Oleh : Kelompok 2
NAMA MAHASISWA NIM
1. Ahmad Wahyu Tri Utama 141910201030 2. Dwi Sukma Aji 141910201031 3. Drajat Kurniawan 141910201033 4. Joni Pranata 141910201034 5. Rizqi Afif 141910201036
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN TERAPAN
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO STRATA 1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS JEMBER
69
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Tujuan
1. Mahasiswa mampu memahami prinsip kerja transistor. 2. Mahasiswa mampu mengaplikasi transistor.
1.2 Latar Belakang
Transistor adalah alat 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 masukannya (BJT) atau tegangan masukannya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter). 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. Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian- rangkaian lainnya.
70
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Landasan Teori
Transistor hubungan merupakan versi benda padat dari trioda tabung hampa. Transistor terdiri dari semikonduktor kristal tunggal yaitu germanium atau silikon, yang mana lapisan tipis jenis P, diselipkan diantara dua lapisan jenis N. Struktur yang terbentuk disebut transistor NPN dan juga sebaliknya. Bagian tengah dari transistor disebut basis, sedangkan dua ujungnya dinamakan emitor dan kolektor. Hubungan antara emitor dan basis dinamakan emitor basis (JEB) dan hubungan antara kolektor basis disebut hubungan emitor basis (JCB). Seluruh bahan semikonduktor ditutup rapat kedap terhadap kelembaban didalam paket (kemasan logam) atau plastik dengan sambungan logam menonjol keluar untuk sambungan ke emitor basis dan kolektor.
Dalam transistor hubungan baik pembawa mayoritas maupun minoritas ikut serta dalam proses karena itu transistor hubungan dinamakan alat bipolar. Dalam operasi normal transistor, hubungan emitor basis dicatu maju sedangkan hubungan kolektor basis dicatu balik. Tanda panah pada terminal emitor menunjukkan arah aliran arus kalau hubungan emitor basis dicatu maju. Jadi arus masuk ke transistor melalui terminal emitor dalam transistor PNP, sedangkan dalam transistor NPN arus keluar transistor lewat terminal emitor. Dalam kedua jenis transistor tersebut, arus – arus emitor, basis, dan kolektor, berturut – turut diberi tanda dengan simbol IC, IB, dan IE, yang diambil positif kalau arus mengalir dalam transistor. Penurunan tegangan dari emitor ke basis, kolektor ke basis, dan kolektor ke emitor ditunjukkan berturut – turut oleh simbol VEB, VCB, dan VCE. Tegangan – tegangan ini diambil positif kalau terminal yang ditunjukkan oleh subkrib pertama positif dibandingkan dengan terminal yang ditunjukkan oleh subkrip kedua. Dalam keadaan normal, karena hubungan emitor basis dicatu maju, IE negatif untuk transistor NPN dan positif untuk transistor PNP terhadap acuan yang dipilih. Kalau hubungan kolektor basis dicatu balik, tegangan VCB positif untuk transistor NPN dan negatif untuk transistor PNP terhadap acuan.
71
BAB III
METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Gambar Rangkaian
A. Karakteristik Input:
Gambar 1 Rangkaian Karakteristik Input B. Karakteristik Output:
Gambar 2 Rangkaian Karakteristik Output
3.2 Alat dan Bahan
1. Power supply 2. Voltmeter 3. Amperemeter 4. Resistor 5. Project board 6. Jumper 7. Transistor NPN
72
3.3 Prosedur kerja
1 Merakit rangkaian transistor common basis pada project board. 2 Menghubungkan catu daya DC dengan rangkaian yang telah dirakit. 3 Mengatur tegangan masukan dengan nilai seperti tabel.
