Aplikasi BJT Sebagai Switch Lampu Otomatis

Disusun oleh:

Achyar Maulana P 1206201422Dwinanri Egyna 1206201593Erdi Nindito R 1206201523

Universitas IndonesiaDepok2014

I. PendahuluanBipolar Junction Transistor (BJT) adalah salah satu divais semikonduktor

yang memanfaatkan karakteristik unik semikonduktor dalam mengalirkan arus. BJT memiliki 3 bagian yaitu basis (B), kolektor (C) dan emiter (E). Jenis semikonduktor yang digunakan di basis akan digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan BJT dalam menjalankan fungsinya untuk mengalirkan arus. Arus pada kaki-kaki yang lain dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan penguatan tegangan dan/atau arus yang diteruskan oleh BJT.

BJT dapat digunakan baik sebagai gerbang logika maupun saklar atau switch. Pada penggunaan BJT sebagai gerbang logika, digunakan dua buah BJT yang dihubungkan baik seri maupun paralel, tergantung gerbang logika yang dikehendaki. Kemudian dikontrol tegangan yang dicatu ke kedua basis BJT dari sumber daya. Apabila tegangan lebih kecil dari VBE maka transistor akan berada pada kondisi cut-off dan menjadi rangkaian terbuka sementara apabila tegangan lebih besar dari VBE maka kolektor dan emiter akan terhubung. Kombinasi V IN

yang berbeda di kedua basis BJT ini yang akan menentukan output dari rangkaian ini. Rangkaian yang memanfaatkan transistor sebagai gerbang logika biasa disebut Transistor Transistor Logic (TTL).

Selain sebagai gerbang logika, BJT juga dapat digunakan sebagai saklar. Prinsipnya hampir sama yaitu dengan memanfaatkan kondisi cut-off dan saturasi. BJT dihubungkan ke suatu rangkaian dengan output di kolektor atau emiter dan menggunakan common emitter bias. Kemudian besar tegangan yang dicatu ke basis dikontrol agar berada pada dua kondisi yaitu lebih kecil dari VBE atau lebih besar dari VBE. Ketika lebih kecil maka BJT akan bersifat seperti rangkaian terbuka dan memutus hubungan dari catu daya ke output dan VCE akan sama dengan nol sementara ketika lebih besar maka BJT akan menghubungkan output dengan catu daya sehingga VCE memiliki nilai yang juga merupakan nilai tegangan di output.

Fotoresistor atau Light Dependent Resistor adalah salah satu komponen resistor yang dapat dipergunakan sebagai sensor cahaya. Fotoresistor terbuat dari bahan semikonduktor beresistansi tinggi yang tidak dilindungi dari cahaya. Jika cahaya yang mengenainya memiliki frekuensi yang cukup tinggi, foton yang diserap oleh semikonduktor akan menyebabkan elektron memiliki energi yang cukup untuk meloncat ke pita konduksi (Conduction Band). Elektron bebas yang dihasilkan (dan pasangan holenya) akan mengalirkan listrik, sehingga menurunkan resistansinya. Fotoresistor dapat merupakan sensor gelap ataupun terang.

Dengan memanfaatkan BJT dan fotoresistor maka dapat disusunlah sebuah rangkaian lampu otomatis yang sensitive terhadap cahaya.

II. TujuanTujuan dari penyusunan makalah ini adalah:

1. Untuk menjabarkan mengenai cara kerja BJT2. Untuk menjabarkan mengenai aplikasi BJT sebagai saklar3. Untuk menjabarkan mengenai pengarus fotoresitor dalam

mengendalikan besar teganganIII. Prinsip Kerja

Gambar 1. Rangkaian dalam kondisi terang

Rangkaian Lampu Otomatis menggunakan BJT sebagai saklar. Artinya, dalam rangkaian di kontrol agar tegangan di basis dapat berada baik pada kondisi cut-off maupun kondisi saturasi. Kemudian LED dihubungkan dengan kolektor dari BJT sebagai output. Ketika berada dalam kondisi cut-off maka tidak akan ada beda tegangan antara ujung R1 yang terhubung dengan catu daya sehinggga Iout = 0 A dan LED akan mati. Sementara ketika BJT bekerja di daerah saturasi maka LED akan menyala karena ada arus mengalir dari kolektor ke emiter.

