rblTyN2O58YEAKhZ5MgAyeDyAF2YPQqELxHg1hc5

(1)

M O D U L E L E K T R O N I K A D A N M E K A T R O N I K A

B I P O L A R J U N C T I O N

T R A N S I S T O R

O L E H M A R I A B E S T A R I N A

(2)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR

MODUL PEMBELAJARAN TEKNIK ELEKTRONIKA

Untuk Sekolah Menengah Kejuruan

Edisi Tahun 2017

(3)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

2

SIMULASI RANGKAIAN ELEKTRONIKA DAYA

DENGAN APLIKASI FLUIDSIM 5.0 ELECTRONIC

All rights Reserved

Pengarah

Drs. H. Mustaghirin Amin, M.BA Direktur Pembinaan SMK

Penanggung Jawab

Arie Wibowo Khurniawan, S.Si. M.Ak

Kasubdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

Ketua Tim

Arfah Laidiah Razik, S.H., M.A.

Kasi Evaluasi, Subdit Program dan Evaluasi, Direktorat Pembinaan SMK

Penyusun

Maria Bestarina Laili, S.T (SMKN 1 Karawang)

Desain dan Tata Letak Rayi Citha Dwisendy, S.Ds

ISBN 978-602-5517-15-0

Penerbit:

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan

(4)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

KATA PENGANTAR

DIREK-KATA PENGANTAR KASUBDIT PROGRAM DAN EVALUASI

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh Salam Sejahtera,

Melalui Instruksi Presiden (Inpres) Nomor 9 Tahun 2016 tentang Revitalisasi Sekolah Menengah Kejuruan (SMK), dunia pendidikan khususnya SMK sangat terbantu karena akan terciptanya sinergi antar instansi dan lembaga terkait sesuai dengan tugas dan fungsi masing-masing dalam usaha mengangkat kualitas SMK. Kehadiran Buku Serial Revitalisasi SMK ini diharapkan dapat memudahkan penyebaran informasi bagaimana tentang Revitalisasi SMK yang baik dan benar kepada seluruh stakeholder sehingga bisa menghasilkan lulusan yang terampil, kreatif, inovatif, tangguh, dan sigap menghadapi tuntutan dunia global yang semakin pesat.

Buku Serial Revitalisasi SMK ini juga diharapkan dapat memberikan pelajaran yang berharga bagi para penyelenggara pendidikan Kejuruan, khususnya di Sekolah Menengah Kejuruan untuk mengembangkan pendidikan kejuruan yang semakin relevan dengan kebutuhan masyarakat yang senantiasa berubah dan berkembang sesuai tuntuan dunia usaha dan industri.

Tidak dapat dipungkuri bahwa pendidikan kejuruan memiliki peran strategis dalam menghasilkan manusia Indonesia yang terampil dan berkeahlian dalam bidang-bidang yang sesuai dengan kebutuhan. Terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada semua pihak yang terus memberikan kontribusi dan dedikasinya untuk meningkatkan kualitas Sekolah Menengah Kejuruan. Buku ini diharapkan dapat menjadi media informasi terkait upaya peningkatan kualitas lulusan dan mutu Sumber Daya Manusia (SDM) di SMK yang harus dilakukan secara sistematis dan terukur.

Wassalamu`alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Jakarta, 2017

(5)

BIPOL AR JUNC TION TRANSIST OR ii (%*8%6-7-/%8%4)2+%28%6MM (%*8%6-7-MM 4)8%/)(9(9/%213(90ZM +037%6-91ZMM &%&-4)2(%,909%2

... 1

... 2

... 3

... 4

&%&--4)1&)0%.%6%2

... 6

B. Kegiatan Pembelajaran………..7

/IKMEXER&IPENEV/I

... 7

... 13

... 15

... 18

... 19

/IKMEXERFIPENEVOI

... 24

... 23

... 28

... 29

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas tersusunnya modul ini, dengan harapan dapat digunakan sebagai modul pembelajaran untuk siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Bidang Studi Teknik Elektronika Industri.

Penerapan kurikulum 2013 mengacu pada paradigma belajar kurikulum abad 21 menyebabkan terjadinya perubahan, yakni dari pengajaran (teaching) menjadi BELAJAR (learning), dari pembelajaran yang berpusat kepada guru (teachers-centered) menjadi pembelajaran yang berpusat kepada peserta didik (student-centered), dari pembelajaran pasif (pasive learning) ke cara belajar peserta didik aktif (active learning-CBSA) atau Student Active Learning-SAL.

Modul ″Bipolar Junction Transistor″ ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma

pengajaran dan pembelajaran kurikulum 2013 diselaraskan berdasarkan pendekatan model pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan belajar kurikulum abad 21, yaitu pendekatan model pembelajaran berbasis peningkatan keterampilan proses sains.

Penyajian modul untuk Mata Pelajaran ″Bipolar Junction Transistor″ ini disusun dengan tujuan agar supaya peserta didik dapat melakukan proses pencarian pengetahuan berkenaan dengan materi pelajaran melalui berbagai aktivitas proses sains sebagaimana dilakukan oleh para ilmuwan dalam melakukan penyelidikan ilmiah (penerapan saintifik), dengan demikian peserta didik diarahkan untuk menemukan sendiri berbagai fakta, membangun konsep, dan nilai-nilai baru secara mandiri.

Penulis menyampaikan terima kasih, sekaligus mengharapkan saran kritik demi kesempurnaan modul ini dan penghargaan kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam membantu terselesaikannya modul Siswa untuk Mata Pelajaran Teknik Elektronika Industri kelas X Semester 1 Sekolah Menengah Kejuruan (SMK).

(6)

BIPOL AR JUNC TION TRANSIST OR iii (%*8%6-7-/%8%4)2+%28%6MM (%*8%6-7-MM 4)8%/)(9(9/%213(90ZM +037%6-91ZMM &%&-4)2(%,909%2

A. Standar Kompetensi

... 1

B. Deskripsi

... 2

C. Waktu

... 3

D. Prasyarat

... 3

E. Petunjuk Penggunaan Modul

... 3

F. Tujuan Akhir

... 4

G. Cek Penguasaan Standart Kompetensi

... 4

&%&--4)1&)0%.%6%2

... 6

A. Rencana Belajar Siswa

... 6

B. Kegiatan Pembelajaran………..7

/IKMEXER&IPENEV/I

... 7

a. Tujuan Kegiatan Pembelajaran

... 7

b. Uraian Materi

... 7

c. Rangkuman

... 13

d. Tugas

... 15

e. Tes Formatif

... 15

f. Kunci Jawaban Formatif

... 18

g. Lembar Kerja

... 19

/IKMEXERFIPENEVOI

... 24

... 23

b. Uraian Materi

... 23

c. Rangkuman

... 28

d. Tugas

... 28

DAFTAR ISI

Kata Pengantar Kasubdit Program Dan Evaluasi... i

Kata Pengantar Penulis... ii

Daftar Isi... iii

Peta Kedudukan Modul... vi

Glosarium... viii

Modul ″Bipolar Junction Transistor″ ini disusun berdasarkan tuntutan paradigma

(7)

BIPOL AR JUNC TION TRANSIST OR iv

... 92

... 93

... 98

... 101

&%&---):%09%7-

... 104

... 166

B. Psikomoto………..109

... 31

g. Lembar Kerja

... 34

/IKMEXERFIPENEVOIXVERWMWXSVWIFEKEMWEOPEVIPIOXVSRMO

... 36

b. Uraian Materi

... 36

c. Rangkuman

... 42

d. Tugas

... 42

e. Tes Formatif

... 43

... 47

g. Lembar Kerja

... 50

/IKMEXERFIPENEVOI

... 58

b. Uraian Materi

... 58

c. Rangkuman

... 60

d. Tugas

... 60

e. Tes Formatif

... 60

... 63

g. Lembar Kerja

... 63

/IKMEXER&IPENEV/I

... 66

b. Uraian Materi

... 66

c. Rangkuman

... 68

d. Tugas

... 68

e. Tes Formatif

... 68

... 71

g. Lembar Kerja

... 73

/IKMEXERFIPENEVOI

... 77

b. Uraian Materi

... 77

(8)

