Transistor Laporan - Teknik Konversi Energi Polban

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM Elektronika

Transistor Bipolar I & II

Tanggal Praktikum : 29 Maret 2010 &

Tanggal Praktikum : 29 Maret 2010 & 06 April 201006 April 2010 Tanggal Penyerahan Laporan : 12

Tanggal Penyerahan Laporan : 12 april 2010april 2010

N

Naammaa : : AAllddiinnoo..M M ((009911771111000033)) K

Keellaass : : IIAA

JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2010

Transistor Bipolar I & II

(2)

1

1.. TTuujjuuaann a.

a. MeMempmpelelajajarari i kakararaktktererisistitik k ininpuput t dadan n ououtptput ut dadari ri trtranansisiststor or dadalalamm rangkaian common base

rangkaian common base b.

b. MeMempmpelelajajarari i ciciriri-c-ciriri i hahargrga a dadari ri reresisiststanansi si ininpuput t dadan n ououtptputut, , dadann penguatan arus transistor dalam rangkaian common base

penguatan arus transistor dalam rangkaian common base c.

c. MeMempmpelelajajarari i kakararaktktererisistitik k ininpuput t dadan n ououtptput ut dadari ri trtranansisiststor or dadalalamm rangkaian common base

rangkaian common base d.

d. MenMengamgamati siati sifat-fat-sifsifat at trtransiansistostor pada kur pada kurvrva karaa karaktekterirististik inpuk input dant dan output dalam rangkaian common

output dalam rangkaian common emitteremitter e.

e. MempeMempelajarlajari cara keri cara kerja tranja transistosistor sebagr sebagai saklarai saklar f.

f. MempeMempelajarlajari dan mi dan membuembuat ranat rangkaian gkaian transtransistor istor penguapenguat satu t satu tingktingkatat

2.

2. Landasan TeoriLandasan Teori Trans

Transistor Bipolar adalah istor Bipolar adalah sebuah komponen sebuah komponen senisenikonduktkonduktor. or. SelaiSelain n ituitu transistor adalah komponen aktif dengan arus, tegangan atau daya keluaran transistor adalah komponen aktif dengan arus, tegangan atau daya keluaran yan

yang g dikdikendendalialikan kan oleoleh h aruarus s masmasukaukan, n, trtransiansistostor r terterdirdiri i dar dar 2 2 jenjenis is yaiyaitutu Transistor NPN dan Transistor PNP. Prinsip kerja dari transistor NPN adalah Transistor NPN dan Transistor PNP. Prinsip kerja dari transistor NPN adalah jika basis diberi arus dan mempunyai beda tegangan dengan emitter sebesar jika basis diberi arus dan mempunyai beda tegangan dengan emitter sebesar 0,6 V maka arus akan mengalir dari collector menuju emitter. Sedangkan 0,6 V maka arus akan mengalir dari collector menuju emitter. Sedangkan untuk PNP berlaku sebaliknya.

untuk PNP berlaku sebaliknya.

A.

A. Transistor Transistor NPN NPN B. B. TransistorTransistor PNP PNP

Karakteristik

II B B II_C_C II_E_E

(3)

Rangkaian CE adalah rangkain yang pa

Rangkaian CE adalah rangkain yang paling sering digunakan untukling sering digunakan untuk berbagai aplikasi yang mengunakan transistor. Dinamakan rangkaian CE, berbagai aplikasi yang mengunakan transistor. Dinamakan rangkaian CE, sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt dihubungkan

sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt dihubungkan pada titik emiter.pada titik emiter.

Gambar-2 : rangkaian CE Gambar-2 : rangkaian CE Sekilas Tentang Notasi

Sekilas Tentang Notasi

Ada beberapa notasi yang sering digunakan untuk mununjukkan besar Ada beberapa notasi yang sering digunakan untuk mununjukkan besar tegangan pada suatu titik maupun antar titik.

tegangan pada suatu titik maupun antar titik. Notasi dengan 1 subscriptNotasi dengan 1 subscript adalah untuk menunjukkan besar tegangan pada

adalah untuk menunjukkan besar tegangan pada satu titik, misalnya Vsatu titik, misalnya VCC ==

tegangan kolektor, V

tegangan kolektor, VBB = tegangan base dan V= tegangan base dan VEE = tegangan emiter.= tegangan emiter.

Ada juga notasi dengan 2 subscript yang dipakai

Ada juga notasi dengan 2 subscript yang dipakai untuk menunjukkan besaruntuk menunjukkan besar tegangan antar 2 titik, yang disebut juga dengan tegangan

tegangan antar 2 titik, yang disebut juga dengan tegangan jepit.jepit. Diantaranya adalah :

Diantaranya adalah : V

VCECE = tegangan jepit kolektor- emitor= tegangan jepit kolektor- emitor

V

VBEBE = tegangan jepit base - emitor= tegangan jepit base - emitor

V

VCBCB = tegangan jepit kolektor - base= tegangan jepit kolektor - base

Notasi seperti V

Notasi seperti VBBBB, V, VCCCC, V, VEEEE berturut-turut adalah besar sumber tegangan yangberturut-turut adalah besar sumber tegangan yang

masuk ke titik base, kolektor dan emitor. masuk ke titik base, kolektor dan emitor.

Kurva Base

Hub

Hubungungan an antantara IB ara IB dan VBE dan VBE tententu tu sajsaja a akaakan n berberupa upa kurkurva va diodioda.da. Kar

Karenena a mememamang ng tetelalah h didikeketatahuhui i bahbahwa wa jujuncnctition on babasese-e-emimitotor r titidadak k lalainin adalah sebuah dioda. Jika hukum Ohm diterapkan pada loop base diketahui adalah sebuah dioda. Jika hukum Ohm diterapkan pada loop base diketahui adalah :

adalah :

IIBB = (V= (VBBBB - V- VBEBE) / R) / RBB ... (5)... (5)

V

VBEBEadalah tegangan jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya akanadalah tegangan jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya akan

mengalir jika tegangan antara base-emitor lebih besar dari V

mengalir jika tegangan antara base-emitor lebih besar dari VBEBE. Sehingga. Sehingga

arus I

(4)

Gambar-3 : kurva I Gambar-3 : kurva IBB-V -V BEBE

Besar V

Besar VBEBE umumnya tercantum di dalamumumnya tercantum di dalam databook databook . Tetapi untuk. Tetapi untuk

penyerdehanaan umumnya diketahui V

penyerdehanaan umumnya diketahui VBEBE = 0.7 volt untuk transistor silikon= 0.7 volt untuk transistor silikon

dan V

dan VBEBE = 0.3 volt untuk = 0.3 volt untuk transistor germanium. Nilai ideal Vtransistor germanium. Nilai ideal VBEBE = 0 volt.= 0 volt.

Kurva Kolektor Kurva Kolektor

Sekarang sudah diketahui konsep arus base dan arus kolektor. Satu Sekarang sudah diketahui konsep arus base dan arus kolektor. Satu hal lain yang menarik adalah bagaimana hubungan antara arus base I

hal lain yang menarik adalah bagaimana hubungan antara arus base IBB, arus, arus

ko

kolelektktor or IICC dadan n tetegagangngan an kokolelektktoror-e-emimiteter r VVCECE. . DenDengan megan mengungunaknakanan

rangkaian-01

rangkaian-01, tegangan V, tegangan VBBBB dan Vdan VCCCC dapdapat at diadiatur tur untuntuk uk memmemperperoleoleh h ploplott

garis-garis kurva kol

garis-garis kurva kolektor. Pada gambar ektor. Pada gambar berikut telah diberikut telah diplot beberapa plot beberapa kurvakurva kolektor arus I

kolektor arus ICC terhadap Vterhadap VCECE dimana arus Idimana arus IBB dibuat konstan.dibuat konstan.

Gambar-5 : kurva kolektor Gambar-5 : kurva kolektor

Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan daerah Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan daerah ke

kerjrja a trtranansisiststoror. . PePertrtamama a adadalalah ah daedaerarahh saturasisaturasi, , llalalu u dadaererahah cut-off cut-off ,, kemudian daerah

kemudian daerah aktif aktif dan seterusnya daerahdan seterusnya daerah breakdownbreakdown.. Daerah Aktif

Daerah Aktif

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus I

arus ICC konstans terhadap berapapun nilai Vkonstans terhadap berapapun nilai VCECE. Dari kurva ini diperlihatkan. Dari kurva ini diperlihatkan

bahwa arus I

bahwa arus ICC hanya tergantung dari besar arus Ihanya tergantung dari besar arus IBB. Daerah kerja ini biasa. Daerah kerja ini biasa

juga disebut daerah linear (

(5)

Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada looploop

kolektor (rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan : kolektor (rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan :

V

VCECE = V= VCCCC - I- ICCRRCC... (6)... (6)

Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah : Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah :

P

PDD = V= VCECE.I.ICC ... (7)... (7)

Rum

Rumus us ini ini menmengatgatakan akan jumjumlah lah disdissipsipasi asi daydaya a tratransinsistostor r adaladalah ah tetegangganganan kol

kolektektor-or-ememitoitor r dikdikali ali jumjumlah lah aruarus s yanyang g melmelewewatiatinyanya. . DisDissipsipasi asi daydaya a iniini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transist

untuk transistor or power sangat perlu power sangat perlu untuk mengetahuntuk mengetahui spesifikasi Pui spesifikasi PDDmax.max.

Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya P

kapasitas daya PDDmax, maka transistor dapat rusak atau terbakar.max, maka transistor dapat rusak atau terbakar.

Aplikasi Transistor Sebagai Penguat Satu Tingkat

S

Seebbuuaah h ttrraannsisiststoor r yyanang g ddiigguunnaakkan an sseebbagagai ai pepenngguuaatt, , ppeerrlluu mendapatkan dahulu bias DC. Bias DC tersebut berfungsi untuk membuat mendapatkan dahulu bias DC. Bias DC tersebut berfungsi untuk membuat transistor bekerja sesuai dengan titik kerja yang diinginkan.

transistor bekerja sesuai dengan titik kerja yang diinginkan.

Untuk praktikum sekarang digunakan transistor penguat kelas A satu Untuk praktikum sekarang digunakan transistor penguat kelas A satu tingkat dengan tegangan DC yang normal yaitu:

tingkat dengan tegangan DC yang normal yaitu:

V

BB

=

R

22

………

………(titik uji

………(titik uji 1)

1)

R

11

+ R

22

V

EE

= V

BB

-V

BEBE

dengan V

BEBE

= 0,7 Volt………(titik uji 3)

II

EE

= V

EE

dengan I

EE

=I

CC

R

EE

V

CC

= V

CCCC

- I

CC

. R

CC

………

………(titik uji

………(titik uji 2)

2)

Bes

Besarnarnya ya penpenguaguatan tan tegtegangaangan n AC AC padpada a ranrangkagkaian ian jenjenis is ComCommon mon EmiEmittetterr seperti contoh rangkaian percobaan dapat dianalisa dengan menggunakan seperti contoh rangkaian percobaan dapat dianalisa dengan menggunakan rangkaian ekivalen AC, dimana besarnya penguatan tegangan adalah :

rangkaian ekivalen AC, dimana besarnya penguatan tegangan adalah :

A

EE

= II

=

αα

=

= rr

CC

bila dipasang C

EE

V

α α rrEE

A

EE

=

rr

CC

bila tanpa C

EE

dimana r

CC

= R

CC

//R

EE

dan r

EE

=

= 26

26 mV

mV

(6)

3.

3. Alat dan Komponen yang DigunakanAlat dan Komponen yang Digunakan 1.

1. Modul Modul PerPercobaan cobaan TransiTransistor stor : : 1 1 BuahBuah 2.

2. MulMultimtimeteeter r digdigitaital l : : 2 2 BuaBuahh 3.

3. MulMultimtimeteeter r AnaAnalog log : : 1 1 BuaBuahh 4.

4. PowPower er SupSupply ply varvariabiable le : : 2 2 BuaBuahh 5.

5. FunFunctiction on GeGenerneratoator r : : 1 1 BuaBuahh 6.

6. OsOscicilllloscoscop op : : 1 1 BuBuahah 7.

7. KabKabel el PePenghnghubuubung ng : : SecSecukupukupnyanya

4.

4. Prosedur Prosedur PercobaanPercobaan

Karakteristik input Transistor pada Rangkaian Common Base Karakteristik input Transistor pada Rangkaian Common Base

1.

1. Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini :Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini :

2.

2. Ubah IUbah IEE dengan Mengatur Vdengan Mengatur VEEEE Sesuai dengan harga-harga pada tableSesuai dengan harga-harga pada table

dibawah ini lalu ubah V

dibawah ini lalu ubah VCBCB dan catat nilai Vdan catat nilai VBEBE pada table dibawah ini.pada table dibawah ini.

