau . β biasanya berkisar sekitar

100 untuk transistor-transisor BJT.

Sedangkan untuk FET dibagi menjadi dua keluarga yaitu Junction

FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal

sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET).

Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk

sebuah diode dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan

Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah

versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah diode

antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum)

bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi,

dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input.

4

FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement

mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate

dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita

ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah

negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode,

gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih

positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-

channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET

adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe

depletion mode.

C. Cara Kerja Transistor

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe

dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar)

dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara

berbeda.

Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi

utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan

lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus

melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan

ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan

untuk mengatur aliran arus utama tersebut.

FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu

jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET).

Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit

dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor

bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan

ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan

tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi

tersebut.

5

D. Menentukan Kaki Transistor

Transistor memiliki 3 buah kaki yang tidak boleh terbalik dalam

pemasangannya dirangkaian elektronika. Kaki transistor ada 3 buah yaitu

basis, emitor dan kolektor, untuk mengetahui kaki-kaki transistor tersebut

dapat melihat data sheet atau menggunakan multimeter. Secara umum

transistor dikemas dalam beberapa varian yg sudah dapat dipastikan tiap

kakinya secara kasat mata. Gambar 1.2 merupakan referensi bentuk

kemasan transistor yang langsung dapat kita ketahui kaki basis, kolektor

dan emeitor tanpa harus menentukannya dengan alat ukur. Apabila kita

tidak memiliki gambar referensi kemasan transistor diatas maka dapat

menetukan kaki transistor dengan multimeter.

Menentukan kaki transistor dimulai dengan menentukan kaki basis

sekaligus menentukan jenis transistor yang dilakukan dengan seting

multimeter pada Ohm meter dan mengukur resistansi antar kaki transistor

sebagai berikut.

1. Menentukan Kaki Basis, Sekaligus Menentukan Jenis Transistor

Untuk menentukan kaki basis kita harus tau karakter kaki basis

ini, yaitu memiliki hubungan fordward bias pada basis ke kolektor dan

basis ke emitor serta refervse bias dari kolektor ke basis dan emitor ke

basis pada jenis transistor NPN dan kondis sebaliknya pada jenis PNP.

Pada tahap ini kita harus memisalkan kaki-kaki transistor tersebut

dengan nama lain, sebagai contoh kaki 1 kaki 2 dan kaki 3. Kemudian

set multimeter ke Ohm meter x10 atau x100 kemudian kita cari kaki

basis dengan:

a. Hubungkan probe merah ke salah satu kaki, misal kaki 1 kemudian

probe hitam dihubungkan ke kedua kaki yang lain, apabila

multimeter memberikan nilai ukur resistansi yang rendah (jarum

bergerak lebar) pada keduanya maka kaki 1 adalah kaki basis untuk

transistor PNP. Dan NPN apabila probe pada posisi kaki 1 adalah

probe hitam dengan hasil uk.ur seperti sebelumnya. Jika hanya

6

pada satu kaki 2 atau 3 saja yang bergerak kemungkinan basis nya

2 atau 3.

b. Ulangi, carilah konfigurasi sampai diketemukan jarum meter

bergerak semua. Pastikan basis sudah ketemu dan jenis transistor

NPN atau PNP.

NPN : Kaki basis probe hitam, kaki emitor dan kolektor probe

merah maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik kaki basis

probe merah, kaki emitor dan kolektor probe hitam jarum tidak

bergerak.

PNP : Kaki basis probe merah, kaki emitor dan kolektor probe

hitam maka jarum bergerak. kemudian bila dibalik kaki basis

probe hitam, kaki emitor dan kolektor probe merah jarum tidak

bergerak.

2. Menentukan Kaki Kolektor Dan Emitor

Kaki basis sudah ditentukan kemudian kita dapat menetukan

kaki kolektor dan emitor dengan konsep transistor sebagai saklar.