BIPOL AR JUNC TION TRANSIST OR

d. Tugas

... 92

e. Tes Formatif

... 93

... 98

g. Lembar Kerja

... 101

&%&---):%09%7-

... 104

A. Kognitif Skill

... 166

04

B. Psikomoto………..109

(9)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

vi

STRUKTUR KURIKULUM

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN/MADRASAH ALIYAH KEJURUAN (Program Pendidikan 3 Tahun)

Bidang Keahlian : Teknologi Dan Rekayasa Program Keahlian : Teknik Elektronika Kompetensi Keahlian : Teknik Elektronika Industri

MATA PELAJARAN

KELAS

X XI XII 1 2 1 2 1 2

1 Pendidikan Agama dan Budi Pekerti 3 3 3 3 3 3 2 Pendidikan Pancasila dan Kewarganegaraan 2 2 2 2 2 2 3 Bahasa Indonesia 4 4 3 3 2 2

4 Matematika 4 4 4 4 4 4

5 Sejarah Indonesia 3 3 - - - - 6 Bahasa Inggris 3 3 3 3 3 3 7 Seni Budaya 3 3 - - - - 8 Pendidikan Jasmani Olah Raga dan Kesehatan 2 2 2 2 - - Jumlah A 24 24 17 17 15 15

.

9 Visualisasi dan Komunikasi Digital 3 3 - - - -

10 Fisika 4 4

11 Kimia 3 3

12 Kerja Bengkel dan Gambar Teknik 6 6 - - - - 13 Dasar Listrik dan Elektronika 6 6 - - - - 14 Dasar Pemrograman 2 2 - - - -

PETA

(10)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

MATA PELAJARAN

KELAS

X XI XII 1 2 1 2 1 2 15 Mikroprosessor dan Mikrokontroller 8 8

16 Penerapan Rangkaian Elektronika - - 6 6 6 6 17 Sistem Pengendali Elektronik - - 8 8 6 6 18 Pengendali Sistem Robotik - - 4 4 6 6

19 Pembuatan , Perbaikan dan Pemeliharaan

(11)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

viii

Atom adalah suatu materi yang tidak dapat dibagi lagi, yang terdiri atas inti atom serta awan elektron yang bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron).

Doping. Proses menambahkan kotoran pada bahan semikonduktif intrinsic (murni) untuk mengendalikan karakteristik konduksi.

Efisiensi penguat, besaran persentasi dari power output dibandingkan dengan power input. Elektron. Partikel dasar dari muatan listrik negatif.

Elektron bebas. Sebuah elektron yang telah memperoleh cukup energy untuk melepaskan diri dari pita valensi dari inti atom, dikenal juga sebutan elektron konduksi.

Fidelitas, seberapa mirip bentuk sinyal keluaran hasil replica terhadap sinyal masukan. Lubang (Hole). Tidak adanya elektron pada pita valensi atom.

PN junction. Batas antara dua jenis bahan semikonduktif.

Semikonduktor. Bahan yang terletak di antara konduktor dan isolator dalam sifat konduktifnya, seperti Silikon, germanium, dan boron.

Silikon. Bahan semikonduktif.

Sistem Satuan Internasional adalah sistem satuan atau besaran yang paling umum digunakan. Pada awalnya sistem ini merupakan sistem MKS, yaitu panjang (meter), massa (kilogram), dan waktu (detik/sekon). Sistem SI ini secara resmi digunakan di semua negara di dunia kecuali Amerika Serikat (yang menggunakan Sistem Imperial), Liberia, dan Myanmar. Dalam sistem SI terdapat 7 satuan dasar/pokok SI dan 2 satuan tanpa dimensi. Selain itu, dalam sistem SI terdapat standar awalan-awalan (prefix) yang dapat digunakan untuk penggandaan atau menurunkan satuan-satuan yang lain.

(12)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Transistor membuat dunia elektronik kita menjadi sangat maju. Hampir di setiap rangkaian elektronik modern terdapat transistor. Terkadang kita dapat melihatnya di beberapa rangkaian elektronik, tetapi kadang juga tidak terlihat secera langsung karena pada rangkaian elektronik modern, transistor berada dalam IC (Integrated Circuit). Pada modul ini akan diperkenalkan tentang transistor yang paling sering digunakan pada rangkaian elektronik yakni Bipolar Junction Transistor (BJT).

Dalam jumlah diskrit kecil, transistor dapat digunakan untuk membuat switch sederhana elektronik, logika digital, dan sirkuit sinyal penguatan. Dalam jumlah ribuan, jutaan, bahkan miliaran, transistor saling berhubungan dan tertanam dalam chip kecil untuk membuat memory komputer, mikroprosesor, dan IC kompleks lainnya.

3.16. Memahami prinsip kerja dan tegangan bias rangkaian transistor 3.17. Menganalisis titik kerja transistor.

4.39. Mendemontrasikan aplikasi tegangan bias transistor: common base, common emittor, common colector.

4.40. Mengukur titik kerja transistor pada penguat kela : A, AB, B, C, D, H.

BAB I

(13)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

2

1. Memahami susunan fisis, simbol dan prinsip kerja transistor 2. Menginterprestasikan karakteristik dan parameter transistor.

3. Mengkatagorikan bipolar transistor sebagai penguat tunggal satu tingkat sinyal kecil.

4. Mengkatagorikan bipolar transistor sebagai piranti saklar.

5. Menginterprestasikan katagori (pengelompokan) transistor berdasarkan kemasan.

6. Memahami prinsip dasar metode pencarian kesalahan transistor sebagai penguat dan piranti saklar.

7. Memahami tegangan bias rangkaian transistor.

8. Menganalisi titik kerja transistor pada penguat kelas A, AB, B, C, D, H

Modul dengan judul “Bipolar Junction Transistor” merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai bahan ajar dan panduan teori peserta didik Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) untuk membentuk salah satu bagian dari kompetensi Penerapan Konsep Dasar Teknik Elektronika, Bidang Keahlian Teknik Elektronika Industri.

Bipolar Junction Transistor merupakan modul teori dan atau praktikum yang memuat penerapan dari komponen elektronika transistor, hukum-hukum dasar kelistrikan yang ada di elektronika, serta memuat kajian atau teori dalam menganalisa rangkaian dan pengukuran rangkaian elektronika.

(14)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Jumlah waktu yang dibutuhkan untuk menguasai kompetensi yang menjadi target dalam modul ini adalah 40 jam pelajaran atau sepuluh pertemuan dengan alokasi waktu 10 x 40 menit tiap pertemuan.

Untuk melaksanakan modul Bipolar Junction Transistor ini memerlukan kemampuan awal yang harus dimiliki peserta didik, yaitu:

1. Peserta didik telah memahami konsep Dasar Atom Semikonduktor. 2. Peserta didik telah memahami prinsip kerja diode semikonduktor.

3. Peserta didik telah memahami hukum-hukum kelistrikan dan komponen kelistrikan seperti resistor dan kapasitor.

4. Peserta didik dapat menggunakan alat ukur analog.

Langkah - langkah yang harus dilakukan untuk mempelajari modul ini: 1. Bagi siswa atau peserta didik:

a. Bacalah tujuan antara dan tujuan akhir dengan seksama,

b. Bacalah uraian materi pada setiap kegiatan belajar dengan seksama sebagai teori penunjang,

c. Baca dan ikuti langkah kerja yang ada pada modul ini pada tiap proses pembelajaran sebelum melakukan atau mempraktekkan,

d. Persiapkan peralatan yang digunakan pada setiap kegiatan belajar yang sesuai dan benar,

e. Jawablah setiap pertanyaan pada tes formatif untuk masing-masing kegiatan belajar, cocokkan dengan kunci jawaban yang telah tersedia pada kunci jawaban,

f. Jawablah pertanyaan pada soal evaluasi dan cocokkan dengan kunci jawaban yang telah tersedia pada kunci jawaban.

