Modul 2 : Transistor
MODUL 2
Transistor merupakan salah satu komponen elektronik yang memainkan peran penting dalam berbagai rangkaian elektronika, terutama dalam perangkat analog dan digital. Sebagai sebuah saklar dan penguat sinyal, transistor mampu mengendalikan arus dan tegangan dengan efisiensi yang tinggi, sehingga sangat diperlukan pemahaman mendalam mengenai prinsip kerjanya. Melalui penelitian ini, diharapkan dapat diperoleh pemahaman yang lebih baik mengenai karakteristik dasar transistor, yang meliputi mekanisme pengalihan sinyal, penguatan, serta aplikasinya dalam berbagai jenis rangkaian.
Salah satu konfigurasi rangkaian dasar yang menggunakan transistor adalah rangkaian bias. Bias transistor diperlukan untuk memastikan transistor beroperasi dalam wilayah kerjanya yang sesuai, baik sebagai penguat maupun saklar. Terdapat beberapa metode biasing yang umum digunakan, di antaranya adalah fixed bias, self bias, dan voltage divider bias. Setiap metode biasing memiliki prinsip kerja serta karakteristik yang berbeda, yang berpengaruh terhadap kestabilan dan efisiensi rangkaian.
Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari lebih lanjut prinsip kerja transistor dan berbagai rangkaian bias. Secara khusus, praktikum ini akan membahas tiga jenis rangkaian bias, yaitu fixed bias, self bias, dan voltage divider bias, dengan fokus pada karakteristik dan perbedaan di antara ketiganya. Pemahaman terhadap prinsip kerja dan keunggulan masing-masing rangkaian bias ini sangat penting dalam desain rangkaian elektronik yang lebih kompleks, terutama yang membutuhkan pengendalian sinyal yang presisi dan stabilitas yang baik.
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.
A. Alat
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:
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.
.png)
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar