LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA I
Nama : Siti Rohani
NIM : J1D110026
Kelompok : 4 (Empat)
Judul Percobaan : Transistor sebagai Saklar
Tanggal Percobaan : 16 November 2011
Fakultas : MIPA
Program Studi : Fisika
Asisten : Ika Ristiya Devi
Nilai Banjarbaru, Asisten
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Sebelum tahun 1950, semua peralatan elektronika menggunakan tabung hampa, dan pada saat itu industri kita didominasi oleh bola- bola lampu dengan nyala yang redup. Pemanas dari tabung hampa ini membutuhkan daya beberapa watt. Oleh karena itu, peralatan yang menggunakan tabung hampa membutuhkan catu daya yang sangat besar dan menimbulkan banyak panas. Hal ini yang membuat para disainer kuatir. Kesudahannya peralatan yang berat dan kuno itu, pada saat itu demikian tersebar luas (Malvino, 1985).
Kemudian hal ini terjadi. Pada tahun 1951, Shockley menemukan transistor junction yang pertama. Ini merupakan salah satu penemuan yang besar, yang akan merubah segalanya. Pada saat itu tiap orang kagum dan meramalkan sesuatu yang besar akan terjadi. Kenyataannya, ramalan yang besar tersebut melampaui apa yang diharapkan (Malvino,1985).
Dampak transistor pada elektronika demikian besarnya. Di samping dimulainya industri semikonduktor yang berharga multi milyar dollar, transistor pun telah merintis pada penemuan – penemuan seperti rangkaian terpadu, peralatan optoelektronika dan mikroprosesor. Pada saat ini hamper semua peralatan elektronika didesain menggunakan komponen semikonduktor (Malvino,1985).
Perubahan yang paling menyolok terjadi dalam bidang computer. Transistor bukan memperbaiki industry computer, tetapi menciptakannya. Ssebelum tahun 1950, sebuah computer menempati seluruh ruangan dan harganya berjuta – juta dolar. Tetapi, pada saat ini suatu computer yang lebih baik, cukup diletakkan di atas meja dan berharga hanya beberapa ratus dollar (Malvino,1985).
Transistor adalah kependekan dari transfer resistor, istilah yang memberikan petunjuk tentang bagaimana perangkat tersebut bekerja, arus yang mengalir pada rangkaian output ditentukan oleh arus yang mengalir pada rangkaian input. Karena transistor adalah perangkat tiga terminal, satu elektroda harus digunakan secara bersama-sama oleh rangkaian input dan output. Sedangkan transistor bipolar adalah komponen aktif yang menggunakan aliran elektron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan (Sutrisno,1987).
1.2 Tujuan Percobaan
Tujuan dari percobaan kali ini adalah :
1. Mempelajari karakteristik transistor sebagai saklar. 2. Memahami arti keadaan saturasi dan cut – off.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
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 inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya (Anonim1, 2011).
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 (Anonim1, 2011).
Dalam elektronik, resistansi komponen sering bervariasi, tergantung pada kondisi-kondisi yang dioperasikan. Suatu transistor, misalnya, mungkin memiliki ketahanan yang sangat tinggi beberapa waktu, dan resistensi yang sangat rendah pada waktu lain. Ini fluktuasi tinggi / rendah dapat dibuat untuk mengambil tempat ribuan, jutaan atau milyaran kali setiap detik. Dengan cara ini, osilator, dan digital amplifier fungsi perangkat elektronik pada receiver radio dan pemancar, jaringan telepon, komputer digital dan link satelit (untuk nama hanya beberapa aplikasi) (Gibilisco, 2002).
Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah / lapisan pembatas dinamakan
depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut (Anonim1, 2011).
FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut (Anonim1, 2011).
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:
• Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
• Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount,
IC, dan lain-lain
• Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET,
VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
• Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
• Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
• Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain
• Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B) (Anonim1, 2011).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT
FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input (Anonim1, 2011).
FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode (Anonim1,
2011).
Transistor dapat difungsikan "sebagai saklar" dengan mengatur arus basis IB
sehingga transistor dalam keadaan jenuh (saturasi) atau daerah mati (cut-off). Dengan mengatur IB > IC/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor
dan emitor short circuit. Arus mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hambatan dari VCE ≈ 0. Besar arus yang mengalir dari kolektor ke emitor sama dengan VCC/RC.
Keadaan seperti ini akan menyerupai saklar dalam kondisi tertutup (on). Dengan mengatur IB = 0 atau tidak memberi tegangan pada bias basis atau basis diberi
tegangan mundur terhadap emitor makan transistor akan dalam kondisi mati (cut-off), sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor (IC ≈ 0) dan VCE ≈ VCC.
Gambar 2.1 Transistor dalam kondisi jenuh ekivalen dengan saklar tertutup
Gambar 2.2 Transistor dalam kondisi mati ekivalen dengan saklar terbuka
Berikut merupakan perhitungan secara teori untuk menentukan kondisi transistor sebagai saklar.
Kondisi Jenuh atau Saturasi
VCE = VCC - IC.RC . . . (2.1)
Karena kondisi jenuh VCE = 0 V (keadaan ideal)
Maka IC = VCC/RC . . . (2.2)
Menentukan tahanan basis RB untuk memperoleh arus basis pada keadaan jenuh adalah :
RB = (Vi - VBE) / IB jenuh . . . (2.3)
Kondisi Mati atau Cut-Off
VCE = VCC - IC.RC . . . (2.4)
Karena kondisi mati IC = 0 (kondisi ideal) maka : VCE = VCC - 0.RC . . . (2.5)
VCE = VCC . . . (2.6)
Besar arus basis IB adalah
IB = IC/β . . . (2.7)
IB = 0/β = 0
Saat sebuah transistor digunakan pada suatu rangkaian, fungsi dari transistor tersebut ditentukan oleh kurva karakteristik-nya. Transistor memeliki kurva karakteristik input, output dan transfer, yang paling umum digunakan adalah kurva karakteristik output. Pada saat Transistor digunakan sebagai saklar, maka daerah yang digunakan pada kurva karakteristik ialah daerah "cut-off" dan daerah "saturasi", untuk lebih jelasnya lihat gambar di bawah.
Gambar 2.3 Kurva Karakteristik untuk daerah cut-off dan saturasi
Daerah yang diarsir kuning adalah daerah "cut-off". Pada saat "cut-off" kondisi dari transistor adalah arus basis sama dengan nol (IB = 0), Arus output pada
kolektor sama dengan nol dan Tegangan pada kolektor maksimum atau sama dengan tegangan supply (VCE = VCC). Daerah yang diarsir merah adalah daerah "saturasi".
Pada saat "saturasi" kondisi dari transistor adalah arus basis maksimal (IB=Max)
sehingga menghasilkan arus kolektor maksimal (IC=Max) dan tegangan Kolektor
Emitor minimum (VCE=0) (Anonim3, 2011).
Garis beban dapat dibangun apabila kita mengetahui arus beban pada rangkaian dan tegangan operasinya. Sekarang coba Anda bayangkan mendisain transistor yang digunakan untuk mensaklar beban sebesar 20 mA, tegangan supply-nya 5V DC. Titik "A" pada diagram dibawah adalah kondisi saat Saat transistor OFF, IC (arus kolektor) akan menjadi nol sedangkan VCE (tegangan kolektor-emitor) akan
Gambar 2.4 Diagram untuk garis beban
Titik "B" pada diagram diatas adalah kondisi saat transistor ON dimana IC
akan menjadi 20 mA (sama dengan arus beban) dan VCE nilainya sangat kecil hampir
mendekati nol. Garis yang ditarik dari titik A ke titik B ini yang dinamakan garis beban (Anonim3, 2011).
Rumus Perhitungan Transistor Sebagai Saklar
Misalnya, sebuah transistor dengan tegangan supply 5V DC digunakan untuk mensaklar sebuah lampu 5V DC 20 mA. Transistor diplih bervariasi dengan variasi hfe dari 100 - 500. Rangkaian menggunakan konfigurasi common-emitor (gambar dibawah). Tentukan nilai Rb (tahanan basis) agar transistor dapat bekerja pada kelompok penguatan yang sama!
Gambar 2.5 Rangkaian
Karena transistor mungkin mempunyai hfe antara 100 - 500 maka kita pilih dulu menggunakan hfe minimum ( 100 ). Arus kolektor adalah 20mA, maka Arus Basis yang dibutuhkan adalah:
hfe = Ic / Ib
Ib = Ic / hfe(min) = 20/100= 0,2 mA
Nilai Vin adalah 5V DC, nilai Vbe adalah 0,6V DC (konstanta) berarti tegangan yang melewati Rb adalah Vin - Vbe = 4,4 V DC. Sehinggan Nilai Rb dapat kita hitung:
Rb = 4.4 / 0.2 = 22K (Anonim3, 2011).
Agar transistor dapat bekerja sebagai saklar, ada beberapa hal yang harus diperhatikan diantaranya :
1. Menentukan Ic
Ic adalah arus beban yg akan mengalir dari kaki kolektor ke emitor. Besarnya arus beban ini tidak boleh lebih besar dari Ic maksimum yang dapat
dilewatkan oleh transistor. Arus beban ini dapat dicari dengan persamaan berikut :
2. Menentukan hfe transistor
Setelah arus beban yg akan dilewatkan pada transistor diketahui maka selanjutnya adalah menentukan transistor yang akan dipakai dengan syarat seperti berikut :
3. Menentukan RB
Setelah transistor yg akan dipakai sebagai saklar telah ditentukan maka selanjutnya adalah menentukan hambatan pada basis (RB). Besarnya RB ini
dapat dicari dengan persamaan berikut :
BAB III
METODE PERCOBAAN 3.1 Waktu dan Tempat Praktikum
Praktikum dilaksanakan pada hari Rabu tanggal 16 November 2011 pada pukul 08.00 WITA yang bertempat di Laboratorium Pengembangan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lambung Mangkurat.
3.2 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada perobaan kali ini yakni sebagai berikut :
1. Tahanan ( Resistor ), sebagai penghambat dalam rangkaian 2. Transistor NPN dan PNP, sebagai penyearah dalam rangkaian 3. Power Supply, sebagai sumber tegangan
4. Voltmeter, untuk mengukur nilai tegangan dalam rangkaian
5. Amperemeter, untuk mengukur nilai arus yang mungalir dalam rangkaian 6. Breadboard, sebagai papan rangkaian dalam percobaan
3.3 Prosedur Kerja
1. Membuat rangkaian seperti gambar 6.3 dengan mengganti RL dengan lampu LED dan RB = 22 K. Melengkapi tabel 6.1.
Tabel 6.1
No. VCC (volt) IC (A) IB (A) IC : IB VBE VCE
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
2. Membuat rangkaian seperti gambar 6.2 b dengan mengganti RL dengan lampu LED dan RB = 22 K. Melengkapi tabel 6.2.
Tabel 6.2
No. VCC (volt) IC (A) IB (A) IC : IB
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. 2011. Transistor.
http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor Diakses pada tanggal 15 November 2011. Anonim2. 2011. Sistem Transistor sebagai Saklar.
http://belajar-elektronika.info/
Diakses pada tanggal 15 November 2011. Anonim3. 2011. Transistor sebagai Saklar.
http://elkaubisa.blogspot.com/2009/04/transistor-sebagai-saklar-bagian-1.html
Diakses pada tanggal 15 November 2011.
Anonim4. 2011. Transistor sebagai Saklar (Switching Transistor).
http://yosmedia.blogspot.com/2008/06/transistor-sebagai-saklar-switching.html
Diakses pada tanggal 15 November 2011.
Gibilisco, Stan. 2002. Teach Yourself Electricity and Electronics. Mc Graw-Hill. Malvino,A.P. 1999. Electronics Principle. Mc Graw Hill.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Tabel 1. Hasil Pengamatan pada Transistor NPN input 5 V
No. VCC (V) 22,7 KΩ VBE (V) VCE (V) VC (V) VB (V) 1 1 0,41 0,6 . 10-3 3,2 0,77 2 2 0,65 0,4. 10-3 3,33 1,38 3 3 0,80 0,2. 10-3 3,26 2,23 4 4 0,81 0,7. 10-3 3,3 2,38 5 5 0,98 0,4. 10-3 3,34 3,08 6 6 0,81 0,5. 10-3 3,3 5,1 7 7 0,73 0,7. 10-3 3,2 6,02 8 8 0,82 0,7. 10-3 3,2 7,03 9 9 0,80 0,7. 10-3 3,2 7,98 10 10 0,79 0,7. 10-3 3,2 8,95 11 11 0,81 0,5. 10-3 3,3 9,82 12 12 0,81 0,5. 10-3 3,2 10,85
Tabel 2. Hasil Pengamatan pada Transistor NPN input 0 V
No. VCC (V) 22,7 KΩ VC (V) VB (V) 1 1 0,17 0,65. 10-3 2 2 0,19 0,6. 10-3 3 3 0,17 0,8. 10-3 4 4 0,18 0,9. 10-3 5 5 0,19 0,9. 10-3 6 6 0,19 0,9. 10-3 7 7 0,19 0,7. 10-3 8 8 0,17 0,7. 10-3
9 9 0,18 0,6. 10-3
10 10 0,17 0,9. 10-3
11 11 0,18 0,7. 10-3
12 12 0,17 0,7. 10-3
4.2 Perhitungan
a. Menghitung arus pada basis, kolektor, dan penguatan arus. IB = VB/RB = 0,6 . 10-3 V/22,7 . 103 Ω = 0,026. 10-6 A IC = VC/RC = 0,41 V/ 35,2 . 106 Ω = 0,012.10-6 A β = IC/ IB = 0,012.10-6/0,026. 10-6 = 0,46
Tabel 3. Hasil Perhitungan pada Transistor NPN input 5 V
No. VCC (V) V 22,7 KΩ β = IC/ IB C (V) VB (V) IB (A) IC (V) 1 1 0,41 0,6 . 10-3 0,026.10-6 0,012.10-6 0,46 2 2 0,65 0,4. 10-3 0,018.10-6 0,018.10-6 1 3 3 0,80 0,2. 10-3 0,009.10-6 0,023.10-6 2,55 4 4 0,81 0,7. 10-3 0,003.10-6 0,23.10-6 76,77 5 5 0,98 0,4. 10-3 0,002.10-6 0,028.10-6 14 6 6 0,81 0,5. 10-3 0,002.10-6 0,021.10-6 10,5 7 7 0,73 0,7. 10-3 0,031.10-6 0,021.10-6 0,68 8 8 0,82 0,7. 10-3 0,031.10-6 0,023.10-6 0,74 9 9 0,80 0,7. 10-3 0,031.10-6 0,023.10-6 0,74 10 10 0,79 0,7. 10-3 0,031.10-6 0,022.10-6 0,71 11 11 0,81 0,5. 10-3 0,022.10-6 0,023.10-6 1,05 12 12 0,81 0,5. 10-3 0,022.10-6 0,023.10-6 1,05
Tabel 4. Hasil Perhitungan pada Transistor NPN input 0 V
No. VCC (V) V 22,7 KΩ β = IC/ IB
B (V) VC (V) IB (A) IC (V)
1 1 0,65.10-3 0,17 0,028.10-6 0,005.10-6 0,18
2 2 0,6. 10-3 0,19 0,026.10-6 0,005.10-6 0,19
4 4 0,9. 10-3 0,18 0,039.10-6 0,005.10-6 0,13 5 5 0,9. 10-3 0,19 0,039.10-6 0,005.10-6 0,13 6 6 0,9. 10-3 0,19 0,039.10-6 0,005.10-6 0,13 7 7 0,7. 10-3 0,19 0,031.10-6 0,005.10-6 0,16 8 8 0,7. 10-3 0,17 0,031.10-6 0,005.10-6 0,16 9 9 0,6. 10-3 0,18 0,026.10-6 0,005.10-6 0,19 10 10 0,9. 10-3 0,17 0,039.10-6 0,005.10-6 0,13 11 11 0,7. 10-3 0,18 0,031.10-6 0,005.10-6 0,13 12 12 0,7. 10-3 0,17 0,031.10-6 0,005.10-6 0,13
b. Menghitung Tegangan antara Kolektor dan Emitor (VCE)
VE = VB + VBE, dimana VBE = 0,7 V = 0,6 . 10-3 + 0,7 = 0,7006 V VCE = VE - VC = 0,7006 – 0,41 = 0,2906 V
Tabel 5. Hasil Perhitungan VCE pada Transistor NPN input 5 V
No. VCC (V) 22,7 KΩ VCE (V) VC (V) VB (V) VE (V) 1 1 0,41 0,6 . 10-3 0,7006 0,2906 2 2 0,65 0,4. 10-3 0,7004 0,0504 3 3 0,80 0,2. 10-3 0,7002 -0,0998 4 4 0,81 0,7. 10-3 0,7007 -0,1093 5 5 0,98 0,4. 10-3 0,7004 -0,2796 6 6 0,81 0,5. 10-3 0,7005 -0,1095 7 7 0,73 0,7. 10-3 0,7007 -0,0293 8 8 0,82 0,7. 10-3 0,7007 -0,1193 9 9 0,80 0,7. 10-3 0,7007 -0,0993 10 10 0,79 0,7. 10-3 0,7007 -0,0893 11 11 0,81 0,5. 10-3 0,7005 -0,1095 12 12 0,81 0,5. 10-3 0,7005 -0,1095
Tabel 6. Hasil Perhitungan VCE pada Transistor NPN input 0 V
No. VCC (V) 22,7 KΩ VCE (V) VB (V) VC (V) VE (V) 1 1 0,65.10-3 0,17 0,7006 0,5306 2 2 0,6. 10-3 0,19 0,7006 0,5106 3 3 0,8. 10-3 0,17 0,7008 0,5308 4 4 0,9. 10-3 0,18 0,7009 0,5209 5 5 0,9. 10-3 0,19 0,7009 0,5109
6 6 0,9. 10-3 0,19 0,7009 0,5109 7 7 0,7. 10-3 0,19 0,7007 0,5107 8 8 0,7. 10-3 0,17 0,7007 0,5307 9 9 0,6. 10-3 0,18 0,7006 0,5206 10 10 0,9. 10-3 0,17 0,7009 0,5309 11 11 0,7. 10-3 0,18 0,7007 0,5207 12 12 0,7. 10-3 0,17 0,7007 0,5307 4.3 Pembahasan
Pada praktikum ini transistor difungsikan sebagai saklar elektronik dengan memanfaatkan dua keadaan transistor yaitu keadaan saturasi (sebagai saklar tertutup) dan keadaan cut off (sebagai saklar terbuka). Ketika transistor berada dalam keadaan saturasi maka arus kolektornya adalah sebanding dengan tegangan sumber kolektor dibagi dengan hambatan yang ada pada kolektor tersebut. Sedangkan pada saat cut off tegangan kolektor sama dengan tegangan sumber kolektor ( VCE(cut) = VCC) dan
arus basis mendekati nol (IB = 0). Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt
sampai kira – kira 0,7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor –
basis yang mana pada tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan
aliran elektron. Sedangkan daerah cut off adalah jika tegangan VCC dinaikkan
perlahan – lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba – tiba arus IC konstan.
Pada rangkaian elektronik, sinyal input yang dihasilkan adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada basis transistor, yang mana kolektor dan emitor sebagai penghubung untuk pemutus (short) atau sebagai pembuka rangkaian. Akan tetapi transistor memiliki kelemahan yaitu tidak dapat berfungsi sebagai sebagai switch (saklar) tegangan DC atau tegangan tinggi .Selain itu, umumnya tidak digunakan sebagai switching untuk arus besar (>5 A).
Berdasarkan data pengamatan yang telah dilakukan, data yang diambil adalah untuk R= 22,7 KΩ untuk NPN input 5 V dengan VCC dari 1 volt sampai 12 volt nilai
VC masing – masing yaitu 0,41 V; 0,65 V; 0,80 V; 0,81 V; 0,98 V; 0,81 V; 0,73 V;
0,82 V; 0,80 V; 0,79 V; 0,81 V; dan 0,81 V. Nilai VB masing – masing 0,6 . 10-3 V;
0,4 . 10-3 V; 0,2. 10-3 V; 0,7. 10-3 V; 0,4. 10-3 V; 0,5 . 10-3 V; 0,7. 10-3 V; 0,7. 10-3 V;
0,7. 10-3 V; 0,7 . 10-3 V ;0,5. 10-3 V; 0,5. 10-3 V. Dari hasil pengamatan dan
perhitungan terlihat bahwa VB dan VC tidak stabil nilainya, ada yang naik dan ada
yakni saklar tertutup atau dalam keadaan menghantar. Pada kondisi ini arus kolektor yang mengalir maksimum tetapi dari hasil pengamatan didapat hasil sebagai berikut untuk IB yaitu 0,026. 10-6 A; 0,018. 10-6 A; 0,009. 10-6 A; 0,003. 10-6 A; 0,002. 10-6 A; 0,002. 10-6 A; 0,031. 10-6 A; 0,031. 10-6 A; 0,031. 10-6 A; 0,031. 10-6 A; 0,022. 10-6 A; dan 0,022. 10-6 A. Untuk I C yaitu 0,012. 10-6 A; 0,018. 10-6 A; 0,023. 10-6 A; 0,23. 10 -6 A; 0,028. 10-6 A; 0,021. 10-6 A; 0,021. 10-6 A; 0,023. 10-6 A; 0,023. 10-6 A; 0,022. 10-6 A; 0,023. 10-6 A; dan 0,023. 10-6 A. V
CE yang diperoleh dari hasil pengamatan
yaitu 0,77 V; 1,38 V; 2,23 V; 2,38 V; 3,08 V; 5,1 V; 6,02 V; 7,03 V; 7,98 V; 8,95 V; 9,82 V; dan 10,85 V. Sedangkan dari hasil perhitungan didapat sebagai berikut 0,2906 V; 0,0504 V; -0,0998 V; -0,1093 V; -0,2796 V; -0,1095 V; -0,0293 V; -0,1193 V; -0,0993 V; -0,0893 V; -0,1095 V; dan -0,1095 V .VCE yang didapat dari
hasil pengamatan berbeda dengan hasil perhitungan, pada hasil pengamatan terlihat bahwa saat VCC naik VCE juga naik dan nilainya saling mendekati sedangkan pada
hasil perhitungan VCE yang dihasilkan ada yang bernilai negatif. Dari teori
disebutkan bahwa pada keadaan saturasi seharusnya VCE itu minimum sedangan arus
yang mengalir maksimum.
Dari data hasil pengamatan dan perhitungan untuk NPN dengan VCC dari 0 -
12 volt dengan input 0 V diperoleh hasil VC sebagai berikut 0,17 V; 0,19 V; 0,17 V;
0,18 V; 0,19 V; 0,19 V; 0,19 V; 0,17 V; 0,18 V; 0,17 V; 0,18 V; dan 0,17 V. Selain itu VB yang dihasilkan yaitu 0,65 . 10-3 V; 0,6. 10-3 V; 0,8. 10-3 V; 0,9. 10-3 V; 0,9.
10-3 V; 0,9. 10-3 V; 0,7. 10-3 V; 0,7. 10-3 V; 0,6 . 10-3 V; 0,9 . 10-3 V; 0,7 . 10-3 V; dan
0,7 . 10-3 V. Transistor pada saat input 0 V ini adalah pada keadaan cut-off yakni saat
tegangan masukan dan basis ditanahkan atau ground. Sambungan BE dan BC dibias balik dan transistor bekerja sebagai saklar terbuka dalam keadaan tidak menghantar. Seharusnya arus basis dan arus kolektor yang didapat adalah nol dan VCE maksimum
tetapi hasil yang didapatkan dari pengamatan adalah sebagai berikut, untuk IB 0,028 .
10-6 A; 0,026.10-6 A; 0,035.10-6 A; 0,039.10-6 A; 0,039.10-6 A; 0,039.10-6 A; 0,031.10 -6 A; 0,031.10-6 A; 0,026.10-6 A; 0,039.10-6 A; 0,031.10-6 A; dan 0,031.10-6 A.
Sedangkan untuk IC didapat adalah 0,005. 10-6 A. Berarti dari hasil pengamatan ini
arus yang mengalir pada basis maupun pada kolektor mendekati nol. Sedangkan VCE
yang diamati cenderung stabil berbeda dengan teori, yaitu sebagai berikut 0,5306 V; 0,5106 V; 0,5308 V; 0,5209 V; 0,5109 V; 0,5109 V; 0,5107 V; 0,5307 V; 0,5206 V;
0,5309 V; 0,5207 V; 0,5307 V. Seharusnya VCE itu sama dengan VCC namun yang
didapatkan dari hasil pengamatan berbeda, sebanding pun tidak.
Untuk penguatan (β ) yang diperoleh dari hasil perhitungan yaitu yang pertama pada input 5 V sebagai berikut 0,46 ; 1 ; 2,55 ; 76,77 ; 14 ; 10,5 ; 0,68 ; 0,74 ; 0,74 ; 0,71 ; 1,05; 1,05. Sedangkan pada input 0 V diperoleh hasil 0,18 ; 0,19 ; 0,14 ; 0,13; 0,13 ; 0,13 ; 0,16 ; 0,16 ; 0,19 ; 0,13 ; 0,13; dan 0,13. Menurut teori bahwa nilai penguatan itu berkisar antara 20-200 saja tetapi dari hasil perhitungan yang sesuai teori hanya 76,77 yang lainnya tidak sesuai. Penguatan (β ) didefinisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor dengan arus basis yakni parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor, arus basis yang kecil menjadi arus kolektor yang lebih besar.
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil pada praktikum ini antara lain adalah:
1. Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus IC
konstan terhadap berapapun nilai VCE.
2. Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt
(transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-basis yang mana tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron.
3. Daerah cut-off terjadi pada saat arus basis dan arus kolektor transistor nol (IB
= IC = 0) dan VCE maksimum, dengan kata lain transistor dalam keadaan
tertutup.
5.2 Saran
Sebaiknya praktikan lebih serius lagi dalam menjalani praktikum ini agar hasil pengamatan yang didapatkan lebih akurat dan rangkaian yang dibuat tidak salah.
LAMPIRAN