2. Bagi guru pembina / pembimbing:

(15)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

4

b. Berikanlah penjelasan mengenai peranan dan pentingnya materi dari modul ini.

c. Berikanlah penjelasan serinci mungkin pada setiap tahapan tugas yang diberikan kepada siswa.

d. Berilah contoh gambar-gambar atau barang yang sudah jadi, untuk memberikan wawasan kepada siswa.

e. Lakukan evaluasi pada setiap akhir penyelesaian tahapan tugas.

f. Berilah penghargaan kepada siswa didik yang setimpal dengan hasil karyanya.

Setelah mengikuti/ menyelesaikan kegian-kegiatan belajar dari modul ini, diharapkan siswa memiliki spesifikasi kinerja sebagai berikut:

a. Memahami tentang dasar-dasar dan jenis transistor BJT

b. Memiliki pengetahuan dan pemahaman tentang rangkaian elektronik menggunakan transistor yang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. c. Memiliki pengetahuan tentang fungsi dan aplikasi dari transistor BJT.

–

1 Apakah siswa dapat menjelaskan pengertian transistor?

2 Apakah siswa mampu menyebutkan macam-macam transistor BJT?

3 Apakah siswa mampu menyebutkan nama setiap kaki-kaki transistor?

4 Apakah siswa dapat menjelaskan fungsi transistor?

5 Apakah siswa mampu menjelaskan karakteristik transistor?

(16)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Apabila siswa telah mendapatan score minimum 80% dalam mengerjakan tugas tersebut diatas dengan benar, maka siswa yang bersangkutan sudah dapat ujian untuk mendapatkan sertifikat, dan tidak perlu mengkuti modul ini serta diperbolehkan langsung mengikuti modul berikutnya.

7 Apakah siswa mampu menjelaskan rangkaian transistor sebagai saklar?

8 Apakah siswa mampu menjelaskan rangkaian transistor sebagai penguat common basis?

9. Apakah siswa mampu menjelaskan rangkaian transistor sebagai penguat common Kolektor?

10. Apakah siswa mampu menjelaskan rangkaian transistor sebagai penguat Common Emitor?

(17)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

(18)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

7

BAB II

(19)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

8

Setelah mempelajari materi ini siswa dapat:

1. Siswa dapat mengenal komponen transistor BJT

2. Siswa dapat menentukan kaki transistor dengan Ohm Meter dan Datasheet

Transistor adalah Komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor. Pada tahun 1951 ditemukan oleh seseorang yang bernama Shockley. Bahan semi konduktor ini mengubah industri elektronik begitu cepat.

Sejarah transistor pada perkembangan teknologi elektronika cukup pesat, dimulai pada 17 november 1947 sampai dengan 23 desember 1947, dimana John Bardeen dan Walter Brattain di laboratorium AT&T’s Bell, melakukan berbagai eksperimen elektronika salah satunya tentang perkembangan transistor ini.

(20)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Transistor mempunyai beberapa jenis tetapi pada tahun 1948, transistor titik kontak secera independen ditemukan oleh fisikawan Jerman Herbert Matare dan Heinrich Welker saat bekerja di Companie des Freins et SIGNAUX, anak perusahaan Westinghouse yang terletak di Paris. Matere memiliki pengalaman sebelumnya dalam pengembangan rectifier Kristal dari silicon dan germanium dalam upaya radar Jerman selama perang dunia II.

(21)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

10

basis

(B) kolektor (C) emitor (E)

Salah satu jenis transistor lain dalam perkembangan sejarah transistor adalah transistor berfrekuensi tinggi, dimana pengembangan transistor jenis ini adalah perusahaan PHILCO (Philadelphia Storage Battery Company) dimana perusahaan ini adalah perintis dalam bidang produksi radio, batterai, dan televisi. Kemampuan transistor yang dikembangkan PHILCO ini memungkinkan transistor bekerja pada frekuensi 60 MHz, dari mulai era tersebut transistor mengalami berbagai perkembangan lebih lanjut.

Sejarah transistor tidak terlepas dari berbagai pengembangan supaya menjadi lebih efisien, efektif dalam hal bentuk dan fungsi, sehingga sampai saat ini bisa kita temukan berbagai jenis transistor. Transistor yang sering digunakan dalam rangkaian elektronika adalah jenis transistor bipolar junction (BJT), Field Effect Transistor (FET), Metal Oxide Silicon FET (MOSFET).

(22)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Berbagai bentuk transistor yang terjual di pasaran, bahan selubung kemasannya juga ada berbagai macam misalnya selubung logam, keramik dan ada yang berselubung polyester. Transistor pada umumnya mempunyai tiga kaki, kaki pertama disebut basis (B), kaki berikutnya dinamakan kolektor (C) dan kaki yang ketiga disebut emitor (E).

Suatu arus listrik yang kecil pada basis akan menimbulkan arus yang jauh lebih besar diantara kolektor dan emitornya, maka dari itu transistor digunakan untuk memperkuat arus (amplifier).

Terdapat dua jenis transistor ialah jenis NPN dan jenis PNP. Pada transistor jenis NPN tegangan basis dan kolektornya positif terhadap emitor, sedangkan pada transistor PNP tegangan basis dan kolektornya negatif terhadap tegangan emitor.

(23)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

12

    

Transistor dibangun dengan menumpuk tiga lapisan yang berbeda dari bahan semikonduktor bersama-sama. Beberapa lapisan memiliki elektron lebih yang ditambahkan (“doping”), dan yang kekurangan elektron (didoping dengan “lubang” - tidak adanya elektron). Bahan semikonduktor dengan kelebihan electron disebut tipe-n (tipe-n utipe-ntuk tipe-negatif karetipe-na elektrotipe-n memiliki muatatipe-n tipe-negatif) datipe-n bahatipe-n semikotipe-nduktor dengan kekurangan elektron disebut tipe-p (untuk positif). Transistor dibuat oleh salah susun n di atas p di atas sebuah n, atau p lebih n lebih p.

(24)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

NPN transistor dirancang untuk meluluskan elektron dari emitor ke kolektor (arus mengalir dari kolektor ke emitor). emitor “memancarkan” elektron ke basis, yang mengontrol jumlah pancaran elektron pada emitor. Sebagian besar elektron yang dipancarkan tersebut “dikumpulkan” oleh kolektor, yang mengirimkannya bersama ke bagian selanjutnya dari rangkaian.

Sebuah PNP bekerja dengan cara yang sama tapi berlawanan. Basis masih mengontrol aliran arus, tapi arus tersebut mengalir dengan arah yang berlawanan- dari emitor ke kolektor. Emitor memancarkan “lubang (hole)” (tidak adanya konseptual elektron) yang dikumpulkan oleh kolektor. Transistor itu seperti katup elektron. Kaki basis mengatur aliran elektron dari emitor ke kolektor.

Transistor dapat dipergunakan antara lain untuk :

 Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC)

 Sebagai mixer

 Sebagai osilator

 Sebagai switch

(25)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

14

Agar transistor dapat bekerja maka pemberian tegangan muka pada transistor harus

seperti diatas yaitu:

 Dioda BE di beri bias maju (forward bias)

 Dioda BC di beri bias mundur (reverse bias)

Kadang-kadang dipasaran sudah diberikan nama untuk setiap kakinya, sehingga

memperrmudah pemasangan di rangkaian elektronik yang kita buat. Tetapi ada juga

yang belum di berikan tanda apapun, untuk itu kita bisa menentukan kaki-kaki

transistor tersebut umumnya dengan 2 cara, yaitu:

1. Menentukan kaki Transistor dengan melihat manual book

2. Menentukan kaki Transistor dengan Ohm Meter

 Transistor adalah Komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor yang

memiliki 3 kaki yakni Basis, Kolektor dan Emitor.