Untuk menetukan kaki kolektor dan emitor seting multmeter di pindah

ke Ohm meter x10KOhm, Kemudian lakukan teknik berikut. Misalnya

transistor NPN. Hubungkan probe hitam pada salah satu kaki selain

basis dengan cara menempelkan probe bersama jari tangan kita (probe

dan kaki transistor dipegang jadi satu) Hubungkan probe merah pada

kaki yang lain (juga selain basis) dan jangan disentuh dengan jari

tangan. Sentuh kaki basis dengan jari tangan.

Jika jarum meter tidak bergerak, balik posisinya ke kaki yang

lain. Sentuh kembali kaki basis dengan jari tangan. Jika jarum meter

bergerak cukup lebar maka bisa dipastikan kaki yang dipegang

bersama probe hitam adalah kolektor, kaki yang lain (probe merah)

adalah emitor Untuk transistor PNP caranya sama cuma posisi probe

merah dan probe hitam dibalik. Untuk kaki emitor pada kemasan

tertentu biasanya ditandai sirip pada kemasan transistor. Kemudian

7

tanda untuk kaki kolektor adalah huruf c, tanda titik bulat, titik kotak

atau titik segitiga yang berada di kemasan transistor.

Gambar 1.2 Referensi Bentuk Kemasan Transistor Untuk Mengetahui Basis,

Kolektor dan Emitor Tanpa menggunakan Alat Ukur

8

E. Transistor 2N3055

Transistor 2N3055 adalah transistor daya jenis NPN silikon yang

ditujukan untuk aplikasi tujuan umum. Transistor diperkenalkan pada awal

tahun 1960 oleh RCA menggunakan proses transistor daya hometaxial,

kemudian dialihkan ke basis epitaxial di pertengahan 1970-an, dimana

penomorannya mengikuti standar JEDEC. Gambar 2.3 merupakan gambar

transistor 2N3055.

Gambar 1.3 Transistor 2N3055

Transistor 2N3055 memiliki karakteristik kinerja yang tergantung

pada produsen. Dikemas dalam bentuk TO-3, dengan

15 amp, 100 volt, 115 watt daya transistor dengan β (gain arus maju) dari

20 sampai 70 pada arus kolektor 4 A (100 sampai 200 ketika pengujian

menggunakan multimeter. Memiliki frekuensi transisi dari 3,0 MHz; pada

frekuensi ini arus gain dihitung (beta) turun menjadi 1, yang menunjukkan

transistor tidak dapat lagi memberikan amplifikasi berguna

dalam konfigurasi Common emitor. Tabel 1.2 menyajikan spesifikasi dari

transistor 2N3055, dan Gambar 1.4 menunjukkan bagian Internal

Transistor 2N3055.

9

Tabel 1.1 Spesifikasi Transistor 2N3055

Manufacturer Vce Ic PD hfe fT

ON-Semiconductor 100V 15A 115W 20-70 3.0 MHz

Gambar 1.4 Bagian Internal dan Susunan Kaki Transistor 2N3055

1.4. Langkah Percobaan

1. Mempersiapkan alat dan bahan yang akan dipakai.

2. Merangkai Transistor 2N3055 seperti tampak pada Gambar 1.5 di bawah

ini :

Gambar 1.5 Skema Susunan Seri dan Paralel Sistem Panel Surya

Berbasis Transistor 2N3055

10

Gambar 1.6 Rangkaian Sistem Panel Surya Berbasis Transistor

2N3055

1.5. Data Hasil Percobaan

1.5.1. Pengujian Satu Buah Transistor 2N3055

Pada pengujian ini digunakan satu buah transistor 2N3055, dimana

transistor telah di buka bagian penutupnya, kemudian transistor

dipanaskan dibawah sinar matahari, seperti yang ditunjukkan pada

Gambar di bawah ini.

