LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Transistor adalah piranti atau komponen elektronika aktif yang
mempunyai tiga terminal yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C),
yang terbuat dari bahan semikonduktor. Transistor dapat bersifat
isolator atau konduktor, kemampuan transistor ini memungkinkan
transistor digunakan untuk "switching" (pada elektronika digital) atau
"amplification (penguatan)" (pada elektronika analog). 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.
Umumnya transistor digunakan sebagai penguat sinyal dalam bentuk
tegangan. Pada dua titik kerja tertentu, yaitu titik saturasi dan
cutoff, daerah cut-off—sebuah transistor berada pada daerah cut-off
adalah ketika junction basis-emitter di bias mundur (reverse bias),
sehingga semua arus bernilai 0 dan VCE(Cut-off)=VCC, sedangkan daerah
saturasi yaitu ketika junction basis-emitter di bias maju (forwar
bias). Sehingga Arus Collector maksimal adalah (IC = VCC/RL) dan
VCE(Saturation) = 0 (ideal saturation), maka transistor dioperasikan sebagai
switching elektronik.
Prinsip yang digunakan dalam transistor sebagai penguat adalah arus
kecil pada basis digunakan untuk mengontrol arus yang lebih besar yang
diberikan ke kolektor melewati transistor tersebut. Dari sini dapat
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARkita lihat bahwa fungsi dari transistor hanya sebagai penguat ketika
arus basis akan berubah. Perubahan arus kecil pada basis mengontrol
inilah yang dinamakan dengan perubahan besar pada arus yang mengalir
dari kolektor ke emitter.
Pada percobaan pada transistor sebagai switching, akan kita ketahui
prinsip kerja dari transistor sebagai switching, dimana kita juga akan
mengetahui daerah saturasi dan cut-off, hubungan antara ketiga arus
pada transistor, hubungan dengan penguatan arus serta hubungan dengan
tegangan-tegangannya.
1.2 Tujuan
1. Untuk memahami transistor dikontrol oleh arus
2. Untuk memahami daerah saturasi dan cut-off
3. Untuk mengaplikasikan transistor sebagai switching
4. Untuk mengetahui prinsip kerja transistor sebagai switching
BAB II
DASAR TEORI
Transistor mempunyai dampak yang besar sekali pada bidang
elektronika. Di samping mengawali industri semikonduktor yang bernilai
multimiliard dolar, transistor juga telah mengantar kita kepada
sejumlah penemuan-penemuan baru yang berkaitan seperti rangkaian-
rangkaian terpadu (intergrated circuit singkatannya IC), piranti-
piranti optoelektronika, dan mikroprosesor-mikroprosesor. Hampir semua
perlengkapan elektronika yang dirancang masa kini mempergunakan
piranti-piranti semikonduktor.
Dalam kebanyakan kasus penerapan, transistor menunjukkan
kemampuan yang menggungguli tabung hampa. Penggunaannya memungkinkan
pelaksanaan fungsi-fungsi yang sulit atau bahkan tidak mungkin
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARdilakukan dengan tabung-tabung hampa. Hal ini terasa sekali terutama
dalam industri komputer. Para sejarahwan sependapat bahwa transistor
bukan sekedar memperbaharui industri komputer, melainkan betul-betul
menciptakannya.
Struktur suatu transistor adalah seserpih kristal yang terdiri
dari tiga daerah dengan isi tak-murnian yang berbeda seperti
transistor npn. Bagian yang disebut emiter mengandung tak-murnian yang
berkadar tinggi; tugasnya adalah menyalurkan atau menyuntikkan
elektron ke dalam basisnya. Daerah yang disebut basis (alas)
mengandung tak-murian yang berkadar rendah dan merupakan bagian yang
sangat tipis. Tugasnya adalah meneruskan sebagian terbesar dari
elektron suntikan-emiter tersebut kepada kolektor. Tingkat kadar tak-
murnian dalam kolektor terletak diantara kadar-kadar tak mrnian dari
emitter dan basis. Kolektor merupakan daerah yang terbesar dari tiga
daerah transistor tersebut, karena harus menangani disipasi energy
yang lebih besar dari dua daerah lainnya. Untuk tranistor npn,
electron bebas merupakan pembawa-pembawa mayoritas dalam emitter dan
kolektor.
Transistor mempunyai dua persambungan satu antara emitter dan
basis, yang lain antara basis dan kolektor. Sehubungan dengan ini,
suatu transitor dapat dipandang sebagai dua diode yang dalam hubungan
saling membelakang. Dalam gambaran ini diode di sebelah kiri disebut
diode emitter-basis atau singkatnya diode emitter. Diode di sebelah
kanan disebut diode kolektor-kolektor atau secara singkat diode
kolektor. Transistor mempunyai dua persambungan yang satu antara
emitter dan basis, yang lai antara basis dan kolektor. Sehubungan
dengan ini, suatu transistor dapat dipandang sebagai dua diode yang
dalam hubungan saling membelakang. Dalam gambaran ini, diode di
sebelah kiri disebut diode emitter-basis, atau singkatnya diode
emitter. Diode di sebelah kanan disebut diode kolektor-basis atau
secara singkat diode kolektor.