4 Mengukur nilai IB dan VBE.
5 Mencatat hasil pengukuran
73
BAB IV ANALISA DATA
4.1 Data Hasil Percobaan
4.1.1 Karakteristik Input 4.2.2 Karakteristik Output IB (mA) 0 10 20 30 40 50 VCC (V) IC (mA) 2 0 6 6 6 6 6 3 0 9 9 9 9 9 4 0 11,5 11,5 11,5 11,5 11,5 5 0 14,5 14,5 14,5 14,5 14,5 6 0 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 7 0 25 25 25 25 25 VCC (V) 0 1 2 4 6 8 10 VBB (V) IB (mA) 2 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 3 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 4 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 5 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 13,0 6 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 16,5 7 18 18 18 18 18 18 18
74
4.2 Analisa Pembahasan
Pada praktikum kali ini ialah membahas mengenai bias basis transistor NPN. Transistor hubungan merupakan versi benda padat dari trioda tabung hampa. Transistor terdiri dari semikonduktor kristal tunggal yaitu germanium atau silikon, yang mana lapisan tipis jenis P, diselipkan di antara dua lapisan jenis N. Struktur yang terbentuk disebut transistor NPN dan juga sebaliknya. Bagian tengah dari transistor disebut basis, sedangkan dua
ujungnya dinamakan emitor dan kolektor. Hubungan antara emitor dan basis dinamakan emitor basis (JEB) dan hubungan antara kolektor basis disebut hubungan emitor basis (JCB).
Seluruh bahan semikonduktor ditutup rapat kedap terhadap kelembaban didalam paket (kemasan logam) atau plastik dengan sambungan logam menonjol keluar untuk sambungan ke emitor basis dan kolektor.
Dalam transistor hubungan baik pembawa mayoritas maupun minoritas ikut serta dalam proses karena itu transistor hubungan dinamakan alat bipolar. Dalam operasi normal transistor, hubungan emitor basis dicatu maju sedangkan hubungan kolektor basis dicatu balik. Tanda panah pada terminal emitor menunjukkan arah aliran arus kalau hubungan emitor basis dicatu maju. Jadi arus masuk ke transistor melalui terminal emitor dalam transistor PNP, sedangkan dalam transistor NPN arus keluar transistor lewat terminal emitor. Dalam kedua jenis transistor tersebut, arus – arus emitor, basis, dan kolektor, berturut – turut diberi tanda dengan simbol IC, IB, dan IE, yang diambil positif kalau arus mengalir dalam
transistor. Penurunan tegangan dari emitor ke basis, kolektor ke basis, dan kolektor ke emitor ditunjukkan berturut – turut oleh simbol VEB, VCB, dan VCE. Tegangan – tegangan ini diambil
positif kalau terminal yang ditunjukkan oleh subkrib pertama positif dibandingkan dengan terminal yang ditunjukkan oleh subkrip kedua. Dalam keadaan normal, karena hubungan emitor basis dicatu maju, IE negatif untuk transistor NPN dan positif untuk transistor PNP
terhadap acuan yang dipilih. Kalau hubungan kolektor basis dicatu balik, tegangan VCB
positif untuk transistor NPN dan negatif untuk transistor PNP terhadap acuan.
Percobaan ini yaitu bertujuan untuk memahami prinsip kerja transistor dan juga mampu mengaplikasikan transistor untuk mencapai tujuan tersebut, dalam percobaan kali ini membutuhkan alat dan bahan agar dapat membuat rangkaian seperti di dalam modul. Alat dan bahan yang akan digunakan dalam percobaan kali ini yaitu voltmeter, amperemeter, dioda, resistor, project board, power sipply dan jumper. Setelah semua alat dan bahan sudah siap, selanjutnya yaitu melakukan percobaan. Pada percobaan kali ini yaitu akan melakukan dua
75 kali percobaan. Pada percobaan yang pertama yaitu akan melakukan mengenai karakteristik input dan percobaan yang kedua yaitu mengenai tentang karakteristik output.
Setelah itu melakukan percobaan yang pertama yaitu mengenai karakteristik input. Sebelum melakukan percobaan, harus merangkai terlebih dahulu rangkaian yang akan digunakan dalam percobaan. Rangkai semua komponen seperti yang di tunjukkan di dalam modul. Pada percobaan kali ini yaitu untuk mencari nilai IB. Untuk mendapatkan hasil nilai IB menggunakan VBB dan VCC. Namun pada VCC sesuai dengan percobaan yang akan dilakukan tidak mempengaruhi nilai IB, jadi sebesar apapun nilai VCC yang digunakan, maka nilai IB tidak akan berubah sedikitpun.