 Jenis transistor BJT adalah PNP dan NPN.

 Fungsi Transistor dapat dipergunakan antara lain untuk :

 Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC)

 Sebagai mixer

 Sebagai osilator

 Sebagai switch

 Sebagai Digital Logic

 Cara menentukan kaki-kaki transistor tersebut umumnya dengan 2 cara, yaitu:

(26)

BIPOL AR JUNC TION TRANSIST OR

2. Menentukan kaki Transistor dengan Ohm Meter

1. Jelaskan fungsi dari Transistor?

2. Sebutkan 5 Tipe Transistor yang termasuk ke dalam jenis transistor NPN?

3. Jelaskan persamaan dan perbedaan transistor bipolar germanium dan transistor

bipolar silikon!

1. Transistor berasal dari kata “transfer dan resistor” artinya...

a. Trafo dan resistor

b. Resistor dan induktor

c. Kapasitor dan resisto

d. perpindahan muatan

e. perpindahan hantaran

2. Gambar berikut ini adalah...

a. Simbol transistor NPN

b. Simbol transistor PNP

c. Simbol dioda

d. Skema pengganti transistor NPN

e. Skema pengganti transistor PNP

3. Salah satu keuntungan transistor adalah...

a. perlu pemanasan sebelum beroperasi

b. bekerja baik pada tegangan tinggi saja

c. selalu memerlukan pemakaian arus yang besar

d. tahan terhadap goncangan

e. umurnya tidak bertahan lama

4. Diantara fungsi transistor adalah sebagai berikut, kecuali…

a. Penguat arus, daya dan tegangan

(27)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

16

d. Digital logic e. Filter

5. Sebuah transistor dapat digunakan sebagai perangkat sakelar atau sebagai … a. Resistor tetap

b. Perangkat tuning c. Clipper

d. Resistor variabel e. Filter

6. Transistor mempunyai 3 elektroda yakni : a. Kolektor, basis dan drain

b. Kolektor, emitor, source

c. Emitor, basis dan gate

d. Emitor,basis dan kolektor

e. Gate, emitor , basis

7. Untuk mengukur transistor tipe npn dengan multimeter analog, kabel probe merah sebaiknya dihubungkan dengan transistor kaki...

a. Basis dan Emitor b. Colector dan Emitor c. Basis dan Colector d. Basis

e. Colector

8. Dalam sebuah transistor, arus kolektor dikontrol oleh.. a. Arus basis

b. Arus Emittor c. Tegangan kolektor d. Resistor kolektor e. Tegangan emitor

(28)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

a. Kolektor - Emitor b. Basis - Source c. Kolektor - Basis d. Emitor - Basis e. Emitor – Kolektor

10. Diantara jenis package dari transistor adalah sebagai berikut, kecuali… a. TO-220

b. DPAK c. SOT-23 d. MT-200 e. TQFP128

1. Apa yang dimaksud dengan transistor bipolar?

2. Gambarkan konstruksi fisik, dioda analogi serta symbol rangkaian dari transistor NPN dan PNP!

3. Sebutkan beberapa fungsi dari transistor! 4. Sebutkan 10 jenis package transistor!

(29)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

18

    

         

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1. Transistor bipolar adalahalat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya dengan kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan yaitu elektron dan lubang untuk

membawa arus listrik.

(30)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

3. Fungsi transistor :

 Penguat tegangan, arus dan daya

 Sakelar

 Mixer

 Oscilator

 Digital logic

4. 10 jenis package transistor

 TO-220

 TO-3

 DPAK

 SOT-23

 TO-92

 TO-126

 TO-52

 TO-71

 SOT-363

 SOT-22

(31)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

20



  

   



1. Multimeter Analog/Digital Range : 50uA - 0.25 DCA / 0.1 - 100 DCV / 10 - 1000 ACV / x1 - x100k Ω

1 bh

2. Project Board GL No. 12 1 bh 3. Transistor 2N 3904 1 bh 4. Transistor 2N 3906 1 bh 5. Transistor C 9012 1 bh 6. Transistor C 9013 1 bh 7. Transistor C 9014 1 bh 8. Transistor C 9015 1 bh 9. Transistor BD 139 1 bh 10. Transistor BD 140 1 bh 11. Transistor BC 109 1 bh 12. Kabel Jumper Kabel Tunggal Scp

 Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan!

 Dalam menyusun rangkaian, perhatikan letak kaki-kaki komponen

(32)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

 Tes terlebih dahulu alat dan komponen-komponen yang akan dipraktekan, setelah semuanya bisa berfungsi maka gunakanlah alat dan komponen tersebut.

 Atur posisi selector Multimeter pada pengukuran Ohmmeter x1.

 Lakukan pengukuran seperti gambar di atas.

 Perhatikan penunjukkan pergerakan jarum. Apabila jarum bergerak ke kanan dengan posisi probe yang satu tetap pada kaki 3 dan probe lainnya pada kaki 1 atau kaki 2 berarti kaki 3 adalah basis transistor. Jika probe positif (merah) yang berada pada kaki 3 berarti transistor tersebut berjenis PNP, sebaliknya jika probe negatif berada pada kaki 3 berarti transistor tersebut berjenis NPN.

 Misal transistor yang kita gunakan berjenis PNP.

 Ubahlah pengali Ohmmeter dari yang x1 menjadi x10K.

 Lakukan pengukuran seperti gambar diatas.

 Kaki 3 (basis) yang awalnya terhubung dengan probe positif (merah), ditukar dengan probe hitam, kemudian probe merah dihubungkan pada kaki 1 atau kaki 2. Jika pada saat dihubungkan ke kaki 1 penunjukan jarum bergerak dan pada kaki 2 jarum diam saja, maka kaki 1 merupakan Emitor dan kaki 2 merupakan kolektor. Karena dalam teori transistor dijelaskan bahwa hambatan kolektor lebih besar dibandingkan hambatan emitor.

 Untuk transistor jenis PNP dapat dilakukan seperti diatas, hanya probenya saja yang dirubah dari awalnya basis terhubung dengan negative ditukar dengan probe positif.

 Gambarkan bentuk transistor yang ditentukan kakinya dan tuliskan tipe transistor tersebut pada table yang telah disediakan.

100 x100k Ω

(33)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

22

1

2

3.

4.

(34)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

6.

7.

8.

_________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________

(35)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

24

1. Memahami dan menggambarkan kurva karakteristik transistor.

2. Mengidentifikasi daerah kerja transistor berdasarkan pada kurva karakteristik transistor

3. Mengaplikasikan transistor sebagai penguat dan saklar berdasarkan pada daerah kerja transistor dan datasheet-nya

Transistor adalah komponen elektronika multitermal, biasanya memiliki 3 terminal. Secara harfiah, kata ‘Transistor’ berarti ‘Transfer resistor’, yaitu suatu komponen yang nilai resistansi antara terminalnya dapat diatur. Secara umum transistor terbagi dalam 3 jenis :

1. Transistor Bipolar 2. Transistor Unipolar 3. Transistor Unijunction

Transistor bipolar bekerja dengan 2 macam carrier, sedangkan unipolar satu macam saja, hole atau electron. Beberapa perbandingan transistor bipolar dan unipolar:

Besar Besar Lebar Tinggi Arus Sedang

Kecil Kecil Sempit Sedang Tegangan Tinggi

(36)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Transistor di desain dari pemanfaatan sifat diode, arus menghantar dari diode dapat dikontrol oleh electron yang ditambahkan pada pertemuan PN diode. Dengan penambahan elekdiode pengontrol ini, maka diode semi-konduktor dapat dianggap dua buah diode yang mempunyai electrode bersama pada pertemuan. Junction semacam ini disebut transistor bipolar dan dapat digambarkan sebagai berikut :

(37)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

26



1/αdc = 1 / βdc + 1/αdc = 1/βdc + βdc/βdc 1/αdc = 1 + βdc / βdc αdc = βdc / 1 + βdc

βdc= IC / IB (perbandingan antara arus kolektor dengan arus basis)



1/αdc = 1 / βdc + 1 1/βdc = 1 / αdc

1/βdc = 1 / αdc αdc / αdc 1/βdc = 1 αdc / αdc βdc = αdc αdc



transistor adalah agar transistor tersebut dapat mencapai suatu kondisi menghantar atau menyumbat. Baik transistor NPN maupun PNP tegangan antara emitor dan basis adalah forward bias, sedangkan antara basis dengan kolektor adalah reverse bias

Dari cara pemberian tegangan muka didapatkan dua kondisi yaitu menghantar dan menyumbat seperti pada gambar transistor NPN dibawah ini.