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARDalam transistor npn, elektron-elektron bebas dari emitter akan
berdifusi menyeberangi persambungan emitter dan masuk ke dalam basis.
Sebagai akibatnya, ini menimbulkan lapisan pengosongan (EB). Dalam
pembahasan berikutnya, kita selalu mengandaikan transistor yang
disebut itu adalah transistor silikon kecuali diberi keterangan lain.
Pemberian prategangan kepada transistor menunjukkan transistor
npn dengan basis yang diketanahkan. Karena basisnya bersekutu dengan
simpal-simpal emitter dan kolektror, rangkaian ini disebut hubungan
(atau konfigurasi) basis-sekutu (CB). Kadang-kadang disebut pula
konfigurasi dengan basis yang diketanahkan. Satu daya dc disebelah
kiri akan member prategangan balik kepada diode emitter dan satu daya
dc di sebelah kanan akan member prategangan balik kepada diode
kolektor. Karena kedua diode tersebut mendapat prategangan-balik, arus
dalam masing-masing diode hampir sama dengan nol.
Menunjukkan kemungkinan lain satu daya dc disebelah kiri memberi
prategangan maju keada diode emitter dan satu daya dc di sebelah kanan
juga memberi prategangan maju kepada diode kolektor. Karena itu
masing-masing diode dilalui arus yang besar.
Pada saat diode emitter diberi prategangan maju, electron-
elektron bebas dalam emitter belum tentu akan memasuki daerahbasis.
Namun jika tegangan yang diberikan itu melebihi 0,7 V maka sejumlah
besar dari electron-elektron bebas tersebut akan memasuki daerah
basis. Electron-elektron bebas yang berada pada basis ini, sekarang
dapat mengalir it uterus masuk kedalam penyalur keluar basis, atau
menyebrangi persambungan kolektron. Komponen arus basis yang mengalir
bahwa disebut arus rekombinasi kareba electron-elektron bebas
bersangkutan harus bergabung kembali dengan lubang-lubang sebelum
dapat mengalir keluar dari penyalur basis. Arus rekombinasi adalah
arus yang kecil karena basis transistor mengandung lubang-lubang tak-
murian yang berjumlah kecil.
Mengingat bahwa daerah basis sangat tipis dan mengandung tak-
murnian yang berkadar rendah, sebagian terbesar dari electron-elektron
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARbebas dalam daerah basis akan berdifusi ke dalam kolektor. Segera
setelah memasuki kolektor, electron-elektron bebas tersebut akan
mengalir ke dalam penyaluran keluar dari kolektor dan meneruskan
perjalanannya ke terminal positif dan baterai.
Kita membayangkan adanya arus tunak electron-elektron yang
meninggalkan terminal negative dari sumber dan memasuki daerah
emitter. Prategangan maju pada diode emitter memang akan memaksa
electron-elektron bebas ini mengalir ke dalam daerah basis. Namun
daerah yang tipis dari basis serta kadar tak-murnian yang rendah dalam
basis akan member waktu yang cukup panjang kepada hamper semua
electron tersebut untuk berdifusi ke dalam electron sebelum sempat
bergabung kembali dengan lubang-lubang dalam basis. Elektron-elektron
bebas ini selanjutnya mengalir keluar dari kolektor dan masuk ke dalam
terminal positif dari satu daya kolektor. Dalam kebanyakan transistor,
lebih dari 95 persen electron-elektron suntikan-emiter kan mengalir ke
dalam kolektor dan kurang dari 5 persen yang bergabung kembali dengan
lubamg-lubang basis dan mengalir keluar melalui penyalur basis.
Berikut ini pernyataan dari yang perlu diingat tentang operasi
transistor:
1. Untuk operasi normal, diode emitter diberi prategangan maju dan
diode kolektor diberi prategangan balik.
