4.1 INTRODUCTION


INTRODUCTION

1.Tujuan[Kembali]

1. Mempelajari dan memahami apa itu transitor.
2. Memahami cara kerja rangkaian yang menggunakan transitor.
3. Mampu membuat simulasi rangkaian dengan menggunakan transitor.

2.Alat dan Bahan[Kembali]

  • Alat yang digunakan

a)Ground


Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.

Dalam Elektronika, ground yang dimaksud adalah ground semu (boleh juga nanti dihubungkan dengan ground sesungguh nya untuk pengamanan terhadap setrum).

Yang dimaksud titik "ground semu" adalah titik tersebut dihubungkan dengan body alat elektronik yang terbuat dari logam sehingga semua komponen di dalamnya tertutupi oleh ground semu itu.

Dengan cara ini jika ada (dan pasti ada) gelombang elektromagnetik dari udara sekitarnya tidak masuk ke alat elektronik kita.

Ground pada elektronik berfungsi sebagai:

1.Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.

2.Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
Simbol Grounding Listrik

Sama seperti kebanyakan istilah dalam dunia kelistrikan sering terdapat simbol yang berbeda beda di tiap negara begitupun juga dengan simbol grounding listrik yang terdapat beberapa yang umum digunakan. Pada peralatan kelistrikan tentunya kita tidak jarang melihat ikon simbol dibawah ini bukan.


Simbol grounding

Kesemuanya adalah sama yaitu sebagai simbol grounding listrik. Fungsi dari simbol ini tentu saja banyak sekali misalnya saat proses gambar teknik instalasi listrik, proses pembangunan gedung, troubleshooting pada saat terjadi kegagalan ataupun maintenance instalasi listrik.

b)VCC

Spesifikasi:5V

VCC menunjukkan pin yang harus disambung ke tegangan positip (biasanya 5V atau 3.3V)

Pada awalnya VCC muncul ketika berbicara tentang rangkaian yang melibatkan transistor, khsusunya Bipolar Junction Transistor. Komponen-komponen elektronik aktif hampir selalu memiliki transistor di dalamnya. Sebuah IC (Integrated Circuit) bisa terdiri dari jutaan atau bahkan milyaran transistor di dalamnya.

Sebuah transistor memiliki 3 kaki yaitu Collector, Base dan Emiter. VCC menyatakan tegangan (Voltage) pada kaki Collector. Jadi istilah VCC pada awalnya merujuk kepada tegangan di Collector ini. Sedangkan tegangan pada Emiter disebut VEE. Dan di kaki Base adalah ground.

Istilah VCC dan VEE ini terus terbawa sampai sekarang bahkan kepada komponen yang tidak mengandung transistor sekalipun. VCC menyatakan power supply positif sedangkan VEE menyatakan power supply negatif. Sedangkan ground adalah netral (0 V). Kebanyakan kasus kita hanya menemukan VCC dan Ground.

Berapakah nilai VCC? tergantung spesifikasinya bisa +3.3V, +5V, +9V atau +12V dan VEE bisa -3.3V, -5V, -9V atau -12V.

Oleh karena itu SANGAT PENTING untuk membaca spesifikasi VCC ini, jika salah bisa berisiko rusaknya komponen arduino kita.

Sebetulnya selain VCC dan VEE ada juga VDD dan VSS. Kalau VCC dan VEE ditemui pada transitor jenis bipolar (BJT), VDD dan VSS ada di transistor jenis FET (Field Effect Transistor). VDD (Drain) sama seperti VCC menyatakan power positif sedangkan VSS (Source) menyatakan power negatif.
  • Bahan yang digunakan
a.Resistor
Spesifikasi:

- Resistance (Ohms) : 220 V

- Power (Watts) : 0,25 W, ¼ W

- Tolerance : ± 5%

- Packaging : Bulk

- Composition : Carbon Film

- Temperature Coefficient : 350ppm/°C

- Lead Free Status : Lead Free

- RoHS Status : RoHs Complient

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus
yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai teminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya.