Tegangan pada Vcc jauh lebih besar dari tegangan pada Veb. Diode basis-emitor mendapat forward bias, akibatnya electron mengalir dari emitor ke basis, aliran electron ini disebut arus emitor (IE). Elektron electron ini tidak mengalir dari kolektor ke basis, tetapi sebaliknya sebagian besar electron-elektron yang berada pada emitor tertarik ke kolektor, karena tegangan Vcc jauh lebih besar dari pada tegangan Veb dan mengakibatkan aliran electron dari emitor menuju kolektor melewati basis. Electron-elektron ini tidak semuanya tertarik ke kolektor tetapi sebagian kecil menjadi arus basis (IB).

(38)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Berdasarkan hukum kirchoff :

IE = (IB + IC)………  : IC IE/IC = IB / IC + IC / IC

1/αdc = 1 / βdc + 1 1/αdc = 1/βdc + βdc/βdc 1/αdc = 1 + βdc / βdc αdc = βdc / 1 + βdc

βdc= IC / IB (perbandingan antara arus kolektor dengan arus basis)

IE=IB+IC……….  : IC IE/IC=IB/IC+IC/IC

1/αdc = 1 / βdc + 1 1/βdc = 1 / αdc – 1 1/βdc = 1 / αdc – αdc / αdc 1/βdc = 1 – αdc / αdc βdc = αdc / 1 – αdc

Daerah kerja transistor dapat dibagi dalam 3 bagian sebagai berikut:



(39)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

28

suatu transistor berada didaerah aktif apabila diode basis emitter dibias forward dan diode basis kolektor berada dibias reverse.



suatu transistor berada didaerah saturasi apabila diode basis emitter di bias forward dan diode basis kolektor berada dibias forward.

(40)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

suatu transistor berada pada kondisi cutoff apabila keduanya berada pada bias reverse.

Pengoperasian transistor disesuaikan dengan tipe dari transistor tersebut, yakni PNP atau NPN. Transistor memiliki tiga daerah operasi yang sering dimanfaatkan yakni, daerah aktif, saturasi, dan cut off.

1. Jelaskan secara singkat gambar dibawah ini!

2. Kapan sebuah transistor bekerja pada kondisi a. Saturasi

b. Cut Off c. Aktif



(41)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

30

�� ⁄

3. Jelaskan kurva dibawah ini!

4. Bagaimana keadaan arus dan tegangan saat transistor berfungsi sebagai saklar terbuka dan tertutup?

5. Sebutkan sifat waktu saat transistor pada proses ON-OFF?

1. Hubungan yang benar antara IC, IB, dan IE dibawah ini yang benar adalah, kecuali... a. IC + IB = IE

b. IC = αdc x IE c. IC = βdc x IB

d. βdc = IC x IE e. αdc = IC/IE

2. Di dalam pembiasan transistor, αdc akan sama dengan 1 apabila... a. IC = IB

b. IB = IE c. IE = IC

d. IC = 0 e. IE = 0

3. Tegangan yang diberikan antara dioda basis-kolektor adalah... a. tegangan dc, VBC

b. tegangan ac, VBC c. tegangan dc., VCE

d. tegangan dc, VBE e. tegangan ac, VCE

4. Pada transistor arus yang memiliki nilai arus yang paling besar adalah… a. Arus emitor

(42)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

d. Arus bocor e. Arus keluaran

5. Tegangan basis – emitter untuk transistor ideal… a. 0 V

b. 0.3 V c. 0.7 V d. 0.8 V e. 1V

6. Pernyataan berikut yang benar mengenai karakteristik transistor adalah, kecuali... a. Titik jenuh adalah perpotongan garis beban dc dengan kurva IB = IB (sat) b. Garis beban dc adalah garis yang menyatakan semua titik operasi yang mungkin

dilakukan oleh sebuah transistor

c. Titik Sumbat (Cut Off) adalah titik perpotongan garis beban dc dengan kurva IB = 0

d. Daerah aktif terletak pada semua titik antara titik sumbat dan titik jenuh e. Titik jenuh adalah titik perpotongan garis beban dc dengan kurva IB = 0

7. Dalam sebuah konfigurasi kolektor-emitor, resistor pada emitor berfungsi untuk… a. Stabilisasi

b. Bypass sinyal AC c. Bias kolektor

d. Penguatan yang lebih besar e. Bias Emitor

8. Ratio arus dari ��⁄_�� biasanya kurang dari 1 dan biasa disebut dengan a. Alpha

b. Beta c. Omega d. Theta e. Lambda b. IC = αdc x IE

c. IC = βdc x IB

d. βdc = IC x IE e. αdc = IC/IE

Di dalam pembiasan transistor, αdc akan sama dengan 1 apabila...

(43)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

32

ilai IB dan αdc?

�� = �� − �� = 6 − 5.75 = 0.25��

�� = ��/�� = 5.75/6 = 0.958

Ditanya : αdc dan βdc ?

αdc=IC/IE=100/100.5=0.995

βdc=IC/IB= 100/0.5=200 9. Titik-titik akhir dari sebuah garis beban pada kurva karakteristik transistor

merupakan titik… a. Saturasi dan cutoff b. Titik kerja

c. Kurva daya d. Faktor penguatan e. Breakdown

10. Jika arus kolektor 1.5mA dan besar hfe =50, maka arus basis adalah… a. 3µA

b. 30µA c. 150µA d. 3mA e. 15µA

1. Jika arus emitter sebesar 6 mA dan arus kolektor sebesar 5,75 mA, berapakah besarnya arus basis? Berapakah nilai dari αdc?

2. Sebuah transistor mempunyai Ic sebesar 100 mA dan IB sebesar 0,5 mA, berapakah besarnya αdc dan βdc?

3. Sebuah transistor mempunyai βdc sebesar 150. jika arus kolektor sama dengan 45 mA, berapakah besarnya arus basis?

4. Sebuah transistor 2N3298 mempunyai βdc khusus sebesar 90. jika arus emitter sebesar 10 mA, hitunglah kira-kira besarnya arus kolektor dan arus basis? 5. Sebuah transistor mempunyai βdc = 400, berapakah besarnya arus basis, jika arus

kolektor sama dengan 50 mA?

No A B C D E

(44)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

3 4 5 6 7 8 9 10

1. Diketahui : IE = 6mA IC = 5,75mA

Ditanya : besar nilai IB dan αdc? Jawab:

�� = �� − �� = 6 − 5.75 = 0.25��

�� = ��/�� = 5.75/6 = 0.958

2. Diketahui : IC = 100mA IB = 0.5 mA

Ditanya : αdc dan βdc ?

Jawab :

αdc=IC/IE=100/100.5=0.995

IE=IC+IB=100+0.5=100mA βdc=IC/IB= 100/0.5=200 besarnya arus basis? Berapakah nilai dari αdc?

berapakah besarnya αdc dan βdc?