2. Arus kolektor hamper sama dengan arus emitter
3. Arus basis kecil sekali
Menunjukkan ukuran relative dari arus emitter, arus kolektor dan
arus basis. Secara kebetulan, arus basis sama dengan selisih antara
arus emitter dan arus kolektor. Dalam lambing matematis, ini
berartiberlakunya persamaan:
IB = IB - IC…………………………………………………………………………………….…(2.1)
Langkah berikutnya untuk memahami operasi transistor secara lebih
mendalam adalah pengupasan atas dasar diagram energy. Pemberian
prategangan maju kepada diode emitter akan memberi energy cukup besar
kepada electron-elektron bebas untuk dapat bergerak dari emitter ke
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARbasis. Segera setelah memasuki basis, electron-elektron bebas ini
menjadi pembawa-pembawa minoritas kerana berada didalam daerah p.
untuk hamper semua jenis transistor, 95 persen lebih dari pembawa-
pembawa minoritas ini mempunyai umur yang cukup panjang untuk
berdisfusi ke dalam lapisan pengosongan kolektor dan meluncur ke dalam
kolektor yang menempati tingkat energy lebih rendah. Electron-elektron
bebas itu akan melepaskan energinya, kebanyakan dalam bentuk panas.
(Malvino,P.A,1985)
Dalam elektronika penguat merupakan penerapan sifat-sifat
komponen elektronika yang paling utama. Tanpa penguatan sinyal-sinyal
lemah tidak mungkin terbentuk system elektronika yang bermanfaat.
Kebutuhan penguatan pada mulanya diperlukan dalam memperkuat sinyal
radio yang amat lemah agar dapat menggetarkan membrane pengeras suara.
Kemudian penguatan juga diperlukan dalam intrumentasi pengukuran
untukmemperkuat sinyal keluaran transduser yang amat lemah.
Dalam sejarahnya komponen penguat yang mula-mula adalah triode
tabung hampa (yang tidak akan dijelaskan di sini) setelah diketemukan
transistor, maka transistor merupakan komponen penguat utama. Sifat-
sifat transistor sendiri tidak diuraikan.
Penguat dasar dengan transistor bipolar, dari dasar elektronika
kita ketahui karakteristik keluaran transistor misalnya
dalamkonfigurasi emitter-umum (CE) karakteristik keluaran seperti itu
merupakan hubungan antara arus kolektor IC dan tegangan antara kolektor
dan emitter VCE.
Rangkaian penguat merupakan rangkaian penguat elementer emitter-
umum (CE). Dalam rangkaian penguat ini kita anggap basis transistor
digerakkan oleh suatu sumber arus IB dan kolektor diberi satu oleh daya
VCC. sinyal yang harus diperguat adalah arus basis ib. Arus penggerak
basis IB yang tetap besarnya dan arus sinyal yang berubah menurut
waktu, bersama-sama mengalir lewat basis transistor sebagai arus basis
sesaat iB.
IB = iB + ib ………………………………………………………………………………………(2.2)
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARKarakteristik keluaran perubahan arus-kolektor iC terhadap
perubahan tegangan kolektor- emitter VCE dengan parameter iB. untuk
dapat menganalisa bagaimana penguat bekerja, akan kita pelajari lebih
dahulu bagaimana perubahan arus kolektorterhadap perubahan tegangan
kolektor-emiter. Dari hukum tegangan kirchoff:
VCE = VCC – iC . RL………………………………………………….…………………………..(2.3)
dimana RL adalah tahanan bebam rangkaian , atau berarti :
IC = …………………………..…………………………………………………………(2.4)
Vcc merupakan tegangan baterai yang tetap besarnya, sedang Vce
merupakan tegangan antara kolektor dan emitter yang besarnya dapat
diubah-ubah sesuai dengan yang diinginkan. Misalnya, kalau Vce diberi
harga nol (Vce = 0) ic = Vcc/RL. titik ic = Vcc/RL (Vce = 0 ) merupakan
perpotongan sumbu absis ic dengan garis lurus ic = (Vcc-Vce)/RL yang
dinamakan garis beban. Sedang perpotongan garis beban dengan ordiat
(sumbu Vce) merupakan titik dimana IC = 0, yaitu kalau Vcc=Vce. (yang
merupakan keadaan dimana transistor terputus, cutoff).
Garis beban yang merupakan tempat keudukan titik kerja Q dari
penguat. Titik kerja Q tersebut ditentukan oleh tegangan Vce yang
diberikan antara emitter dan kolektor. Bahwa harga Vce tergantung pada
satu tegangan Vcc dan beban RL yang harganya dapat dipilih. Titik kerja
Q tersebut menentukan harga Ic dan Vce yang dapat dipilih sembarang
dalam garis beban. Namun, untuk menjamin linearitas keluaran terhadap
masukan ib, disarankan memilih Q ditengah-tengah garis beban, atau di
tengah daerah aktif.
Yang dimaksudkan dengan penguatan adalah perbandingan antara
harga besaran keluaran dengan harga masukan. Penguatan tegangan adalah
perbandingan tegangan keluaran (dalam enguat CE,Vce) dan tegangan
masukan (dalam hal ini VBE). Penguatan arus adalah perbandingan arus-
keluar (arus kolektor ic) dengan arus masukan iB. penguatan sering pula
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARdisebut sebagai perolehan (gain), yang menunjukkan seberapa besar
tengangan/arus keluaran diperoleh dari tegangan /arus masukan.