IE IE (mA) (mA) 0 0,,22 00,,66 11 22 33 44 66 88 1100 V VCBCB(V)(V) 0 0 00,,6644 8 8 0,68 0,68 6 6 0 0,,770099 00,,774422 00,,776655 00,,778811 00,,880088 00,,882277 00,,884444 1 1 00,,6644 5 5 0,68 0,68 0 0 0 0,,770055 00,,773399 00,,776633 00,,778800 00,,880066 00,,882266 00,,884433 3 3 00,,6644 4 4 0,67 0,67 1 1 0 0,,669955 00,,773333 00,,776688 00,,777766 00,,880033 00,,882233 00,,884411 5 5 00,,6644 00,,6677 00,,668866 00,,772255 00,,775533 00,,777711 00,,880000 00,,882211 00,,883399 R R_C_C == 4700 4700 V V_E_EE_E V V_C_CC_C R R_E_E VVBB E E V V C CBB V VBEBE (V)(V)

(7)

4 4 00 7 7 00,,6644 3 3 0,66 0,66 9 9 0 0,,668855 00,,771177 00,,771177 00,,776677 00,,779966 00,,881188 00,,883366 1 100 00,,6644 1 1 0,66 0,66 7 7 0 0,,668822 00,,770044 00,,770044 00,,776600 00,,779911 00,,881144 00,,883333 3.

3. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalamkertas millimeter blok dalam bentuk V

bentuk VBEBE(I(IEE)(V)(VBEBE fungsi dari Ifungsi dari IEE) untuk tiap-tiap V) untuk tiap-tiap VCBCB

Karakteristik output Transistor pada rangkaian Common Base Karakteristik output Transistor pada rangkaian Common Base 1.

1. Hubungkan rangkaian seperti Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini:dibawah ini:

V V_E_EE_E V V_C_CC_C R R_E_E VV C CBB II C C II E E R R C C= 4,61= 4,61 kΩ kΩ

(8)

2.

2. Ubah IUbah IEE dengan Mengatur Vdengan Mengatur VEEEE Sesuai dengan harga-harga padaSesuai dengan harga-harga pada

table dibawah ini lalu ubah V

table dibawah ini lalu ubah VCBCB dan catat nilai Idan catat nilai ICC pada table dibawahpada table dibawah

ini. ini. V VCBCB((VV)) 00 00,,22 11 22 33 44 66 IE IE (mA) (mA) 0 0 00 00 00 00 00 00 00 1 1 00,,7788 0 0 0,77 0,77 6 6 0 0,,777744 00,,777744 00,,777744 00,,777744 00,,777744 2 2 00,,8800 5 5 0,80 0,80 3 3 0 0,,779977 00,,779933 00,,779933 00,,779933 00,,779933 3 3 00,,8811 7 7 0,81 0,81 6 6 0 0,,881122 00,,880055 00,,880033 00,,880033 00,,880033 4 4 00,,8822 5 5 0,82 0,82 4 4 0 0,,882211 00,,881177 00,,881122 00,,881100 00,,881100 5 5 00,,8833 1 1 0,83 0,83 0 0 0 0,,882288 00,,882255 00,,882211 00,,881177 00,,881166 7 7 00,,8833 6 6 0,84 0,84 0 0 0 0,,883388 00,,883366 00,,883344 00,,883311 00,,882255 1 100 00,,8855 0 0 0,84 0,84 9 9 0 0,,884488 00,,884477 00,,884455 00,,884444 00,,884400 3.

3. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalamGambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalam bentuk I

bentuk ICC(V(VCBCB)(I)(ICC fungsi dari Vfungsi dari VCBCB) untuk tiap-tiap I) untuk tiap-tiap IEE..

(9)

Karakteristik Input dan Output Transistor pada rangkaian Common Emitter Karakteristik Input dan Output Transistor pada rangkaian Common Emitter

1.

1. HubunHubungkan ragkan rangkaiangkaian sepen seperti drti dibawaibawah ini h ini ::

2.

2. Lakukan pengukuran untuk karakteristikLakukan pengukuran untuk karakteristik input input seperti pada tableseperti pada table dibawah ini dibawah ini IIBB ((µµAA)) 1100 2200 3030 4400 5500 6600 7700 V VCECE (V)(V) 0 0 00,,5544 00,,5566 00,,5588 0,,50 599 00,,5599 00,,6611 00,,6611 6 6 00,,6666 00,,6666 00,,6666 0,,60 666 00,,6677 00,,6677 00,,6677 3.