Sebuah transistor mempunyai βdc sebesar 150. jika arus kolektor sama dengan

Sebuah transistor 2N3298 mempunyai βdc khusus sebesar 90. jika arus emitter

(45)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

34

Probe

Function Generator Power Supply Project Board



 Resistor 100 kΩ, 470 kΩ, 47 kΩ, 10 kΩ, 1 kΩ, 27k Ω, 10 Ω, 50Ω dan 4k7 Ω

 Kapasitor ELCO 4.7 μF,100μF dan 470 μF

 Resistor variable 100kΩ



  

3. Diketahui: βdc = 150 IC = 45mA

Ditanya : IB ? Jawab:

βdc=IC⁄IB  IB= 45⁄150=0.3 mA

4. Diketahui: βdc = 90

IE = 10mA

Ditanya : IB dan IC ? Jawab:

� =_{� + 1 =}� _{90 + 1 =}90 90_{91 = 0.989}

� =_���� = �. �� = 0.989 � 10 = 9.89 ��

�� = �� − �� = 10 − 9.89 = 0.11��

5. Diketahui: βdc = 400 IC = 50mA

Ditanya : IB ? Jawab:

(46)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Alat dan komponen yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut:

1. Set Osiloskop dan Probe. 2. Set Multimeter.

3. 1 Unit Function Generator. 4. 1 Unit DC Power Supply. 5. 1 Unit Project Board. 6. Kabel Jumper. 7. Unit Tang Potong. 8. Komponen:

 Transistor BJT BC 140

 Resistor 100 kΩ, 470 kΩ, 47 kΩ, 10 kΩ, 1 kΩ, 27k Ω, 10 Ω, 50Ω dan 4k7 Ω

 Kapasitor ELCO 4.7 μF,100μF dan 470 μF

 Resistor variable 100kΩ

 Led

 Sebelum catu daya dihidupkan, hubungi guru untuk mengecek kebenaran pemasangan rangkaian!

βdc = 150

βdc=IC⁄IB  IB= 45⁄150=0.3 mA

βdc = 90

� =_{� + 1 =}� _{90 + 1 =}90 90_{91 = 0.989}

� =��_���� = �. �� = 0.989 � 10 = 9.89 ��

�� = �� − �� = 10 − 9.89 = 0.11��

βdc = 400

(47)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

36

   

KURVA KARAKTERISTIK TRANSISTOR

1. Susunlah komponen-komponen yang digunakan pada project board sesuai dengan rangkaian skematik di atas (RB=100kΩ, RC = 470 kΩ)

2. Karena hanya ada satu buah multimeter, maka untuk mengukur arus maupun tegangan dilakukan secara bergantian

3. Perhatikan rangkian sebelah kiri dan susun seperti pada gambar di atas dengan menyambung secara seri multimeter yang digunakan dengan RB serta VBB, sedangkan rangkaian di sebelah kanan dibiarkan saja terbuka dengan tidak membentuk satu loop tertutup.

4. Set VBB agar arus yang terukur di multimeter (IB) tersebut sama dengan 0.02 mA. Jika sudah pindahkan multimeter ke rangkaian sebelah kanan dan biarkan untuk sementara waktu rangkaian di sebelah kiri dalam keadaan open circuit

5. Sekarang perhatikan rangkaian sebelah kanan, pasang multimeter secara seri untuk mengukur arus (IC) yang melewati rangkaian sebelah kanan 6. Sambunglah rangkaian sebelah kiri yang terputus tersebut dengan jumper

kabel dan kemudian amati nilai IC yang terukur dengan mengubah nilai VCC dari 0 V – 10 V

7. Jika telah mendapatkan nilai IC, sekarang amati nilai VCE dengan memasang secara parallel multimeter tersebut,dengan terlebih dahulu menyambungkan kembali rangkaian sebelah kanan dengan jumper

(48)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

37

 Mengetahui cara menggunakan transistor sebagai saklar elektronik

 Mampu merancang rangkaian transistor sebagai saklar elektronik

 Mampu menganalisa rangkaian transistor sebagai saklar elektronik

 Mampu mengaplikasikan transistor sebagai saklar elektronik.

Transistor bipolar dapat difungsikan sebagai saklar elektronika dengan memanfaatkan dua keadaan transistor yaitu keadaan saturasi (sebagai saklar tertutup) dan keadaan cut off (sebagai saklar terbuka). Transistor akan mengalami perubahan kondisi dari menyumbat ke jenuh dan sebaliknya. Transistor dalam keadaan menyumbat dapat dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka, sedangkan dalam keadaan jenuh seperti saklar yang menutup.

Daerah kerja transistor saat jenuh adalah keadaan dimana transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor tersebut seolah-olah short pada hubungan kolektor – emitor. Pada daerah ini transistor dikatakan menghantar maksimum (sambungan CE terhubung maksimum)

Pada daerah kerja ini transistor biasanya digunakan sebagai penguat sinyal. Transistor dikatakan bekerja pada daerah aktif karena transistor selelu mengalirkan arus dari kolektor ke emitor walaupun tidak dalam proses penguatan sinyal, hal ini ditujukan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang tidak cacat. Daerah aktif terletak antara daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (Cut off).

(49)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

38

Ic/β Daerah cut off merupakan daerah kerja transistor dimana keadaan transistor

menyumbat pada hubungan kolektor – emitor. Daerah cut off sering dinamakan sebagai daerah mati karena pada daerah kerja ini transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Pada daerah cut off transistor dapat di analogikan sebagai saklar terbuka pada hubungan kolektor – emitor.

Untuk membuat transistor menghantar, pada masukan basis perlu diberi tegangan. Besarnya tegangan harus lebih besar dari Vbe (0,3 untuk germanium dan 0,7 untuk silicon).

Dengan mengatur Ib>Ic/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor dan emitor short circuit. Arus mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hambatan dan Vce≈0.

(50)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Besarnya tegangan kolektor emitor Vce suatu transistor pada konfigurasi diatas dapat diketahui sebagai berikut.

Vce=Vcc-Ic.Rc

Karena kondisi jenuh Vce = 0V (transistor ideal) maka besarnya arus kolektor (Ic) adalah :

Ic= Vcc/Rc

Besarnya arus yang mengalir agar transistor menjadi jenuh (saturasi) adalah:

Rb= (Vi-Vbe)/Ib

Sehingga besar arus basis Ib jenuh adalah :

Ib > Ic/β Dengan mengatur Ib>Ic/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor dan

(51)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

40

penguat arus (β) atau Hfe pada komponen darlington tersebut adalah :

Jadi Transistor Darlington dengan nilai β yang sangat tinggi dan arus Kolektor yang Dengan mengatur Ib = 0 atau tidak memberi tegangan pada bias basis atau basis diberi

tegangan mundur terhadap emitor maka transistor akan dalam kondisi mati (cut off), sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor (Ic≈0) dan Vce ≈ Vcc. Keadaan ini menyerupai saklar pada kondisi terbuka seperti ditunjukan pada gambar diatas.

Besarnya tegangan antara kolektor dan emitor transistor pada kondisi mati atau cut off adalah :

Vce=Vcc-Ic.Rc

Karena kondisi mati Ic = 0 (transistor ideal) maka:

Vce=Vcc.Rc

Vce=Vcc

Besar arus basis Ib adalah

Ib= Ic/β

(52)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Terkadang penguat arus DC dari transistor bipolar terlalu rendah untuk secara langsung mengalirkan arus beban atau tegangan, jadi diperlukan beberapa transitor yang dirangkai seri (multiple switching Transistors). Di sini, satu transistor masukan kecil digunakan untuk mengganti "ON" atau "OFF" output transistor dan menangani arus yang jauh lebih besar. Untuk memaksimalkan sinyal penguatan, kedua transistor dihubungkan dalam "Complementary Gain Compounding Configuration" atau yang lebih umum disebut "Konfigurasi Darlington" dimana faktor penguatanya adalah perkalian penguatan dari masing-masing transistor.