Dalam setiap penguatan yang selalu diutamakan adalah penguatan
dari sinyal yang diperkuat. Karena itu dalam hal ini selalu
dibicarakan penguatan sebagai perbandingan antara nilai pertambahan
besaran keluaran dengan pertambahan besaran masukan. Jadi pnguatan
arus adalah :
AI = ic/ib = Dic/DiB……………………………………………………………………………..(2.5)
Av =DVCE/DVBE………………………………………………………………………………..(2.6)
Rangkaian pencatukan transistor mempunyai sejarah tersendiri.
Pencatukan (biasing) transistor artinya bagaimana memberikan
tegangan/arus tertentu pada terminal-terminal transistor agar dapat
bekerja sesuai dengan apa yang diinginkan. Dengan penentuan tegangan
tertentu akan kita peroleh titik-kerja penguat dalamdaerah aktif
dengan menghidari kemungkinan terjadinya distorsi.
Menunjukkan penguat transistor dengan dua catu day (baterai) yang
berada dalam rangkaian itu sendiri dalam lingkar masukan VBB memberikan
catu pada basis dari transistor, dan dalam lingkar keluaran VCC
memberikan catu daya pada kolektor-emiter, menunjukkan penguat
transistor dengan daya dua sumber catu, namun sumber catu berada
diluar rangkaian tersebut, yang merupakan sumber arus searah luar.
Menunjukkan penguat transistor dengan satu sumber catu, karena dua
sumber catu jelas merupakan pemborosan. Basis dan kolektor diberi satu
dari satu sumber daya saja, yaitu dari VCC melalui tahanan RB2 dan RC.
dengan demikian lebih hemat sumber daya. Menunjukkan penguat
transistor yang dilengkapi dengan kapassistor gandeng (kopling) dalam
rangkaian masukdan rangkaian keluarannya. Kapasitor CB1 dan CB2
dinamakan kapasitor pemblok. Kapasitor CB1 digunakan untuk
menggandengkan sinyal masukan ke transistor, mencegah tegangan searah
dan melewatkan sinyal. Kapasitor-kapasitor ini bertugas memisahkan Vs
dn RL dari tahanan R1, R2, RC dan RE yang digunakan untuk pencatuan.
dengan demikian tegangan kolektor tetap tidak muncul pada keluaran dan
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARV0 merupakan perkuatan replica dari VS. keluaran penguat sering
dimasukkan sebagai sinyal ke tingkat berikutnya tanpa mempengaruhi
pencatuannya karena adanya kapasitor pembelok CB2 kapasitor pintas CE
dipilih sedemikian rupa sehingga (seperti halnya CB1 dan CB2 ) akan
dianggap terhubung singkat pada frekuensi rendah dan RE digunakan
sebagai penstabil catu. Akibat kenaikan suhu, karakteristik masukan
maupun keluaran penguat transistor akan berubah cepat. Keluaran garis
lengkung IC dengan IB tetap dapat naik 50-10% dari karakteristik pada
suhu normal. Akibatnya IC memebesar lebih cepat relative terhadap
perubahan IB . ini berarti membesarnya.
(Sutanto, 2006)
Parameter sirkuit dapat dihubungkan dengan sifat semikonduktor
mendasar. Penjelasan lengkap tidak akan dicoba di sini, kita bisa
mengingat bagaimanapun hasilnya yang akan didapat. Untuk pendekatan
yang baik amplifikasi saat forp - np karena basis yang pada tipis
dibandingkan dengan panjang difusi lubang.
Namun efek daerah basis sempit telah mungkin diabaikan untuk
resistansi emitor adalah resistensi difusi kurang lebih sama dengan
resistansi maju pnp junction dioda:
......................................................................
........................................................(2.7)
Waktu hidup operator hanya dalam besarnya terlalu rendah
menyebabkan operator menghilang sebelum mereka mencapai kolektor.
Tidak seumur hidup namun rendah mempengaruhi respon frekuensi, diberi
alpha wajar untuk memulai dengan.
Variabel penting lainnya adalah lebar dasar dan resistivitas dari
berbagai bagian. Untuk alpha tinggi dan respon frekuensi yang baik itu
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARs penting bahwa daerah basis menjadi kurus. Upaya terakhir telah
berkonsentrasi pada upaya mereduksi nilainya kurang dari 0,5 mil.
Untuk alpha yang baik, arus dari emitor harus seluruhnya terdiri
dari pembawa minoritas, arus emitor berasal dari dasar mengarah ke
alpha rendah, karena emtter ini saat yang tidak dikumpulkan oleh
kolektor. Jadi resistivitas rendah yang diinginkan dalam emitor tinggi
resistivitas di dasar. Kolektor terbaik yang dibuat dengan
resistivitas tinggi, untuk mengizinkan penggunaan tegangan tinggi dan
amplication listrik maka tinggi.