Selanjutnya untuk nilai VBB sebesar 2 volt, didapatkan nilai IB sebesar 3,75 mA. Setelah itu untuk nilai VBB sebesar 3 volt didapatkan nilai IB sebesar 6,5 mA. Setelah itu dilanjutkan percobaan dengan nilai VBB sebesar 4 volt dan nilai IB yang didapatkan yaitu sebesar 9 mA. Setelah itu untuk nilai VBB sebesar 5 volt didapatkan nilai IB sebesar 15,5 mA. Dan yang terakhir untuk nilai VBB sebesar 7 Volt didapatkan nilai IB sebesar 16,75 mA. Setelah itu dilanjutkan pada percobaan yang kedua yaitu mengenai karakteristik output. Untuk percobaan yang kedua kali ini menggunakan rangkaian yang di rangkai ulang karena pada percobaan yang pertama berbeda rangkaiannya dengan rangkaian pada percobaan yang pertama. Sebelum melakukan percobaan yang kedua, kita harus melakukan merangkai semua komponen seperti yang ada di dalam modul. Pada percobaan yang kedua kali ini yaitu mencari nilai IC. Tetapi sama seperti percobaan yang pertama, salah satu dari kedua input ada yang tidak berpengaruh terhadap nilai IC yang didapatkan. Pada percobaan yang kedua kali ini nilai IB tidak akan mempengaruhi nilai IC, tetapi yang dapat mempengaruhi nilai IC yaitu nilai input VCC.
Ketika nilai VCC sebesar 2 volt didapatkan nilai IC sebesar 0 mA, untuk nilai IB sebesar 0 mA. Sedangkan untuk nilai IB diatas nol didapatkan nilai IC sebesar 6 mA. Untuk semua nilai masukan VCC bernilai 0 mA. Kemudian pada saat nilai VCC sebesar 3 volt di dapatkan nilai IC sebesar 9 mA. Setelah itu untuk nilai VCC sebesar 4 volt didapatkan nilai IC sebesar 11,5 mA. Selanjutnya untuk nilai VCC sebesar 5 volt di dapatkan nilai IC sebesar 14,5 mA. Untuk nilai VCC sebesar 6 di dapatkan nilai IC sebesar 17,5 mA. Dan yang terakhir untuk nilai VCC sebesar 7 volt, di dapatkan nilai IC sebesar 25 mA.
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan di dapatkan kesimpulan bahwa pada saat karakteristik input, semakin besar nilai VBB yang digunakan maka nilai IB yang akan di
76 dapatkan akan semakin besar. Dan pada saat karakteristik output, semakin besar nilai VCC yang digunakan maka nilai IC yang akan di dapatkan akan semakin besar.
77
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari yang kami lakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
1. Pada karakteristik input, semakin besar nilai VBB yang digunakan maka nilai IB yang didapatkan akan semakin besar. Pada saat nilai VBB 3 volt di dapatkan nilai IB sebesar 6,5 mA dan pada saat nilai VBB 4 volt di dapatkan nilai IB sebesar 9 mA.
2. Pada saat karakteristik output, semakin besar nilai VCC yang digunakan maka nilai IC yang di dapatkan akan semakin besar kecuali pada saat nilai IB sebesar 0 mA. Pada saat nilai VCC sebesar 3 volt di dapatkan nilai IC sebesar 9 mA dan pada saat nilai VCC sebesar 4 volt di dapatkan nilai IC sebesar 11,5 mA.
3. Pada saat karakteristik input, nilai VCC tidak dapat mempengaruhi nilai dari IB. Pada saat VBB bernilai 3 volt, nilai VCC sebesar 1 volt nilai IB sebesar 6,5 mA dan pada saat ketika nilai VCC sebesar 2 volt nilai IB sebesar 6,5 mA.
4. Pada saat karakteristik output, nilai IB tidak dapat mempengaruhi nilai IC. Pada saat VCC sebesar 4 volt, nilai IB sebesar 10 mA, IB bernilai sebesar 11,5 mA dan ketika nilai IB 20 mA , IB bernilai sebesar 11,5 mA.
5. Pada karakteristik input, nilai IB terbesar terdapat pada nilai VBB sebesar 7 volt. Pada saat nilai IB yang di dapatkan terbesar ketika nilai VBB sebesar 7 volt yaitu sebesar 16,75 mA.
Lampiran
1. Kurva Karakteristik Input
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 1 2 3 4 5 6 7 VBB IB
2. Kurva Karakteristik Output
0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 7 VCC IC