Modul 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. Tugas Pendahuluan
2. Laporan Akhir

MODUL 2

Transistor

1. Pendahuluan[Kembali]

Transistor merupakan salah satu komponen elektronik paling berpengaruh yang sejak penemuannya pada tahun 1947 oleh John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley di Bell Labs telah membawa revolusi besar dalam dunia teknologi dan komunikasi. Sebagai perangkat berbahan semikonduktor, transistor mampu mengatur aliran arus listrik sehingga berfungsi sebagai penguat, saklar, maupun modulator dalam beragam aplikasi elektronik, mulai dari perangkat sederhana hingga sistem komputer berteknologi tinggi. Peran krusial ini menjadikannya fondasi utama bagi berbagai perangkat modern seperti komputer, telepon pintar, hingga peralatan rumah tangga berbasis teknologi cerdas.

Secara struktur, transistor memiliki tiga terminal utama, yaitu emitor, basis, dan kolektor. Melalui ketiga terminal tersebut, transistor dapat mengendalikan aliran arus sekaligus memungkinkan terjadinya penguatan sinyal secara efektif. Perkembangan teknologi selanjutnya melahirkan berbagai jenis transistor, di antaranya transistor bipolar (BJT) dan transistor efek medan (FET). Inovasi ini turut membuka jalan bagi lahirnya sirkuit terpadu (IC) yang mampu menampung jutaan transistor dalam satu chip, sehingga memungkinkan miniaturisasi perangkat elektronik modern.

 

2. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja transistor. 

2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Fixed Bias. 

3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Emitter Stabillized Bias 

4. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Self Bias. 

5. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Voltage Divider Bias. 

6. Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply.

 

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

a).  Multimeter

Multimeter merupakan instrumen penting dalam bidang pengukuran dan analisis elektronik, karena mampu mengukur berbagai besaran listrik seperti tegangan, arus, dan resistansi. Berkat kemampuannya tersebut, perangkat ini membantu teknisi maupun insinyur dalam mengevaluasi kondisi rangkaian, mendeteksi kerusakan atau gangguan, serta memastikan setiap komponen bekerja dengan baik. Selain dipakai untuk pemeliharaan, multimeter juga sering dimanfaatkan dalam proses perbaikan dan kalibrasi perangkat elektronik, karena dapat memberikan data yang akurat sebagai acuan. Kombinasi antara fungsi yang beragam dan kemudahan penggunaannya menjadikan multimeter sebagai salah satu alat esensial dalam pengembangan, perawatan, serta troubleshooting sistem elektronik.

 

    b). Jumper

Dalam dunia elektronika, jumper berfungsi sebagai penghubung atau pemutus jalur pada papan sirkuit sehingga memungkinkan penyesuaian serta konfigurasi perangkat. Komponen ini sering dimanfaatkan untuk menentukan mode kerja, mengaktifkan maupun menonaktifkan fitur tertentu, serta membantu proses pemeliharaan dan troubleshooting. Karena mudah dipasang maupun diganti, penggunaan jumper memberikan fleksibilitas tinggi dan memungkinkan perubahan konfigurasi tanpa harus melakukan penyolderan, sehingga efisiensi dalam pengembangan maupun perawatan perangkat elektronik dapat ditingkatkan.

 

     c). DC Power Supply

DC power supply atau catu daya searah adalah perangkat yang menghasilkan tegangan DC stabil dan dapat diatur sesuai kebutuhan. Alat ini umum digunakan dalam pengujian, pengembangan, serta eksperimen laboratorium untuk memastikan rangkaian dan komponen bekerja dengan benar. Dengan kemampuannya mengontrol tegangan dan arus, catu daya searah mendukung kinerja optimal sekaligus menjaga keamanan pada berbagai aplikasi elektronik.

    

B. Bahan

  a) Transistor 

Transistor memiliki peranan vital dalam sistem elektronik, di antaranya sebagai penguat sinyal untuk memperbesar sinyal lemah agar dapat ditransmisikan secara optimal, serta sebagai saklar elektronik yang mengatur aliran arus dengan mengubah kondisi on/off pada rangkaian. Tidak hanya itu, transistor juga berfungsi dalam proses modulasi sinyal dan pengendalian daya, sehingga mendukung kinerja penting pada perangkat komunikasi, komputer, hingga berbagai aplikasi elektronik lainnya. Berkat kemampuan pengendalian dan fleksibilitasnya, transistor menjadi komponen fundamental dalam perkembangan teknologi modern.

 

   b) Resistor

 

Resistor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam suatu rangkaian, sekaligus melindungi komponen lain yang bersifat sensitif. Selain itu, resistor juga berperan dalam pembagian tegangan dan arus, sehingga banyak digunakan dalam pengaturan sinyal, rangkaian filter, serta berbagai aplikasi elektronika lainnya. Dengan fungsi tersebut, resistor berkontribusi dalam menjaga kestabilan serta keandalan kinerja rangkaian, sehingga menjadi salah satu elemen penting dalam mendukung operasional berbagai perangkat dan sistem elektronik yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

  

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 transistormemiliki 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 :

        1. 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.

 

        2. 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.