Perubahan yang paling serius dari sifat transistor
dengan suhu perubahan resistansi kolektor. Sebuah aspek yang paling
penting dari transistor yang operasi pada frekuensi setinggi 10
megacycles. Dengan penerapan medan magnet, coklat menaikkan batas
frekuensi sekitar 40megaeyeles. Ini ditemukan terjadi karena
pembangunan dan memperpendek jalur aliran arus antara emitor dan
kolektor.
Di sisi lain, ketika junction transistor pertama kali diproduksi,
ditemukan bahwa, seperti yang diharapkan, peningkatan daerah
persimpangan, dan perubahan geometri, pengurangan range frekuensi yang
dapat dioperasikan.
Sebagian besar karakteristik yang lain dari perangkat
persimpangan seperti tegangan dan daya aplikasi, kebisingan, dan
stabilitas karakteristik yang sangat unggul daripada perangkat titik
kontak. Resistor diperoleh dalam bentuk filament tipis dengan
konduktivitas tertentu terminal kotak logam dan disolalasi dengan
sambungan. (Dunlap Crawford,
1960)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
3.1 PERALATAN
1. PSA Adjust
Fungsi : sebagai sumber tegangan DC(12V).
2. Multimeter Digital
Fungsi : sebagai pengukur arus dan tegangan.
3. Protoboard
Fungsi : sebagai tempat untuk merangkai komponen
sementara.
4. Jumper
Fungsi : sebagai penguhubung komponen atau rangkaian.
5. Penjepit buaya
Fungsi : sebagai penghubung rangkaian dengan peralatan.
6. Saklar
Fungsi: untuk menghubungkan dan memutuskan arus listrik.
7. Kabel Penghubung
Fungsi : untuk menghubungkan PSA pada arus PLN
3.2 KOMPONEN
1. Resistor 1 K
Fungsi : sebagai hambatan arus dan tegangan.
2. Transistor C945
Fungsi : sebagai switching pada rangkaian.
3. LED Tiga warna (Red, Green, Blue)
Fungsi : sebagai indikator cahaya dan untuk mengetahui bahwa
arus sudah mengalir pada rangkaian.
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
3.3 PROSEDUR PERCOBAAN
1. Disediakan peralatan dan komponen yang akan digunakan.
2. Dirangkai komponen seperti skema rangkaian pada papan protoboard.
3. Dihubungkan tegangan PSA ke rangkaian
4. Dinyalakan PSA
5. Di atur tegangan PSA sebesar 5 V
6. Diamati apa yang terjadi pada rangkaian, apakah lampu LED pada
rangkaian hidup atau tidak.
7. Dilakukan percobaan diatas dari 1 – 6 untuk tegangan 4 volt, 3
volt, 2 volt, 1 volt, dan 0 volt.
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Data Percobaan
Vin Keadaan LED
0 Mati
1 Mati
2 Mati
3 Hidup (redup)
4 Hidup
5 Hidup (terang)
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
Medan, 31 Oktober 2013
Asisten, Praktikan,
(Lurani Sitorus)
(Marta Masniary Nainggolan)
4.2 Analisa Data
1. Tegangan maksimal dan minimal transistor!
Jawab:
Titik jenuh atau tegangan saturasi untuk transistor germanium
adalah sekitar 0,1 sampai 0,2 V, sedang untuk transistor silikon
sekitar 0,5 sampai 0,6 V, nilai VBE di daerah aktif adalah 0,2 V
untuk germanium dan 0,7 V untuk silikon. Tegangan VCE untuk tegangan
breakdownya adalah 40 V.
Jika dari data sheet yaitu maka dapat dilihat tegangan maksimum dan
minimumnya:
Parameter Tegangan
Minimum
(V)
Tegangan
Maksimum
(V)
Tegangan breakdown kolektor-basis 60
Tegangan breakdown kolektor-
emiter
50
Tegangan breakdown emiter-basis 5
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARTegangan saturasi kolektor-emiter 0,3
Tegangan saturasi basis-emiter 1
Tegangan basis-emiter 1,4
2. Tegangan dari LED!
Jawab:
Tegangan pada LED biasanya 0,7- 2,2 V, Sehingga penting untuk
tetap membatasi arus pada LED, karena jika kita langsung mencatu
LED dengan tegangan 5V langsung dari catu daya, maka itu sama saja
kita membakar LED tersebut. Arus yang besar akan merusak gerbang
PN. Itu adalah sebab utama mengapa resistor pembatas arus
digunakan.
