TRANSISTOR
1. Pendahuluan[kembali]
Transistor adalah salah satu komponen paling penting dalam elektronik modern. Berfungsi sebagai penguat sinyal, saklar, atau sebagai bagian dari sirkuit logika, transistor memungkinkan kita untuk mengendalikan arus dan tegangan dalam rangkaian elektronik. Transistor terbuat dari bahan semikonduktor, seperti silikon, dan memiliki tiga terminal utama: emitor (E), basis (B), dan kolektor (C).
Dalam praktiknya, untuk menggunakan transistor sebagai penguat, diperlukan suatu metode untuk memberikan tegangan atau arus yang tepat pada terminal basisnya. Hal ini dikenal sebagai biasing. Biasing bertujuan untuk mengatur titik kerja (operating point) transistor agar berfungsi dengan optimal dalam berbagai kondisi sinyal. Ada beberapa metode biasing yang umum digunakan, antara lain Fixed Bias, Self Bias (atau Bias Otomatis), dan Voltage Divider Bias.
Fixed Bias: Pada konfigurasi fixed bias, tegangan bias diberikan ke basis transistor melalui sebuah resistor yang terhubung langsung ke sumber tegangan. Metode ini sederhana dan mudah diimplementasikan, namun memiliki kelemahan dalam hal kestabilan titik kerja. Fluktuasi suhu atau perubahan parameter transistor dapat menyebabkan pergeseran titik kerja yang tidak diinginkan, membuatnya kurang stabil.
Self Bias (Bias Otomatis): Pada konfigurasi self bias, sebuah resistor ditempatkan di rangkaian emitor untuk memberikan umpan balik negatif, yang membantu menstabilkan titik kerja transistor. Resistor ini menciptakan tegangan pada emitor yang bergantung pada arus emitor itu sendiri, sehingga jika arus emitor meningkat, tegangan emitor juga meningkat, yang kemudian mengurangi tegangan bias efektif pada basis, menurunkan arus basis dan mengembalikan titik kerja ke posisi stabil.
Voltage Divider Bias: Konfigurasi voltage divider bias adalah metode biasing yang paling umum digunakan karena memberikan kestabilan yang lebih baik dibandingkan metode lainnya. Dalam konfigurasi ini, dua resistor digunakan untuk membentuk pembagi tegangan yang memberikan tegangan bias yang stabil ke basis transistor. Tegangan yang diterapkan ke basis menjadi lebih stabil karena bergantung pada rasio dua resistor, bukan pada parameter transistor yang dapat bervariasi.
2. Tujuan [kembali]
Mengetahui prinsip kerja transistor.
Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian fixed bias.
Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian self bias.
Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian voltage divider bias.
Mengetahui prinsip kerja Class A Amplifier
Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply
3. Alat dan Bahan [kembali]
Transistor 2N3904
Resistor 1K, 10K, 560 ohm
DC Power supply
Multimeter
Jumper
4. Dasar Teori [kembali]
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:
Transistor NPN
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua bahan tipe N dan satu bahan tipe P.
Transistor PNP
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua bahan tipe P dan satu bahan tipe N.
Berdasarkan kurva hubungan VCE, IC, dan IB diatas, terdapat beberapa region
yang menunjukkan daerah kerja transistor, yaitu:
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.
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.
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.
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.
Daerah Potong (Cutoff)
Daerah Saturasi
Daerah Aktif
Daerah Breakdown
B. Pemberian Bias pada BJT
Aplikasi Transistor
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.
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
5. Percobaan [kembali]
Comments
Post a Comment