MODUL 2 ELEKTRONIKA

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. 1. Tugas Pendahuluan
2. 2. Laporan Akhir

MODUL 2

TRANSISTOR

1. Pendahuluan[Kembali]

Transistor merupakan salah satu komponen dasar dalam rangkaian elektronik yang berfungsi sebagai penguat sinyal, saklar, atau pengendali arus listrik. Penemuan transistor pada tahun 1947 oleh John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley membawa revolusi dalam dunia elektronik karena ukurannya yang kecil, efisiensi energi, dan keandalan yang tinggi.

Ada dua jenis transistor yang umum digunakan, yaitu Bipolar Junction Transistor (BJT) dan Field Effect Transistor (FET). Transistor BJT bekerja dengan prinsip aliran arus antara tiga terminal (Emitter, Base, dan Collector), sementara FET mengontrol aliran arus dengan medan listrik antara Source dan Drain.

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

DC Power Supply

2. Multimeter

Multimeter

3. Jumper

  Jumper

B. Bahan

1. Transistor

Transistor

2. Resistor 1K, 10K, 560 ohm

Resistor

    Resistor berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam rangkaian elektronik, melindungi komponen sensitif, dan mengatur tegangan. Dengan membagi tegangan dan arus, resistor membantu dalam pengaturan sinyal, filter, dan aplikasi lainnya. Fungsi ini memastikan kestabilan dan keandalan operasi sirkuit elektronik, mendukung berbagai perangkat dan sistem dalam kehidupan sehari-hari.

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.

Daerah operasi 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. 

3. Daerah Aktif 
    Pada kondisi aktif, terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana :

4. 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.

1. 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.

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.

1.     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 

B. 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:

C. Aplikasi Transistor

1.      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.

Prinsip kerja :

1. 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.
2. 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.     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 :

1. 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.
2. 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.

5. Percobaan [Kembali]

4.1 Fixed Bias

a. Buatlah rangkaian seperti gambar 2.3 dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan ukur parameter VRB, VRC, VB, VC, VBE, VCE, IB, dan IC serta dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.

4.2 Emitter Stabilized Bias

a. Buatlah rangkaian seperti gambar 2.4 dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan ukur parameter VRB, VRC, VRE, VB, VC, VE, VBE, VCE, IB, dan IC serta dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.

4.3 Self Bias

a. Buatlah rangkaian seperti gambar 2.5 dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan ukur parameter VRB, VRC, VRE, VB, VC, VE, VBE, VCE, IB, dan IC serta dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.

4.4 Voltage Divider Bias

a. Buatlah rangkaian seperti gambar 2.6 dengan supply DC.
b. Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
c. Hidupkan power supply dan ukur parameter VRB, VRC, VRE, VB, VC, VE, VBE, VCE, IB, dan IC serta dicatat ke dalam tabel.
d. Berikan tegangan dan frekuensi seperti di tabel dan sketch bentuk gelombang outputnya.

4.5 Regulator Power Supply

a. Susun rangkaian sesuai gambar 4.1.

b. Hubungkan IC Regulator dan kapasitor/resistor.
c. Atur Vin lebih besar daripada output sesuai spesifikasi.
d. Hidupkan power supply dan hubungkan ke rangkaian.
e. Ukur Voutnya.

Download File    

1.  Download Datasheet Multimeter [klik]
2.  Download Datasheet Resistor [klik]
3.  Download Datasheet OP-AMP [klik]
4.  Download Datasheet AC [klik]
5.  Download Datasheet Kapasitor [klik]
6.  Download Darasheet Osiloskop [klik]
7.  Soft File Tugas Pendahuluan Download
8. Download Rangkaian : download