Transistor Darlington hanya berisi dua tipe transistor bipolar NPN atau PNP yang saling dihubungkan sehingga penguat arus transistor pertama dikalikan dengan penguat arus transistor kedua untuk menghasilkan komponen yang berfungsi seperti transistor tunggal dengan arus output sangat tinggi dengan arus basis yang jauh lebih kecil. Nilai penguat arus (β) atau Hfe pada komponen darlington tersebut adalah :

Jadi Transistor Darlington dengan nilai β yang sangat tinggi dan arus Kolektor yang

tinggi sama dengan satu saklar transistor. Sebagai contoh, jika transistor masukan pertama memiliki penguat arus 100 dan transistor pengalih kedua memiliki penguat arus 50 maka total penguat arus akan menjadi 100 x 50 = 5000. Jadi misalnya, jika arus beban kita dari atas adalah 200mA , Maka basis Darlington saat ini hanya 200mA / 5000 = 40uA.

alir dari kolektor ke emitor (Ic≈0) dan Vce ≈ Vcc. Keadaan

(53)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

42



βdc =

Transistor 2N 3904 mempunyai βdc = 100,

Konfigurasi saklar transistor NPN Darlington di atas menunjukkan Kolektor dari dua

transistor yang dihubungkan bersamaan dengan Emitor transistor pertama yang

terhubung ke terminal Basis transistor kedua oleh karena itu, arus emitor transistor

pertama menjadi arus basis transistor kedua yang beralih Itu "ON".

Transistor pertama atau "input" menerima sinyal input ke Basis-nya. Transistor ini

menguatkannya dengan cara biasa dan menggunakannya untuk menggerakkan

transistor "output" kedua yang lebih besar. Transistor kedua memperkuat sinyal lagi

sehingga menghasilkan arus yang sangat tinggi. Salah satu karakteristik utama

Transistor Darlington adalah menghasilkan arus yang sangat tinggi dibandingkan

(54)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

Serta kemampuan penguat arus dan tegangan tinggi yang meningkat, keuntungan lain

dari "Switch Transistor Darlington" berada pada kecepatan peralihan yang tinggi

sehingga membuatnya ideal untuk digunakan dalam sirkuit inverter, sirkuit

pencahayaan dan aplikasi kontrol motor DC atau motor stepper.

Satu perbedaan yang perlu dipertimbangkan saat menggunakan transistor Darlington

dibandingkan tipe bipolar konvensional saat menggunakan transistor sebagai saklar

adalah bahwa tegangan masukan Base-Emitter (VBE) perlu nilai yang lebih tinggi

kira-kira 1.4V untuk perangkat silikon, karena rangkaian hubungan seri dari Dua PN junction.

 Transistor bipolar dapat difungsikan sebagai saklar elektronika dengan

memanfaatkan dua keadaan transistor yaitu keadaan saturasi (sebagai saklar

tertutup) dan keadaan cut off (sebagai saklar terbuka).

 Pada saat cut off tegangan kolektor emitter sama dengan tegangan sumber

kolektor dan arus basis mendekati nol.

c. Sebuah rangkaian transistor jenis silikon sebagai

sakelar seperti gambar disamping memiliki βdc =

200, IB = 20µA dan Vin = 2.5 V. Tentukan nilai

resistor basis (RB) agar rangkaian sakelar dalam

kondisi full beban (ON)!

d. Transistor 2N 3904 mempunyai βdc = 100,

dengan bahan silikon. Berapa besar tegangan

(55)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

44

1. Diantara komponen elektonika berikut yang digunakan sebagai sakelar dalam

system switching regulator adalah

a. Resistor

b. Diode

c. Transistors

d. Relay

e. Capasitor

2. Diantara karakteristik dari

transistor sebagai sakelar dalam

kondisi cut off (gambar

disamping) adalah sebagai

berikut, kecuali…

a. Transistor beroperasi

sebagai sakelar terbuka

b. Basis - kolektor dibias mundur

c. Tegangan basis-emitor VBE < 0.7V

d. Tidak ada arus kolektor yang mengalir (IC=0)

e. Vout = 0V

3. Diantara karakteristik dari transistor

sebagai sakelar dalam kondisi

saturasi (gambar disamping) adalah

sebagai berikut, kecuali…

a. Transistor beroperasi sebagai

sakelar tertutup

b. Basis - kolektor dibias maju

c. Tegangan basis-emitor VBE < 0.7V

d. Arus kolektor mengalir maksimal

e. Vout = 0V

4. Transistor sebagai sakelar dapat digunakan untuk mengontrol…

(56)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

b. Lampu

c. Motor

d. Solenoid valve

e. a, b, c dan d benar

5. Rangkaian transistor sebagai sakelar membutuhkan “Flywheel Diode” jika beban

berupa…

a. Motor

b. Solenoid

c. Relay

d. a, b, c salah semua

e. a, b, c benar semua

6. Transistor digunakan sebagai sakelar ketika berada dalam…

a. Daerah aktif

b. Daerah breakdown

c. Daerah saturasi dan cut off

d. Daerah linear

e. Daerah transisi

7. Dalam sebuah rankaian transistor disamping, Jika VCC = +18V dan R1 4K7 serta

R2 1K5, maka berapa tegangan bias pada

basisnya?

a. 8.70 V

b. 4.35 V

c. 2.90 V

d. 0.7 V

(57)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

46

Transistor 2N 3904 mempunyai βdc = 100, dengan

βdc = 200, IB = 20µA

βdc = 200,

8. Pada gambar rangkaian transistor disamping, berapa

arus IB jika diketahui VCC=12V, RB=30K dan βdc=50?

a. 0.240mA

b. 0.377mA

c. 0.400mA

d. 0.600mA

e. 20mA

βdc jika diketahui VCC=12V, RB=47K dan RC=560 dan

VLED 3V?

a. 56

b. 63

c. 67

d. 70

e. 75

arus IC jika diketahui VCC=6V, RB=1K dan βdc=10?

a. 10mA

b. 18mA

c. 53mA

d. 60mA

(58)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

1. Transistor 2N 3904 mempunyai βdc = 100, dengan

bahan silikon. Berapa besar tegangan pada terminal

kolektor emitor (VCE)?

2. Sebuah rangkaian transistor jenis silikon sebagai sakelar

seperti gambar disamping memiliki βdc = 200, IB = 20µA

dan Vin = 2.5 V. Tentukan nilai resistor basis (RB) agar

rangkaian sakelar dalam kondisi full beban (ON)!

3. Sebuah rangkaian transistor jenis silikon sebagai

sakelar seperti gambar disamping memiliki βdc = 200,

Arus beban LED = 200mA dan Vin = 5 V. Tentukan nilai IB

dan resistor basis (RB) agar rangkaian sakelar dalam

kondisi full beban (ON)!

arus IB jika diketahui VCC=12V, RB=30K dan βdc=50?

βdc jika diketahui VCC=12V, RB=47K dan RC=560 dan

(59)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

48

βdc = 100 MΩ RC = 5KΩ

�� =�� − ��_�� =10 − 0.7₁₀₆ = 9.3��

βdc= IC⁄IB IC=βdc .IB=100 x 9.3μA=0.93mA

�� = �� − �� = �� − ��. �� = 20 − 0.93. 10−3_{� 5. 10}3_{= 15.35�}

βd

�� = �� − ��_�� =2.5 − 0.7_{20. 10}₋₆ = 90�Ω

βdc = 200

4. Rangkaian transitor Q1 memiliki βdc = 100, IB = 0.2mA,

VLED = 3V dan VCC= 12V. Tentukan nilai RB dan RC agar

LED menyala!

5. Dalam sebuah rankaian transistor disamping , Jika VCC

= +18V dan R1 10K serta R2 2K, maka berapa tegangan

bias pada basisnya?

(60)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

1. Diketahui:

βdc = 100

RB = 1MΩ

RC = 5KΩ

VB = 10V

VCC = 20V

VBE silicon =0.7V

Ditanya : VCE ?

Jawab:

�� =�� − ��_�� =10 − 0.7₁₀₆ = 9.3��

βdc= IC⁄IB IC=βdc .IB=100 x 9.3μA=0.93mA

�� = �� − �� = �� − ��. �� = 20 − 0.93. 10−3_{� 5. 10}3_{= 15.35�}

2. Diketahui :

βdc = 200

IB = 20µA

Vin = 2.5 V

Ditanya : RB ?