Tegangan kerja pada sebuah LED menurut warna yang dihasilkan :
1. Infra merah : 1,6 V
2. Merah : 1,8 V – 2,1 V
3. Oranye : 2,2 V
4. Kuning : 2,4 V
5. Hijau : 2,6 V
6. Biru : 3,0 V – 3,5 V
7. Putih : 3,0 – 3,6 V
8. Ultraviolet : 3,5 V
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR3. Tegangan dari resistor!
Jawab:
Tegangan pada resistor bergantung pada power ratingnya.
Resistor dengan daya rendah di bawah 1 watt biasanya menggunakan
table warna yang cukup rumit dalam pembacaan resistansinya, berikut
adalah tabel ukuran resistensi.
Warna ke
1
Warna ke 2Warna ke 3 Warna ke 4
Hi tam - 0 -
Coklat 1 1 0
Merah 2 2 00
Orange 3 3 000
Kuning 4 4 0000
Hijau 5 5 00000
Biru 6 6 000000
Ungu 7 7 0000000
Abu abu 8 8
Putih 9 9
Emas Toleransi 5%
Perak Toleransi
10%
4. Buktikan secara teori arus Ic, IB, IE dan jelaskan keadaan saturasi
dan cutoff dari 5-0 Volt!
Jawab:
IE = IC + IB
IC = αdc. IE
IB = IC / βdc.
Untuk garis beban yang menggambarkan titik jenuh dan cutoff yaitu
Pada titik jenuh VCE = 0
VCC - ICRC - VCE = 0
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARIC (jenuh) =
IB =
Apabila rangakaian transistor sebagai saklar menggunakan jenis
transistor NPN, maka ketika basis diberi tegangan 5- 4 V (IB=Max) ,
transistor akan berada dalam kondisi ON (Saturasi), besarnya tegangan
pada basis tergantung dari spesifikasi transistor itu sendiri (hFE,
Vcc, dan IC Max). Pada kondisi ini tegangan Collector-Emitor (VCE)
mendekati nol (0 Volt) . Sebaliknya jika terminal Basis tidak diberi
arus atau tegangan 0 V (IB=0), maka transistor akan berada dalam
kondisi Cut-Off dan terminal Collector-Emitor terputus seolah saklar
terbuka, akibatnya arus tidak akan mengalir dari Collector ke Emitor.
Dalam kondisi ini tegangan Collector-Emitor akan maksimal (VCE= VCC).
5. Kurva dari Basis dan Kolektornya dengan tegangan VCE!
Jawab:
Daerah operasi transistor
Daerah aktif
Semua titik operasi antara titik cutoff dan penjenuhan adalah daerah
aktif dari transistor. Dalam daerah aktif, dioda emiter dibias forward
dan dioda kolektor dibias reverse. Perpotongan dari arus basis dan
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARgaris beban adalah titik stationer (quiescent) Q seperti dalam gambar.
daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana
arus IC konstan terhadap berapapun nilai Vce. Pada daerah aktif arus
kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi
sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif.
Daerah cut off
Titik sumbat (cut off) adalah titik dimana garis beban memotong kurva
IB = 0, pada titik ini arus basis adalah nol dan arus kolektor kecil
sehingga dapat diabaikan . Pada titik sumbat, dioda emiter kehilangan
forward bias, dan keerja transistor yang normal terhenti.
VCE(CUT OFF) = VCC
Daerah Saturasi
Daerah saturasi (jenuh) adalah daerah dengan VCE hampir 0 V. Kondisi
jenuh adalah kondisi dimana pembawa mayoritas dari emiter, rekombinasi
pembawa minoritas ke arus basis.
Perpotongan dari garis beban dan kurva IB = IB (SAT) disebut penjenuhan
(saturation). Pada titik ini arus basis sama dengan IB (SAT) dan arus
kolektor adalah maksismum. Pada penjenuhan, dioda kolektor kehilangan
reverse bias dan kerja transistor yang normal terhenti.
Daerah breakdown
Daerah breakdown adalah suatu daerah yang umumnya tidak digunakan
kecuali untuk dioda khusus seperti dioda zener.
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARKESIMPULAN DAN SARAN
6.1 KESIMPULAN
1. Dari percobaan yang telah dilakukan bahwa hubungan arus pada
transistor adalah
= dan = dimana
hFE. dengan perkataan lain
besar gain arus yang mengalir pada kolektor dikendalikan oleh
besar arus basis. Dan saat ketika suatu tegangan yang dialirkan
kurang dari 2 volt atau melebihi dari 5 volt maka arus tidak
dapat mengalir, diakibatkan oleh kapasitas-kapasitas setiap
transistor.
2. Dari percobaan yang telah dilakukan bahwa daerah saturasi dan
cut off dapat dilihat dari grafik karakteristik dibawah ini.
