Transistor

Modul 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Video Simulasi

6. Percobaan

Percobaan ...

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

MODUL2

TRANSISTOR

1. Pendahuluan[Kembali]

Transistor adalah salah satu komponen elektronik terpenting yang telah merevolusi dunia teknologi sejak pertama kali ditemukan pada tahun 1947 oleh John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley di Bell Labs. Sebagai sebuah komponen semikonduktor yang dapat mengatur aliran arus listrik, transistor memainkan peran krusial dalam berbagai aplikasi, mulai dari perangkat elektronik sederhana hingga sistem komputer canggih. Kemampuannya untuk berfungsi sebagai saklar dan penguat menjadikan transistor dasar dari berbagai perangkat modern, termasuk telepon seluler, komputer, dan peralatan rumah tangga pintar.

Pada dasarnya, transistor memiliki tiga terminal utama: emitor, basis, dan kolektor. Melalui ketiga terminal ini, transistor mengatur aliran listrik dan memungkinkan penguatan sinyal yang efisien. Selain itu, perkembangan teknologi transistor, seperti transistor efek medan (FET) dan transistor bipolar (BJT), telah membuka jalan bagi penciptaan sirkuit terpadu (IC) yang memadatkan jutaan transistor ke dalam satu chip, memungkinkan miniaturisasi perangkat elektronik.

Makalah ini akan membahas sejarah perkembangan transistor, prinsip kerja dasar, jenis-jenis transistor, serta aplikasinya dalam berbagai bidang teknologi.

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.                                                    

3. Alat dan Bahan[Kembali]

 A. Alat

 

a).  Multimeter

    b). Jumper

     c). DC Power Supply

      d) Osiloskop

       (e) Function generator

B. Bahan

  a) Transistor 2N3904

   b) Resistor

 

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.

 

Gambar 2.1 (a) Tipe transistor NPN (b) Tipe transistor PNP

 

 

 

        A.  Daerah operasi transistor

Gambar 2.2 Kurva karakteristik 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:

atau

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:

1.      Fixed Bias

Gambar 2.3 Rangkaian fixed bias sumber AC

2.      Self Bias

Gambar 2.4 Rangkaian self bias sumber AC

 

3.      Voltage Divider Bias

Gambar 2.5 Rangkaian Voltage divider bias sumber AC

        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 :
● 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. 

 

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 :
 

● 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 switching adalah memiliki desain yang lebih kompleks, serta bisa menghasilkan noise yang lebih tinggi.

5. Video Simulasi[Kembali]