Jawab :

�� = �� − ��_�� =2.5 − 0.7_{20. 10}₋₆ = 90�Ω

3. Diketahui :

βdc = 200

IC = 200mA

Vin = 5 V

(61)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

50

DC Power Supply

x10k Ω

330 Ω 10 KΩ Jawab :

�� =_{�� =}�� 200��_{200 = 1��}

�� = �� − ��_�� =5 − 0.7_{1. 10}₋₃= 4�3Ω

4. Diketahui: βdc = 100

IB = 0.2mA VLED = 3V VCC = 12V

Ditanya : RB dan RC? Jawab:

�� = �� − ��_�� =_{0.2. 10}12 − 0.7₋₃= 56�Ω

IC pada transistor:

IC= βdc x IB=100 x 0.2mA=20mA

Maka :

�� =�� − ��_�� =12� − 3�_{20. 10}₋₃ = 450Ω

5. Diketahui: R1 = 10K R2 = 2K VCC = 18V

Ditanya : VB? Jawab :

(62)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

No. Nama Peralatan /

Komponen Spesifikasi Jumlah 1. DC Power Supply 0 – 30 V / 3 A 1 bh 2. Multimeter Analog/Digital Range : 50µA - 0.25 DCA

/ 0.1 - 1000 DCV / 10 - 1000 ACV / x1 - x10k Ω

1 bh

3. Project Board GL No. 12 1 bh 4. Transistor C 9013 / C9014 1 bh

5. Led 5 mm 1 bh

6. Resistor 330 Ω 1 bh

7. Resistor 10 KΩ 1 bh

8. Kabel Jumper Kabel Tunggal Scp

�� =_{�� =}�� 200��_{200 = 1��}

�� = �� − ��_�� =5 − 0.7_{1. 10}₋₃= 4�3Ω

βdc = 100

�� = �� − ��_�� =_{0.2. 10}12 − 0.7₋₃= 56�Ω

IC= βdc x IB=100 x 0.2mA=20mA

�� =�� − ��_�� =12� − 3�_{20. 10}₋₃ = 450Ω

(63)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

52

a. Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan! b. Dalam menyusun rangkaian, perhatikan letak kaki-kaki komponen

c. Sebelum catu daya dihidupkan, hubungi guru untuk mengecek kebenaran pemasangan rangkaian!

1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar diatas. 2. Hubungkan dengan sumber tegangan 5 VDC.

3. Pada kondisi switch (SW 1) open, perhatikan kondisi LED.

4. Ukurlah besar tegangan pada V R1, V LED1, V CE, V BE dan besar kuat arus listrik IB dan IC. Masukan hasil pengukuran pada table 4.1.

5. Pada kondisi switch (SW 1) close, perhatikan kondisi LED.

6. Ukurlah besar tegangan pada VR1, VLED1, VCE, VBE dan besar kuat arus listrik IB dan IC. Masukan hasil pengukuran pada table 4.2.

Tabel 4.1. Kondisi Switch (SW 1) Open

(64)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________

a. Jelaskan cara kerja Transistor NPN sebagai saklar?

__________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________

b. Mengapa pada saat Switch (SW 1) Open, kondisi LED mati?

(65)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

54

DC Power Supply

x10k Ω

? Ω ? KΩ c. Mengapa pada saat Switch (SW 1) Close, kondisi LED Menyala?

(66)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

No. Nama Peralatan / Komponen Spesifikasi Jumlah 1. DC Power Supply 0 – 30 V / 3 A 1 bh 2. Multimeter Analog/Digital Range : 50µA - 0.25 DCA /

0.1 - 1000 DCV / 10 - 1000 ACV / x1 - x10k Ω

1 bh

3. Project Board GL No. 12 1 bh 4. Transistor C 9012 / C9015 1 bh

5. Led 5 mm 1 bh

6. Resistor ? Ω 1 bh

7. Resistor ? KΩ 1 bh

(67)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

56

 Sebelum catu daya dihidupkan, hubungi guru untuk mengecek kebenaran pemasangan rangkaian!

1. Perhatikan gambar diatas, kemudian hitunglah besar nilai RB dan RC sesuai

rumus saturasi dan cut off, jika nilai yang ditentukan besar tegangan sumber (VCC) = 9V, IC = 19 mA dan IB = 0,38 mA. Masukan hasilnya pada Tabel 4.1.

2. Jika besar nilai RB dan RC nya sudah diketahui, maka buatlah rangkaian seperti

gambar diatas.

3. Hubungkan dengan sumber tegangan 9 VDC.

4. Pada kondisi switch (SW 1) open, perhatikan kondisi LED.

5. Ukurlah besar tegangan pada V RC, V LED1, V CE, V BE dan besar kuat arus listrik

IB dan IC. Masukan hasil pengukuran pada table 4.2.

6. Pada kondisi switch (SW 1) close, perhatikan kondisi LED.

7. Ukurlah besar tegangan pada V RC, V LED1, V CE, V BE dan besar kuat arus listrik

(68)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

(69)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

58

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________

1. Jelaskan cara kerja Transistor PNP sebagai saklar?

2. Mengapa pada pemberian arus basis (IB) pada Transistor PNP dan NPN berbeda?

Jelaskan mengapa demikian?

3. Perhatikan kuat arus yang mengalir pada IC, apakah hasil perhitungan sama dengan

(70)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

59

1. Siswa dapat menjelaskan transistor sebagai digital logic 2. Siswa dapat memahami transistor sebagai digital logic 3. Siswa dapat mempraktekkan transistor sebagai digital logic

Transistor dapat dikombinasikan menjadi semua dasar dari gerbang logika antara lain AND, OR, dan NOT. Dimana pada gerbang AND nilai keluaran akan benilai 1 jika kedua atau lebih inputnya bernilai 1 juga. Untuk gerbang OR, nilai keluaran akan bernilai 1 jika salah 1 atau semua inputnya bernilai 1 dan NOT akan bernilai 1 jika inpunya bernilai 0 dan sebaliknya.

Dibawah ini adalah rangkaian transistor yang diimplementasikan sebagai inverter atau gerbang logika NOT.

Jika tegangan tinggi diberikan kepada basis maka akan menghidupkan transistor dimana kolektor dan emitor akan terhubung.

(71)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

60

 

0,05-0,2V). Jika input tegangan pada basisnya rendah, maka transistor terlihat seperti rangkaian terbuka, dan output diambil dari VCC.

Berikut adalah sepasang transistor yang digunakan untuk membuat 2 masukan gerbang AND.

Jika salah satu transistor dimatikan, maka output pada kolektor transistor kedua akan ditarik rendah. Jika kedua transistor hidup (tegangan basis keduanya tinggi), maka output dari rangkaian akan bernilai tinggi.

(72)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

 Transistor BJT dapat berfungsi sebagai rangkaian gerbang logika. Yakni gerbang logika AND, OR dan NOT.

 Transistor gerbang not disebut juga INVERTER.

1. Buatlah rangkaian transistor sebagai digital logic AND! 2. Buatlah rangkaian transistor sebagai digital logic NOT!

1. Transistor digunakan sebagai rangkaian digital (digital logic) ketika berada dalam…

a. Daerah aktif b. Daerah breakdown

c. Daerah saturasi dan cut off d. Daerah linear

e. Daerah jenuh

2. Ketika tidak ada arus pada basis sebuah transistor, maka tegangan ouput dari transistor adalah…

a. 0V b. VCC

(73)

BIPOL

AR

JUNC

TION

TRANSIST

OR

62

3. Gambar disamping adalah contoh

rangkaian transistor sebagai

gerbang logika…

a.NOT

b.AND

c.OR

d.NOR

e. NAND

gerbang logika…

a.NOT

b.AND

c.OR

d.NOR

e. NAND

gerbang logika…

a.NOT

b.AND

c.OR

d.NOR

e. NAND

gerbang logika…

a.NOT

b.AND

(74)