Transistor
Transistor adalah komponen elektronik dasar yang berfungsi sebagai saklar (switch) atau penguat sinyal dalam rangkaian listrik. Dibuat dari bahan semikonduktor, seperti silikon atau germanium, transistor merupakan salah satu komponen terpenting dalam perangkat elektronik modern, termasuk komputer, ponsel, dan berbagai perangkat elektronik lainnya. Transistor biasanya terdiri dari tiga lapisan bahan semikonduktor yang di-doping (diproses dengan menambahkan atom pengotor untuk meningkatkan konduktivitasnya), yang membentuk tiga terminal utama, yaitu: Basis (B): Terminal yang mengendalikan aliran arus. Kolektor (C): Terminal tempat arus mengalir keluar dari transistor. Emitor (E): Terminal tempat arus mengalir masuk ke transistor. Tergantung pada jenis doping bahan semikonduktor, transistor dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis: NPN Transistor: Menggunakan dua lapisan semikonduktor tipe-N di sekitar lapisan tipe-P .PNP Transistor: Menggunakan dua lapisan semikonduktor tipe-P di sekitar lapisan tipe-N.
Fixed bias adalah salah satu metode yang digunakan untuk memberikan biasing pada transistor, khususnya dalam konfigurasi penguat. Biasing adalah proses menyalurkan tegangan atau arus DC (direct current) ke transistor sehingga transistor dapat beroperasi dalam kondisi yang diinginkan. Dengan menggunakan fixed bias, tegangan basis transistor diatur secara tetap oleh sumber tegangan eksternal.
Self bias bekerja dengan menghubungkan resistor ke emitor transistor. Arus yang mengalir melalui resistor ini menciptakan tegangan emitor (Ve), yang selanjutnya menurunkan tegangan basis-emitor (Vbe) secara otomatis jika arus emitor meningkat. Dengan mekanisme ini, self bias secara otomatis menyesuaikan bias basis untuk menjaga stabilitas arus kolektor (Ic).
Voltage Divider Bias adalah metode biasing transistor yang paling sering digunakan dalam rangkaian penguat karena memberikan stabilitas yang baik terhadap variasi parameter transistor, seperti perubahan β (beta) atau suhu. Dengan menggunakan pembagi tegangan, metode ini menghasilkan tegangan basis (Vb) yang stabil, yang secara langsung menentukan arus basis (Ib), sehingga memberikan bias yang lebih stabil dibandingkan metode bias lainnya seperti fixed bias atau self bias.
2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian fixed bias.
3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian self bias.
4. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian voltage divider bias.
5. Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply.
3. Alat dan Bahan[Kembali]
A. Alat
1.Multimeter
Transistor adalah komponen berbahan semikonduktor yang digunakan sebagai penguat,
sirkuit pemutus, penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada
umumnya transistor memiliki 3 terminal yaitu basis (B), emitter (E), dan collector (C).
Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua tipe,
yaitu:
1. Transistor NPN
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua
bahan tipe N dan satu bahan tipe P.
2. Transistor PNP
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua
bahan tipe P dan satu bahan tipe N.
A. Daerah Operasi Transistor
Berdasarkan kurva hubungan VCE, IC, dan IB diatas, terdapat beberapa region yang
menunjukkan daerah kerja transistor, yaitu:
1. Daerah Potong (Cutoff)
Pada kondisi cutoff, arus basis (IB) = 0 dan arus kolektor (IC) = 0, hal ini
dikarenakan pada emitter dan kolektor menerima reverse bias.
2. Daerah Saturasi
Pada kondisi saturasi, arus kolektor (IC) akan mencapai harga maksimum, tanpa
bergantung kepada arus basis (IB), dan βdc, hal ini dikarenakan pada emitter dan
kolektor menerima forward bias.
3. Daerah Aktif
Pada kondisi aktif, terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:
Hal ini dikarenakan pada emitter menerima forward bias sedangkan pada kolektor
menerima reverse bias.
4. Daerah Breakdown
Kondisi breakdown ini dapat terjadi ketika arus kolektor (IC) melebihi spesifikasi
yang diperbolehkan, kondisi breakdown ini dapat mengakibatkan kerusakan pada
transistor, maka daerah ini harus dihindari.
B. Pemberian Bias pada BJT
Istilah bias dimaksudkan penerapan tegangan DC untuk menetapkan tingkat arus dan
tegangan tetap. Tegangan dan arus yang dihasilkan menyatakan titik operasi (quiescent point)
atau titik Q yang menentukan daerah kerja transistor. Terdapat beberapa jenis pemberian bias
pada BJT, sebagai berikut:1. Fixed Bias
2. Self Bias
3. Voltage Divider Bias
C. Aplikasi Transistor
1. Class A Amplifier
Amplifier kelas A adalah jenis amplifier di mana transistor (atau perangkat penguat lainnya)
selalu beroperasi dalam mode aktif (linear) sepanjang siklus sinyal input. Amplifier kelas A
memiliki satu transistor, amplifier ini digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan linieritas
tinggi dan memiliki daya yang cukup.
Prinsip kerja :
● Transistor dalam Mode Aktif: Dalam amplifier kelas A, transistor tidak pernah
sepenuhnya mati (cut-off) atau jenuh (saturation). Ini berarti transistor selalu berada
dalam kondisi aktif, memungkinkan arus untuk mengalir terus menerus.