(V = I.R)

Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm. Nilai Resistor biasanya diwakili dengan kode angka ataupun gelang warna yang terdapat di badan resistor. Hambatan resistor sering disebut juga dengan resistansi atau resistance.

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor adalah :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Berikut adalah macam-macam resistor dan simbolnya


b.Transistor NPN
Spesifikasi :

- Bi-Polar NPN Transistor

- DC Current Gain (hFE) is 800 maximum

- Continuous Collector current (IC) is 500mA

- Emitter Base Voltage (VBE) is 5V

- Base Current(IB) is 5mA maximum

- Available in To-92 Package

Konfigurasi Pin :

Pin 1 : Collector

Pin 2 : Base

Pin 3 : Emitter

Transistor Bipolar atau nama lainnya adalah transistor dwikutub adalah jenis transistor paling umum di gunakan dalam dunia elektronik. Di dalam transistor ini terdapat 3 lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua lapisan inti, yaitu lapisan P-N-P dan lapisan N-P-N.Transistor tipe NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke emitor.

Transistor bipolar juga memiliki 3 kaki yang masing masing di beri nama Basis (B), Kolektor (K) dan Emiter (E). Perbedaan antara fungsi dan jenis-jenis transisor ini terlihat pada polaritas pemberian tegangan bias dan arah arus listrik yang berlawanan.

Cara kerja transistor bipolar dapat di lihat dari dua dioda yang terminal positif dan negatif selalu berdempet, itu sebabnya pada saat ini terdapat 3 kaki terminal. Perubahan arus listrik dari jumlah kecil dapat menimbulkan efek perubahan arus listrik dalam jumlah besar khususnya pada terminal kolektor. Prinsip kerja ini lah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.

Prinsip kerja transistor PNP adalah arus mengalir dari emitor menuju kolektor. Dibandingkan NPN, pada PNP terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor tidak bekerja. Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari emitor ke kolektor.

Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor.

3.Dasar Teori[Kembali]

Analisis atau desain amplifier transistor membutuhkan pengetahuan tentang respons DC dan AC sistem. Sering diasumsikan bahwa transistor adalah perangkat ajaib yang dapat menaikkan tingkat input AC yang diterapkan tanpa bantuan sumber energi eksternal. Pada kenyataannya, peningkatan tingkat daya output AC adalah hasil dari transfer energi dari persediaan dc yang diterapkan. Analisis atau desain amplifier elektronik memiliki dua komponen: porsi DC dan porsi AC.Untungnya, theorema superposisi berlaku dan penyelidikan kondisi dapat benar-benar dipisahkan dari respons AC. Namun, harus di ingat bahwa selama tahap desain atau sintesis pilihan parameter untuk tingkat DC yang diperlukan akan mempengaruhi respons AC, dan sebaliknya.

Tingkat operasi transistor DC dikendalikan oleh sejumlah faktor, termasuk kisaran titik operasi yang mungkin pada karakteristik perangkat. Pada poin 4.2 dapat dilihat proses menentukan rentang untuk amplifier BJT. Setelah tingkat arus dc dan tegangan yang diinginkan telah ditentukan, jaringan harus dibangun yang berguna untuk menetapkan titik operasi yang diinginkan. Setiap desain juga akan menentukan stabilitas sistem, yaitu seberapa sensitif sistem terhadap variasi suhu.