Untuk membuat BJT masuk pada kondisi cut-off atau saturasi digunakan fotoresistor pada basis untuk mengendalikan besar arus yang masuk. Seperti pada Gambar 1, ketika mendapat cahaya maka resistivitas fotoresistor akan meningkat sehingga hampir tidak ada arus yang mengalir di basis (IB) BJT. Hal ini menyebabkan BJT bekerja seperti rangkaian terbuka dan LED tidak menyala.

Gambar 2. Rangkaian dalam kondisi gelap

Gambar 2 adalah situasi di mana tidak ada cahaya yang diterima oleh fotoresistor. Ketika fotoresistor tidak terkena cahaya maka resistansi di basis menjadi kecil dan ada arus yang mengalir pada basis sehingga transistor bekerja pada daerah saturasi. Dapat dilihat pada gambar bahwa ketika bekerja di daerah saturasi maka LED akan menyala.

Selai itu terdapat juga saklar yang terhubung dengan kolektor. Fungsinya adalah untuk secara penuh mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian. Ketika saklar tidak terhubung maka kolektor tidak terhubung ke VCC sehingga rangkaian tidak akan berfungsi sama sekali baik saat gelap maupun terang.

IV. AplikasiDari penjelasan di atas, dapat dipahami bahwa rangkaian Lampu Otomatis

adalah rangkaian yang peka terhadap cahaya dan sepenuhnya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima oleh fotoresistor yang mengendalikan besar arus dan tegangan yang masuk ke basis. Hal ini memungkinkan rangkaian ini untuk diaplikasikan pada berbagai situasi.

Salah satu aplikasi rangkaian ini di kehidupan sehari-hari adalah untuk lampu tidur. Lampu tidur adalah lampu dengan kuat cahaya yang tidak terlalu terang yang biasa dinyalakan ketika seseorang akan tidur. Dengan rangkaian ini, ketika lampu utama dimatikan maka secara otomatis rangkaian ini akan menyalakan lampu tidur.

Selain itu rangkaian ini juga dapat diaplikasikan sebagai lampu darurat dengan syarat terdapat catu daya yang terpisah antara sistem utama dengan rangkaian ini. Rangkaian ini dapat dimanfaatkan di rumah, kantor dan lain-lain untuk keadaan darurat seperti ketika listrik padam.

Desain sederhana ini juga dapat dikembangkan lebih lanjut untuk penghematan energi karena kepekaannya pada densitas cahaya di lingkungan

sekitar. Dengan pengembangan desain ini maka ketika masih ada matahari maka lampu ini akan otomatis mati karena pengaruh fotoresistornya dan ketika matahari tenggelam atau sumber cahaya tidak memadai (mendung, dsb) maka sistem ini akan secara otomatis menyalakan lampu sebagai sumber penerangan alternatif.

V. KesimpulanAplikasi Bipolar Junction Transistor (BJT) dapat digunakan pada pengaturan

lampu otomatis, dimana BJT berfungsi sebagai switch dengan memanfaatkan sifat cut off pada BJT. Ketika cahaya yang terdapat banyak, maka lampu akan mati. Sedangkan, ketika cahaya yang ada sedikit (gelap), maka lampu akan menyala. Ketika cahaya banyak BJT akan bersifat ON, sedangkan ketika cahaya gelap, BJT akan bersifat OFF, sehingga sumber tegangan akan langsung mengalir ke arah lampu.

VI. Daftar PustakaBoylestad, Robert; Nashelsky, Louis. 2000. Electronic Devices and Circuit

Theory. Pearson Educationhttp://www.youtube.com