TUGAS PENDAHULUAN

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA 2024

MODUL II : TRANSISTOR

1. Apa yang dimaksud dengan transistor?

Jawaban:

    Transistor berasal dari kata “transfer’ yang bearti pemindahan dan “resistor”yang bearti penghambat.Dari kedua kata tersebut dapat disimpulkan , pengertian Transistor adalah pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu tertentu.Transistor pertama kali ditemukan pada tahun 1948 oleh William Shockley, John Barden dan W.H,Brattain.Tetapi komponen ini mulai dipakai pada tahun 1958.Transistor terbagi menjadi 2, yaitu transistor tipe P-N-P dan Transistor N-P-N.

    Transistor adalah komponen 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. 

    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.

2. Jelaskan perbedaan transistor NPN dan PNP!

Jawaban:

    Pada transistor jenis NPN terdapat arah arus aliran yang berbeda dengan transistor jenis PNP, dimana NPN mengalir arus dari kolektor ke emitor. Dan pada NPN, untuk 10 mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. cara kerja NPN adalah ketika tegangan yang mengenai kaki basis, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan berlogika 1 (aktif).

    Sedangkan pada PNP, terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor berlogika 0 (off). Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor, hal yang berbeda dengan NPN, yaitu arus mengalir pada kolektor ke emitor. Penggunaan transistor jenis ini mulai jarang digunakan. Dibanding dengan NPN, transistor jenis PNP mulai sulit ditemukan dipasaran.

3. Jelaskan prinsip kerja dari transistor NPN dan PNP!

Jawaban:

Cara kerja NPN adalah ketika tegangan yang mengenai kaki basis, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. pada NPN, untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. maka transistor akan berlogika 1 (aktif). Dan apabila arus yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali.

 

Pada PNP, ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor berlogika 0 (off). Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor, hal yang berbeda dengan NPN, yaitu arus mengalir pada kolektor ke emitor. 

4. Jelaskan jenis-jenis daerah kerja transistor!

Jawaban:

Jadi pada kurva karakteristik transistor terdapat 4 daerah (zona) yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cut-off dan daerah breakdown. Transistor yang dirangkain untuk bekerja sebagai penguat signal (amplifier) akan bekerja pada daerah aktif. Sedangkan transistor yang dirangkai sebagai saklar akan bekerja pada daerah saturasi ketika dalam kondisi ON dan bekerja pada daerah cut-off ketika dalam kondisi OFF. Bila kerja transistor masuk ke daerah breakdown, maka transistor menjadi rusak. Ke 4 daerah kerja transistor ini dapat digambarkan sebagai berikut.

1. Daerah Potong (Cut-Off)

Dioda Emiter diberi prategangan mundur. Akibatnya, tidak terjadi pergerakan elektron, sehingga arus Basis, IB = 0. Demikian juga, arus Kolektor, IC = 0, atau disebut ICEO (Arus Kolektor ke Emiter dengan harga arus Basis adalah 0). Daerah cut – off (putus) terletak dibawah IB = ICO. Sambungan emitor dan sambungan kolektor diberi bias balik. Pada daerah ini IE = 0 ; IC = ICO = IB.

2. Daerah Saturasi 

    Dioda Emiter di beri prategangan maju. Dioda Kolektor juga diberi prategangan maju. Akibatnya, arus Kolektor (IC), akan mencapai harga maksimum, tanpa bergantung kepada arus Basis (IB) dan (βdc). Hal ini, menyebabkan Transistor menjadi komponen yang tidak dapat dikendalikan. Untuk menghindari daerah ini, Dioda Kolektor harus diberi prateganan mundur, dengan tegangan melebihi VCE(sat), yaitu tegangan yang menyebabkan Dioda Kolektor saturasi. 

    Daerah jenuh (saturasi) adalah daerah dengan VCE kurang dari tegangan lnput Daerah jenuh terjadi bila sambungan emiter dan sambungan basis dibias maju. Pada daerah jenuh arus kolektor tidak bergantung pada nilai IB. Tegangan jenuh kolektor – emiter, VCE(sat) untuk transistor silikon adalah 0,2 V, sedangkan untuk transistor germanium adalah 0,1 V.

3. Daerah Aktif 

    Daerah aktif, adalah antara tegangan lutut VK dan tegangan dadal (breakdown) VBR serta di atas IB = IC. Daerah aktif terjadi bila sambungan emiter diberi bias maju dan sambungan kolektor diberi bias balik. Pada daerah aktif arus kolektor akan sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif.

4. Daerah Breakdown 

    Dioda Kolektor diberiprategangan mundur yang melebihi tegangan Breakdown-nya, BVCEO (tegangan breakdown dimana tegangan Kolektor ke Emiter saat Arus Basis adalah nol). Sehingga arus Kolektor, IC, melebihi spesifikasi yang dibolehkan. Transistor dapat mengalami kerusakan.

5. Jelaskan jenis-jenis pemberian bias pada transistor!

Jawaban:

1. Fix bias Transistor 

Rangkaian Bias dasar Tetap atau Fix bias transistor dengan memasangkan dua buah resistor, satu menuju kaki basis dan satunya menuju ke kolektor.Besarnya arus basis (IB) tetap konstan untuk nilai VCC yang diberikan.Kondisi operasi yang stabil ditentukan juga dengan nilai beta dari transistor tersebut, sehingga titik kerja tiap transistor akan bervariasi, karena karakteristik masing masing transistor berbeda. 

Berdasarkan gambar rangkaian di atas, Transistor diberi bias tetap, besarnya arus , arus kolektor, tegangan antara colektor emitor, arus emitor dapat dicari dengan rumus perhitungan sebagai berikut

Keterangan : Vcc adalah tegangan sumber; Vce = tegangan antara colektor dan emitor ; VE = tegangan pada emitor yang bernilai Nol karena terhubung langsung ke ground; VB = tegangan basis; IB = arus yang mengalir di kaki basis transistor ; Ic = arus yang mengalir pada kaki kolektor ; IE = arus yang mengalir pada kaki emitor

2. Collector to base bias

Rangkaian collector to base bias sama dengan rangkaian bias tetap kecuali resistor basis RB dihubungkan ke kolektor, bukan ke suplai VCC seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini

Rangkaian ini dapat meningkatkan stabilitas secara signifikan. Jika nilai IC meningkat, tegangan di RL meningkat dan karenanya VCE juga meningkat. Hal ini pada gilirannya akan mengurangi arus basis IB.

3. Voltage Divider Bias 

Di antara semua metode pemberian biasing dan stabilisasi, metode bias pembagi tegangan adalah yang paling baik. Bias diberikan melalui dua resistor R1 dan R2 yang terhubung ke VCC. Resistor RE yang dipasang di emitor digunakan untuk peningkatan stabilisasi. Nama pembagi tegangan berasal dari pembagi tegangan yang dibentuk oleh R1 dan R2. Penurunan tegangan pada resistor maju R2 pada persimpangan base-emitor. Hal ini menyebabkan arus basis dan arus kolektor arus dalam kondisi sinyal nol. Gambar di bawah menunjukkan rangkaian metode bias pembagi tegangan.