Meskipun sejumlah jaringan dianalisis dalam bab ini, ada kesamaan yang mendasari antara analisis setiap konfigurasi karena penggunaan berulang hubungan dasar penting berikut untuk transistor:

Setelah analisis beberapa jaringan pertama dapat dipahami dengan jelas, jalur menuju solusi jaringan yang akan diikuti akan mulai menjadi cukup jelas. Dalam  kebanyakan kasus, arus IB adalah kuantitas pertama yang ditentukan. Setelah  IB  diketahui, hubungan persamaan. (4.1) hingga (4.3) dapat diterapkan untuk menemukan sisa jumlah bunga. Kesamaan dalam analisis akan segera jelas ketika kita mempelajari bab ini. Persamaan untuk  IB sangat mirip untuk sejumlah konfigurasi sehingga satu persamaan dapat diturunkan dari persamaan lain hanya dengan menjatuhkan atau menambahkan satu atau dua istilah. Fungsi utama dari bab ini adalah untuk mengembangkan tingkat  keakraban dengan transistor BJT yang akan mengizinkan analisis dc dari sistem apa pun yang mungkin menggunakan amplifier BJT.

gambar 4.3

Rangkaian simulasi[Kembali]

Prinsip kerja[Kembali]

Dimulai dari arus yang mengalir dari VCC(1) kemudian diteruskan ke resistor (R1) selanjutnya ke transitor disitu dapat dilihat bahwa besarnya tegangan saat memasuki kaki basis transitor sebesar 0.78 V. Dengan masuknya tegangan sebesar 0.78 V tersebut maka transitor akan aktif karna syarat transitor aktif itu syarat tegangan yang masuk pada kaki basis transitor diatas 0.6 V. Dengan aktifnya transitor maka akan ada arus yang mengalir dari VCC (2) kemudian ke resistor(R2) ,kaki kolektor transitor, kaki emiter transitor dan lanjut ke ground.

Prinsip kerja transistor adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor.

Video simulasi[Kembali]

Example,problem,dan multiple choice[Kembali]

Example

1.Jelaskan 2 jenis transitor

a. Transitor Bipolar adalah transistor yang membawa muatan listrik berupa hole dan e-. Transistor bipolar ada dua tipe yaitu NPN dan PNP.

b. Transitor Unipolar: Transistor yang membawa muatan listrik berupa hole atau e-Transistor unipolar ada dua tipe yaitu channel n dan Channel p  

2.Jelaskan karakteristik input dan output pada transitor

Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik diode pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emittor menuju Collector maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode P-N dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE megakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V seperti ditunjukkan oleh karakteristik pada Gambar 3.
Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB=0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICB0 (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil (<< 0,2 V), pembawa muatan di basis tidak efisien dan transistor dikatakan dalam keadaan saturasi dengan IB > IC / hfe . Pada saat VCE diperbesar IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = IC / hfe. Pada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.

Problem

1. Untuk konfigurasi bias tetap pada Gambar 4.73, tentukan:
(a) IBQ.
(b) ICQ.
(c) VCEQ.
(d) VC.
(e) VB.
(f) VE
Solution



2. Mengingat informasi yang muncul pada Gambar 4.74, tentukan:
(a) IC.
(b) RC.
(c) RB.
(d) VCE.


Solution


Soal Pilihan Ganda

1. Gambar dibawah ini merupakan transitor tipe.....

a.PNP                    d.Channel p

b.NPN                    e.Transitor unipolar

c.Channel n

Jawab:b.NPN   

2. Pada kurva karakteristik transitor, output dibagi menjadi 3 operasi. daerah dimana output tidak cacat asalkan arus Iberfluktuasi masih dalam daerah aktif disebut dengan daerah.....

a.Daerah saturasi         d.Saturation region

b.Daerah aktif                 e.Active region

c.Daerah cutoff

Jawab:a.Daerah saturasi dan e.Active region

Link download[Kembali]

File Rangkaian  DISINI

File HTML DISINI

Datasheet Resistor DISINI

Datasheet Transitor DISINI

Video Rangkaian DISINI

Gambar Rangkaian DISINI

[Menuju Awal]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

  BAHAN PRESENTASI MATAKULIAh Elektronika 2021  OLEH: Muhammad Ilhamdi Akbar 2010953001 Dosen Pengampu: Dr.Darwison,M.T Jurusan Teknik Elek...