● Arus Bias Tinggi: Amplifier kelas A di-bias dengan arus yang cukup tinggi sehingga
sinyal input dapat digeser di sekitar titik operasi yang linear. Ini menghasilkan
distorsi yang sangat rendah dan reproduksi sinyal yang sangat akurat.
2. Regulator Power Supply
Power supply dengan regulator adalah sistem yang menyediakan tegangan keluaran stabil
meskipun ada variasi dalam tegangan masukan atau beban yang dihubungkan. Regulator
bertugas menjaga tegangan output konstan dan melindungi perangkat elektronik yang
terhubung dari kerusakan akibat fluktuasi tegangan.
Terdapat 2 jenis regulator daya :
● Regulator Linear
Regulator linear menggunakan komponen aktif seperti transistor atau op-amp
untuk membatasi tegangan output. Regulator linear unggul dalam beberapa hal
seperti desain yang sederhana, dan noise rendah, akan tetapi memiliki efisiensi yang
rendah karena membuang kelebihan daya sebagai panas.
● Regulator Switching
Regulator switching mengubah tegangan input ke bentuk sinyal AC dengan
frekuensi tinggi menggunakan switching transistor, kemudian menurunkannya
menggunakan transformator, dan akhirnya menstabilkan tegangan output dengan
komponen filter. Keunggulan dari regulator switching antara lain efisiensi yang
tinggi dan dapat menghasilkan berbagai tegangan output. Kekurangan dari
regulator switching adalah memiliki desain yang lebih kompleks, serta bisa
menghasilkan noise yang lebih tinggi.
sirkuit pemutus, penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada
umumnya transistor memiliki 3 terminal yaitu basis (B), emitter (E), dan collector (C).
Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua tipe,
yaitu:
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua
bahan tipe N dan satu bahan tipe P.
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua
bahan tipe P dan satu bahan tipe N.
A. Daerah Operasi Transistor
menunjukkan daerah kerja transistor, yaitu:
Pada kondisi cutoff, arus basis (IB) = 0 dan arus kolektor (IC) = 0, hal ini
dikarenakan pada emitter dan kolektor menerima reverse bias.
Pada kondisi saturasi, arus kolektor (IC) akan mencapai harga maksimum, tanpa
bergantung kepada arus basis (IB), dan βdc, hal ini dikarenakan pada emitter dan
kolektor menerima forward bias.
Pada kondisi aktif, terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:
menerima reverse bias.
Kondisi breakdown ini dapat terjadi ketika arus kolektor (IC) melebihi spesifikasi
yang diperbolehkan, kondisi breakdown ini dapat mengakibatkan kerusakan pada
transistor, maka daerah ini harus dihindari.
B. Pemberian Bias pada BJT
tegangan tetap. Tegangan dan arus yang dihasilkan menyatakan titik operasi (quiescent point)
atau titik Q yang menentukan daerah kerja transistor. Terdapat beberapa jenis pemberian bias
pada BJT, sebagai berikut:
1. Fixed Bias
2. Self Bias
3. Voltage Divider Bias
C. Aplikasi Transistor
Amplifier kelas A adalah jenis amplifier di mana transistor (atau perangkat penguat lainnya)
selalu beroperasi dalam mode aktif (linear) sepanjang siklus sinyal input. Amplifier kelas A
memiliki satu transistor, amplifier ini digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan linieritas
tinggi dan memiliki daya yang cukup.
● Transistor dalam Mode Aktif: Dalam amplifier kelas A, transistor tidak pernah
sepenuhnya mati (cut-off) atau jenuh (saturation). Ini berarti transistor selalu berada
dalam kondisi aktif, memungkinkan arus untuk mengalir terus menerus.
● Arus Bias Tinggi: Amplifier kelas A di-bias dengan arus yang cukup tinggi sehingga
sinyal input dapat digeser di sekitar titik operasi yang linear. Ini menghasilkan
distorsi yang sangat rendah dan reproduksi sinyal yang sangat akurat.
Power supply dengan regulator adalah sistem yang menyediakan tegangan keluaran stabil
meskipun ada variasi dalam tegangan masukan atau beban yang dihubungkan. Regulator
bertugas menjaga tegangan output konstan dan melindungi perangkat elektronik yang
terhubung dari kerusakan akibat fluktuasi tegangan.
Terdapat 2 jenis regulator daya :
● Regulator Linear
Regulator linear menggunakan komponen aktif seperti transistor atau op-amp
untuk membatasi tegangan output. Regulator linear unggul dalam beberapa hal
seperti desain yang sederhana, dan noise rendah, akan tetapi memiliki efisiensi yang
rendah karena membuang kelebihan daya sebagai panas.
● Regulator Switching
Regulator switching mengubah tegangan input ke bentuk sinyal AC dengan
frekuensi tinggi menggunakan switching transistor, kemudian menurunkannya
menggunakan transformator, dan akhirnya menstabilkan tegangan output dengan
komponen filter. Keunggulan dari regulator switching antara lain efisiensi yang
tinggi dan dapat menghasilkan berbagai tegangan output. Kekurangan dari
regulator switching adalah memiliki desain yang lebih kompleks, serta bisa
menghasilkan noise yang lebih tinggi.
4.
Komentar
Posting Komentar