Titik sumbat (cut off) adalah titik dimana garis beban memotong
kurva IB = 0, pada titik ini arus basis adalah nol dan arus
kolektor kecil sehingga dapat diabaikan . Pada titik sumbat,
dioda emiter kehilangan forward bias, dan keerja transistor yang
normal terhenti.
VCE(CUT OFF) = VCC
Daerah saturasi (jenuh) adalah daerah dengan VCE hampir 0 V.
Kondisi jenuh adalah kondisi dimana pembawa mayoritas dari
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARemiter, rekombinasi pembawa minoritas ke arus basis.
Perpotongan dari garis beban dan kurva IB = IB (SAT) disebut
penjenuhan (saturation). Pada titik ini arus basis sama dengan IB
(SAT) dan arus kolektor adalah maksismum. Pada penjenuhan, dioda
kolektor kehilangan reverse bias dan kerja transistor yang normal
terhenti.
3. Prinsip Transistor sebagai penghubung (saklar) : transistor akan
mengalami Cut-off apabila arus yang melalaui basis sangat kecil
sekali sehinga kolektor dan emitor akan seperti kawat yang
terbuka, dan Transistor akan mengalami jenuh apabila arus yang
melalui basis terlalu besar sehingga antara kolektor dan emitor
bagaikan kawat terhubung dengan begitu tegangan antara kolektor
dan emitor Vce adalah 0 Volt dari cara kerja diataslah kenapa
transistor dapat difungsikan sebagai saklar.
4. Dari percobaan yang telah dilakukan bahwa pengaplikasian
transistor sebagai switching terjadi dengan memanfaatkan kedua
keadaan transistor saturasi (sebagai saklar tertutup) dan cutoff
(sebagai saklar terbuka).
6.2 SARAN
1. Agar praktikan selanjutnya mengetahui telebih dahulu peralatan
dan komponen yang akan digunakan
2. Agar praktikan selanjutnya memahami prosedur percobaan sebelum
pratikum
3. Agar praktikan selanjutnya lebih teliti dalam mengukur tegangan
menggunakan multimeter
4. Agar praktikan selanjutnya teliti mengamati perubahan kontras
lampu LED pada percobaan
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
RESPONSI
NAMA : Marta Masniary Nainggolan
NIM : 120801034
KELOMPOK : IV/B
JUDUL PERC. : Transistor sebagai switching
ASISTEN : Lurani Sitorus
(Nilai: 71)
1. Tuliskan komponen dan peralatan serta fungsi dan simbol dalam
rangkaian percobaan transistor sebagai switching!
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARJawab:
PERALATAN
1. Penjepit buaya
Fungsi : sebagai penghubung rangkaian dengan peralatan
2. Protoboard
Fungsi : sebagai tempat untuk merangkai rangkaian sementara
3. Jumper
Fungsi : sebagai penghubung antar komponen
4. PSA
Fungsi : sebagai sumber tegangan DC pada rangkaian
5. Saklar
Fungsi : sebagai memutus dan menghubungkan kembali aliran arus
KOMPONEN
1. Resistor ( )
Fungsi : sebagai hambatan pada rangkaian
2. Transistor C945 ( )
Fungsi : sebagai penguat pada rangkaian dan sebagai saklar
3. LED ( )
Fungsi : untuk mengetahui adanya aliran arus yang dilewatkan
pada rangkaian tersebut
2. Tuliskan prinsip kerja dari transistor sebagai switching!
Jawab:
Prinsip kerja dari transistor sebagai switching yaitu transistor
dioperasikan pada salah satu dari keadaan saturasi atau keadaan
titik sumbat (cut off) dan bukan dioperasikan pada sepanjang
garis beban. Transistor akan mengalami cutoff apabila arus yang
melalaui basis sangat kecil sekali sehinga kolektor dan emitor
akan seperti kawat yang terbuka, dan transistor akan mengalami
jenuh apabila arus yang melalui basis terlalu besar sehingga
antara kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARdengan begitu tegangan antara kolektor dan emitor Vce adalah 0
Volt, maka transistor akan seperti sebuah saklar terbuka dari
kolektor ke emiter sehingga arus tidak akan mudah mengalir
melalui transistor.