11

Gambar 1.7 Transistor 2N3055 Hubungan C & E

Gambar 1.8 Transistor 2N3055 Hubungan B & C

12

Gambar 1.9 Transistor 2N3055 Hubungan B & E

Gambar 1.10 Transistor 2N3055 Hubungan C + E & B

13

Gambar 1.11 Transistor 2N3055 Hubungan B + E & C

Gambar 1.11 Transistor 2N3055 Hubungan B + C & E

14

Dari percobaan tersebut diperoleh hasil pengujian seperti yang ditampilkan

pada Tabel 1.2 dan gambar pada saat percobaan dilakukan terdapat pada lembar

lampiran.

Tabel 1.2 Hasil Pengujian Satu Buah Transistor 2N3055 yang Telah Dibuka

Tutupnya

No

Dengan Jumper Tanpa Jumper

Hubungan Tegangan Intensitas

Cahaya Hubungan Tegangan

Intensitas

Cahaya

1. C + E & B 0,48 V 114.500 Lux C & E 0,47 V 113.200 Lux

2. B + E & C 0 V 111.400 Lux B & C 0 V 113.100 Lux

3. B + C & E 0,48 V 112.400 Lux B & E 0,47 V 112.100 Lux

1.6. Analisa Data

Berdasarkan hasil pengujian satu buah transistor 2N3055, kami

memilih hubungan C + E & B sebagai rangkaian seri dari 12 transistor.

Rangkaian sistem panel surya berbasis transistor 2N3055 seperti tampak pada

Gambar 1.12.

Gambar 1.12 Rangkaian Seri 12 Transistor 2N3055 Hubungan B + C & E

15

Tabel 1.3 Rangkaian Seri 12 Transistor 2N3055

No. Hubungan Tegangan Intensitas Cahaya

1. B + C & E 2,62 V 108.300 Lux

1.7. Kesimpulan

Pengujian terbaik dari solar panel ini apabila cahaya matahari bernilai

lebih dari 99.000 Lux yang terjadi pada jam 11.00 – 13.00.

Sambungan terbaik rangkaian terjadi apabila kaki transistor Basis di

seri dengan kaki Common dan kaki Emitor sebagai kutub lainnya.

Nilai tegangan hasil percobaan panel surya transistor 2N3055 sebesar

2.62V dengan intensitas cahaya 108.300 Lux.

16

DAFTAR PUSTAKA

https://id.wikipedia.org/wiki/Transistor diakses 21 Desember 2015

https://en.wikipedia.org/wiki/2N3055 diakses 21 Desember 2015

http://servistvmurah.blogspot.co.id/2015/01/transistor-2n3055.html diakses 21

Desember 2015

http://crew2avionics-avionics.blogspot.co.id/2008/05/transistor.html diakses 21

Desember 2015

http://www.greenpeace.org/seasia/id/campaigns/perubahan-iklim-global/Energi-

Bersih/Energi_matahari/ diakses 21 Desember 2015

https://id.wikipedia.org/wiki/Energi_surya diakses 21 Desember 2015

http://panelsuryaindonesia.com/eksperimen-panel-surya/31-panel-surya-

transistor-jengkol diakses 21 Desember 2015

http://jurnal.upi.edu/file/01_Ima_Maysa_hal .89-96_.pdf diakses 21 Desember

2015

http://www.eyuana.com/2012/11/inverter-lampu-tl-dengan-transistor.html diakses

22 Desember 2015

http://berpikirmuda.blogspot.co.id/2015/04/idehebat-ciptakan-panel-suryamu-

sendiri.html diakses 22 Desember 2015

http://library.uwp.ac.id/digilib/files/disk1/6/--gatotnurma-281-1-proposal-2.pdf

diakses 22 Desember 2015

http://elektronika-dasar.web.id/menentukan-kaki-transistor/ diakses 23 Desember

17

LAMPIRAN

Proses pemotongan tutup transistor :

Proses penyusunan transistor pada PCB :

18

Proses pengambilan data percobaan :