Transistor

[Menuju Akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

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

 1. Pendahuluan[kembali]

    Transistor adalah komponen semikonduktor yang sangat penting dalam dunia elektronika karena fungsinya sebagai penguat, saklar, atau penstabil tegangan dalam berbagai rangkaian. Terdiri dari tiga terminal, yaitu basis, kolektor, dan emitor, transistor mampu mengontrol aliran arus atau tegangan yang lebih besar dengan mengatur arus kecil di terminal basisnya. Dalam modul praktikum ini, kita akan membahas beberapa konfigurasi biasing transistor yang umum digunakan, yaitu self-bias, fixed bias, voltage divider bias, serta aplikasi transistor sebagai regulator daya pada IC power. 

    Self-bias Ada biasing di mana biasing transistor dicapai melalui penggunaan resistansi umpan balik dari kolektor ke basis. Self-bias menawarkan stabilitas termal yang lebih baik dibandingkan dengan bias tetap karena tegangan bias basis secara otomatis menyesuaikan dengan perubahan tegangan kolektor. Konfigurasi ini memungkinkan transistor untuk beroperasi lebih stabil terhadap perubahan suhu dan variasi dalam parameter transistor. 

    Fixed bias adalah metode biasing yang paling sederhana, di mana tegangan bias untuk basis transistor ditetapkan oleh sumber tegangan eksternal melalui resistansi. Meskipun mudah untuk diimplementasikan, fixed bias memiliki kelemahan dalam stabilitas termal karena titik kerjanya sangat dipengaruhi oleh perubahan suhu dan variasi dalam parameter transistor. 

    Voltage divider bias adalah konfigurasi biasing yang lebih kompleks namun memberikan stabilitas yang lebih baik daripada fixed bias. Metode ini menggunakan dua resistor untuk membagi tegangan suplai dan menghasilkan tegangan bias yang lebih stabil di terminal basis. Konfigurasi ini sangat umum digunakan dalam rangkaian amplifier karena mampu menjaga titik kerja yang stabil meskipun terjadi perubahan suhu atau variasi pada parameter transistor. 

    Lalu IC power dengan transistor regulator, di mana transistor digunakan untuk mengatur tegangan output dalam rangkaian daya. Transistor regulator berfungsi untuk menjaga tegangan output tetap konstan meskipun terjadi perubahan pada tegangan input atau beban. Dalam aplikasi ini, transistor bekerja dalam mode saturasi dan cutoff untuk mengontrol aliran daya yang lebih besar, memastikan bahwa rangkaian menerima tegangan yang tepat dan stabil. 

 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 Class A Amplifier
6. Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply

 3. Alat dan Bahan [kembali]

   A. Alat

• Multimeter

• Jumper

• DC Power Supply

• Osiloskop

• Function Generator

    B. Bahan

• Transistor 2N3904

• 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

                        

                                                (a)                                                     (b)

    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 2.3 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. Percobaan [kembali]

[Menuju Awal]