3. Tentukan warna dari nilai pada resistor berikut:
a. 1K
b. 5K7
c. 2Ω7
d. 576Ω
Jawab:
a. Coklat, Hitam, Merah
b. Hijau, Ungu, Merah
c. Merah. Ungu, Coklat
d. Orange, Merah, Merah
e. Hijau, Ungu, Biru, Coklat
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
TUGAS PERSIAPAN
NAMA : Marta Masniary Nainggolan
NIM : 120801034
KELOMPOK : IV/B
JUDUL PERC. : Transistor sebagai switching
ASISTEN : Lurani Sitorus
1. Jelaskan prinsip kerja transistor sebagai switching!
Jawab:
Transistor dioperasikan pada salah satu dari keadaan saturasi
atau keadaan titik sumbat ( cut off ) dan bukan dioperasikan pada
sepanjang garis beban. Transistor akan mengalami cutoff apabila
arus yang melalaui basis sangat kecil sekali sehinga kolektor dan
emitor akan seperti kawat yang terbuka, dan transistor akan
mengalami jenuh apabila arus yang melalui basis terlalu besar
sehingga antara kolektor dan emitor bagaikan kawat terhubung
dengan begitu tegangan antara kolektor dan emitor Vce adalah 0
Volt, maka transistor akan seperti sebuah saklar terbuka dari
kolektor ke emiter sehingga arus tidak akan mudah mengalir
melalui transistor.
2. Tuliskan aplikasi dari transistor sebagai switching!
Jawab:
- Rangkaian Running LED.
Rangkaian Running LED ini dibuat dengan menggunakan dua buah IC
CMOS MC14017 sebagai decade counter. IC CMOS ini mempunyai
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARkarakteristik untuk mengaktifkan salah satu bit outputnya saja
dan mampu memberikan arus sampai 10mA. Arus output ini sudah
cukup untuk menyalakan sebuah LED dengan kecerahan yang cukup.
- Rangkaian Indikator Kendaraan
Pada umumnya pada waktu malam hari di saat jalan-jalan risiko
kecelakaan meningkat. Kdang-kadang terjadi bahwa kendaraan kita
rusak dan kita butuh bantuan. Dalam kondisi seperti ini reflektor
dapat digunakan yang secara otomatis akan menyala ketika menerima
cahaya dari kendaraan lain yang lewat di dekatnya.
Rangkaian Indikator Kendaraan ini berupa reflektor terdiri dari
LDR, IC pewaktu (NE555), beberapa LED terang dan transistor
(BC549) yang digunakan sebagai penyangga. Di sirkuit ini timer
555 dikonfigurasi dalam mode osilasi.
Ketika cahaya redup penurunan potensial terjadi pada LDR di bawah
tingkat yang ditetapkan oleh VR1. Karena ini terminal reset
(pin4) dari NE555 yang naik untuk memungkinkan osilator. Dengan
kata lain kita dapat mengatakan bahwa di hadapan cahaya, hambatan
pada pin4 dari IC1 sangat rendah. Oleh karena itu tidak ada
sinyal yang dilewatkan ke pin4 dari IC1 sehingga tegangan di pin
4 menjadi sama dengan nol. Sebagai hasil dari rangkaian tegangan
rendah tetap OFF dan sebaliknya kegelapan terjadi begitu pin4
dari IC1 menjadi tinggi.
3. Data sheet C945.
Jawab:
(Terlampir)
4. Contoh rangkaian transistor sebagai switching dan jelaskan!
Jawab:
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASAR
Gambar di atas merupakan gambar fungsi transistor sebagai saklar,
berupa rangkaian saklar elektronik dengan memakai transistor
jenis PNP dan NPN. TR4 (PNP) serta TR3 (NPN) digunakan untuk
mematikan dan menghidupkan LED. TR3 digunakan sebagai pemutus
serta penyambung hubungan diantara katoda LED dengan ground.
Dengan demikian apabila transistor dalam posisi ON maka LED akan
nyala, sedangkan bila transistor dalam keadaan OFF maka LED
menjadi mati.
Dengan kaki emitor yang berhubungan dengan ground, maka kita
harus melakukan cara tertentu agar transistor menyala. Caranya
yakni dengan membuat keadaan saklar SW1 menjadi ON hingga basis
transistor pada TR3 memperoleh bias yang bersumber dari tegangan
positif. Hal ini akan mengakibatkan transistor menjadi jenuh / ON
sehingga kaki emitor dengan kaki kolektor menjadi tersambung.
Sebaliknya, dengan cara membuat keadaan SW1 menjadi OF akan
membuat LED mati.
TR4 digunakan sebagai penyambung dan pemutus hubungan diantara
tegangan positif dan anoda LED. Dengan demikian apabila
transistor ON maka LED jadi menyala, sebaliknya LED jadi mati
bila transistor posisinya OFF. Di sini kaki emitor berhubungan
dengan tegangan positif. Maka dari itu untuk menyalakan
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARtransistor, kita harus mengatur keadaan saklar SW2 menjadi ON
hingga basis transistor pada TR4 memperoleh bias dari tegangan
negatif sehingga transistor jadi jenuh / ON dimana posisi kaki
emitor tersambung dengan kaki kolektor. Dengan merubah posisi SW1
menjadi OFF maka LED akan mati.
Top Related