Modul 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. Fixed Bias
2. Self Bias
3. Voltage Divider
4. Regulator Power Supply

MODUL 2

TRANSISTOR

1. Pendahuluan[Kembali]

Transistor adalah komponen kunci dalam elektronik modern, berfungsi sebagai penguat sinyal, saklar, atau elemen sirkuit logika, yang memungkinkan pengendalian arus dan tegangan dalam rangkaian. Terbuat dari bahan semikonduktor seperti silikon, transistor memiliki tiga terminal utama: emitor (E), basis (B), dan kolektor (C).

Agar transistor berfungsi optimal sebagai penguat, diperlukan pengaturan tegangan atau arus yang tepat pada terminal basisnya, yang dikenal sebagai biasing. Biasing mengatur titik kerja transistor untuk kinerja optimal dalam berbagai kondisi. Metode biasing umum meliputi:

1. Fixed Bias: Metode sederhana di mana tegangan bias diberikan ke basis melalui sebuah resistor yang terhubung langsung ke sumber tegangan. Namun, kestabilan titik kerja bisa terganggu oleh fluktuasi suhu atau perubahan parameter transistor.

2. Self Bias (Bias Otomatis): Menggunakan resistor pada emitor untuk memberikan umpan balik negatif, yang membantu menstabilkan titik kerja dengan mengatur tegangan emitor berdasarkan arusnya sendiri.

3. Voltage Divider Bias: Metode yang paling stabil, menggunakan dua resistor untuk membentuk pembagi tegangan yang memberikan tegangan bias stabil ke basis, dengan kestabilan yang bergantung pada rasio resistor, bukan parameter transistor.

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 self bias.
4. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian voltage divider bias.
5. Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply.                       

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

1. DC Power Suply

    DC power supply, atau catu daya searah, adalah perangkat yang menyediakan tegangan listrik searah yang stabil dan dapat diatur untuk berbagai aplikasi elektronik. Kegunaannya meliputi penyediaan daya yang konsisten untuk pengujian dan pengembangan perangkat elektronik, seperti rangkaian sirkuit dan komponen. DC power supply juga digunakan dalam peralatan laboratorium untuk eksperimen dan analisis, serta dalam sistem elektronik yang membutuhkan tegangan tetap untuk beroperasi dengan benar. Dengan kemampuannya untuk mengatur dan mengontrol tegangan dan arus, DC power supply memastikan kinerja optimal dan keamanan dalam aplikasi elektronik, mendukung pengembangan dan pengujian berbagai teknologi.

2. Jumper

Jumper

Di bidang elektronika, jumper digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan jalur pada papan sirkuit, memungkinkan konfigurasi dan penyesuaian pengaturan perangkat. Jumper sering dipakai untuk mengatur mode operasi, mengaktifkan atau menonaktifkan fitur, serta dalam proses troubleshooting dan pemeliharaan. Dengan kemudahan dalam pemasangan dan penggantian, jumper mempermudah perubahan konfigurasi tanpa perlu soldering, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan efisiensi dalam pengembangan dan perawatan perangkat elektronik.

3. Multimeter

    Multimeter adalah alat yang sangat berguna dalam pengukuran dan diagnostik elektronik, karena mampu mengukur berbagai parameter listrik seperti tegangan, arus, dan resistansi. Dengan kemampuan ini, multimeter memungkinkan teknisi dan insinyur untuk memeriksa dan menganalisis kondisi sirkuit elektronik, menemukan masalah atau kerusakan, dan memastikan komponen berfungsi dengan benar. Selain itu, multimeter sering digunakan dalam pemeliharaan dan perbaikan peralatan elektronik, memberikan data penting untuk perbaikan atau kalibrasi sistem. Fungsionalitas yang luas dan kemudahan penggunaan menjadikan multimeter sebagai alat penting dalam pengembangan, perawatan, dan troubleshooting perangkat elektronik.

B. Bahan

1. 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.

2. Transistor

Transistor memiliki berbagai kegunaan penting dalam elektronik, termasuk sebagai penguat sinyal, yang memperkuat sinyal lemah agar dapat ditransmisikan dengan lebih baik, dan sebagai saklar elektronik, yang mengontrol aliran arus dalam sirkuit dengan mengubah status on/off. Selain itu, transistor juga digunakan dalam modulasi sinyal dan pengaturan daya, mendukung fungsi krusial dalam perangkat komunikasi, komputer, dan berbagai aplikasi elektronik lainnya. Kemampuan kontrol dan fleksibilitas transistor menjadikannya komponen esensial dalam teknologi modern.

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 transistormemiliki 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.

A. Daerah Operasi Transistor

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:

Hal ini dikarenakan pada emitter menerima forward bias sedangkan pada kolektor menerima reverse bias. 

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

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. 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.

Gambar 2.6 Audio amplifier kelas A biasanya dikaitkan dengan

linieritas tinggi tetapi efisiensi rendah

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 sehinggamsinyal input dapat digeser di sekitar titik operasi yang linear. Ini menghasilkan distorsi yang sangat rendah dan reproduksi sinyal yang sangat akurat.

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]