3. Lakukan pengukuran untuk karakteristikLakukan pengukuran untuk karakteristik output output seperti pada tableseperti pada table dibawah ini. dibawah ini. V VEEEE 1 1 + + + + V V C C II_C_C + + II B B 100 100 KΩ KΩ V V B B + + + + + + V V_B_BB_B BC BC 107 107 V VBEBE (V)(V)

(10)

V VCECE ((VV)) 11 22 33 44 55 66 77 IIBB (µA)(µA) 0 0 44,,9 9 µµAA 99,,6 6 µµAA 1155,,22 µA µA 19,5 19,5 µA µA 24,3 24,3 µA µA 29,9 29,9 µA µA 34,4 34,4 µA µA 2 200 00,,8811 11,,5555 22,,4477 55,,22 44,,22 55,,0088 55,,9999 4 400 00,,7755 11,,5566 22,,3377 3,,23 233 44,,1155 55,,0066 55,,7766 4.

4. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalamGambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalam bentuk V

bentuk VBEBE(I(IEE)(V)(VBEBE fungsi dari Ifungsi dari IEE) untuk tiap-tiap V) untuk tiap-tiap VCBCB

5.

5. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalamGambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalam bentuk I

bentuk ICC(V(VCBCB)(I)(ICC fungsi dari Vfungsi dari VCBCB) untuk tiap-tiap I) untuk tiap-tiap IEE..

Rangkaian Transistor sebagai saklar Rangkaian Transistor sebagai saklar

1.Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini : 1.Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini :

IICC (mA)(mA) + + + + V V C CEE II C C + + II B B 15 KΩ15 KΩ + + V V In In + + 5 V 5 V 1 1 kΩ kΩ

(11)

2. Lakukan pengukuran seperti table dibawah ini : 2. Lakukan pengukuran seperti table dibawah ini :

V

Vinin ((VV)) IIB B ((µµAA)) IICC ((mmAA)) VVCECE ((VV)) IILEDLED

0

0 00 00,,0011 33,,22 00,,0011

2

2 00,,0099 1122,,3322 00,,1144 1122,,3322

Rangkaian Penguat Tingkat Satu Rangkaian Penguat Tingkat Satu

1.

1. BuatlBuatlah raah rangkaian ngkaian seperseperti diti dibawah bawah ini:ini:

~

V V_in_in + 12 + 12 V V BC BC 107 107 R R₁₁ == 47 47 kΩ kΩ R R₂₂== 12 12 kΩ kΩ R R_C_C = 2= 2 kΩ kΩ R R E E = = 56 56 0 0 C C₁₁ == 10 µF 10 µF C C E E == 100 100 µF µF C C 2 2 = 10= 10 µF µF R R_L_L A A B B C C

(12)

2.

2. Lakukan pengukuran tegangan DC pada Titik A, Titik B, dan Titik C?Lakukan pengukuran tegangan DC pada Titik A, Titik B, dan Titik C?

3.

3. Pasang RPasang RLL sebesar 2 kΩ lalu berikan sinyal input Vin sebesar 20 mVsebesar 2 kΩ lalu berikan sinyal input Vin sebesar 20 mVPPPP

dengan frekuensi sebesar 1 kHz dan Ukur outputnya dengan dengan frekuensi sebesar 1 kHz dan Ukur outputnya dengan menggunakan oscilloscope !

menggunakan oscilloscope ! 4.

4. HitHitung Pung Pengenguatuatan Voan Vo/Vi/Vin?n?

5.

5. Lepaskan kapasitor CLepaskan kapasitor CEE Lalu lihat perubahan Outputnya?Lalu lihat perubahan Outputnya? 6.

6. Hitung Penguatan Vo/Vin dengan rangkaian tanpa CHitung Penguatan Vo/Vin dengan rangkaian tanpa CEE??

Jawaban: Jawaban: 2. V 2. VAA= = VVCC = = 3. 3. 4.4. 5. 5. V VBB = = 6.6.

Kesimpulan:

Dari hasil praktikum disimpulkan bahwa Dari hasil praktikum disimpulkan bahwa