Kelompok 6(penerapan transistor)

Hatipah Sofi Sofia

Mengenal Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektot (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor.Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya.

Jenis-Jenis Transistor

BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua diode yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal.

O FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET)

PENERAPAN TRANSISTOR

TRANSISTOR

SEBAGAI OSILATO

R

TRANSISTOR

SEBAGAI PENGUAT

TRANSISTOR

SEBAGAI SENSOR

Transistor sebagai osilator

Osilator bisa dibangun dengan beberapa teknik dasar, yaitu:Menggunakan komponen-komponen dengan memperlihatkan karakteristik resistansi negatif, dan lazimnya menggunakan

Salah satu penggunaan yang sangat penting yang lain dari transistor adalah fungsinya sebagai Oscillator atau pembangkit pulsa. Rangkaian oscillator biasanya digunakan untuk pemicu rangkaian counter atau pencacah, rangkaian lampu hias atau lampu berjalan serta sebagai pembangkit sinyal pembawa atau carrier pada rangkaian radio baik AM ataupun FM. Dari jenis dan variasi rangkaian oscillator banyak sekali jenisnya mulai dari yang sederhana hingga yang paling rumit bahkan banyak yang sudah langsung jadi yang dikemas dalam IC (Integrated Circuit).

Rangkaian oscillator diatas adalah merupakan salah satu rangkaian oscillator yang sederhana. Pada dasarnya prinsip kerja rangkaian oscillator adalah sama, hanya saja beberapa variasi rangkaian terkadang dibutuhkan sesuai dengan hasil yang dibutuhkan. Pada saat transistor Q1 mengalami cutoff atau terbuka kapasitor C1 akan melakukan pengisian dan kapasior C2 akan melakukan pelepasan muatan serta Q2 akan aktif dan membuat led D2 hidup, kemudian pada saat transistor Q1 aktif maka C1 akan melakukan pelepasan muatan melalui kolektor Q1 ke ground.

Penggunaan ini biasanya paling banyak digunakan di rangkaian- rangkaian

elektronika yang sifatnya masih analog misalnya saja ketika digunakan sebagai penguat yaitu penguat arus, penguat tegangan, dan penguat daya.

Sebagai Penguat

Fungsi

Fungsi komponen semikonduktor ini dapat kita temui pada rangkaian Pree-Amp Head , Pree-Amp Mic, Mixer, Echo, Tone Control, Amplifier dan lain-lain.

Kurva transfer tegangan output terhadap tegangan input (tegangan output adalah fungsi dari tegangan input) adalah karakteristik dasar dari sebuah penguatan. Untuk rangkaian penguat yang tampak pada gambar 11.5a., kurva transfer tegangannya ditunjukkan oleh Gambar 11.5b.

Gambar 11.5 Dasar penguatan transistor (a) Rangkaian CE (b) Kurva transfer Vo terhadap Vi

Berdasarkan penguatan dayanya, penguat dibedakan menjadi 2:Penguat sinyal kecil yang memiliki tingkatan daya kurang dari 1 W. Biasanya digunakan pada bagian depan dari suatu sistem, dimana daya sinyal rendah.Penguat daya yang memililki tingkatan daya lebih dari 1 W. Biasanya digunakan dengan bagian akhir suatu sistem karena daya sinyal dan arusnya tinggi. Berdasarkan jangkauan frekuensinya, digolongkan menjadi :Penguat audio : beroperasi dalam jangkauan 20Hz sampai 20kHz. Penguat radio (RF) : beroperasi di atas 20 KHz. dapat juga digolongkan menjadi:Penguat pita sempit (narrowband): jangkauan frekuensi yang kecil (450-460 kHz)Penguat pita lebar (wideband): jangkauan frekuensi yang besar (0 - 1 MHz) Berdasarkan tipe-tipe pangggandengan (coupling), digolongkan menjadi:Penguat penggandengan kapasitif (gambar 11.8a), tegangan AC di-coupling melalui kapasitor ke tingkat selanjutnya.Penguat penggandengan transformator (gambar 11.8b), tegangan AC di-coupling melalui transformator ke tingkat selanjutnya.Penguat penggandengan langsung (gambar 11.8c), terdapat hubungan langsung antara kolektor transistor pertama dengan basis transistor kedua.

Rangkaian yang memanfaatkan transistor

sebagai penguat Berdasarkan cara

pemasangan ground dan pengambilan output,

transistor yang sebagai penguat dibagi menjadi

tiga bagian yaitu:

Penguat Common Base (grounded-base)

Penguat Common Base adalah

penguat yang kaki basis transistor di groundkan, lalu input di masukkan ke emitor dan

output diambil pada kaki kolektor. Penguat Common Base

mempunyai karakter sebagai

penguat tegangan.

Sifat atau karakter pada Penguat Common Base adalah :

O Adanya isolasi input dan output tinggi sehingga Feedback lebih kecil

O Cocok sebagai Pre-Amp karena mempunyai impedansi input tinggi yang dapat menguatkan sinyal kecil

O Dapat dipakai sebagai penguat frekuensi tinggi (biasanya terdapat pada jalur UHF dan VHF)

O Dapat dipakai sebagai buffer atau penyangga

Penguat common emitor

Penguat Common Emitor adalah penguat yang kaki

emitor transistor di groundkan,

lalu input di masukkan ke basis

dan output diambil pada kaki kolektor . serta mempunyai karakter sebagai penguat

tegangan. Pada rangkaian ini Emitor di-ground-kan/

ditanahkan, Input adalah Basis,

dan output adalah Collector.

Sifat atau karakter pada Transistor sebagai Penguat Common Emitor:

O Signal output berbeda phasa 180 derajat atau berbalik phasa sebesar 180 derajat terhadap sinyal input.

O Sangat memungkinkan adanya osilasi akibat feedback atau umpan balik positif,sehingga untuk mencegahnya sering dipasang feedback negatif.

O Sering dipakai sebagai penguat audio (frekuensi rendah) terutama pada sinyal audio

O Mempunyai stabilitas penguatan rendah karena tergantung stabilitas suhu dan bias transistor

Penguat Common Collector

Penguat Common Collector adalah penguat dimana kaki

kolektor transistor di groundkan / ditanahkan , lalu

input di masukkan ke basis dan output diambil pada kaki emitor dan penguat ini

berkarakteristik sebagai penguat arus. Rangkaian ini

hampir sama dengan Common

Emitor tetapi outputnya diambil

dari Emitor. Input dihubungkan ke Basis dan output

dihubungkan ke Emitor. Rangkaian ini disebut juga

dengan Emitor Follower (Pengikut Emitor) karena

tegangan output hapir sama dengan tegangan input.

Sifat atau karakter pada Transistor sebagai Penguat Common Collector:

O Signal output dan signal input satu phasa (tidak terbalik seperti Common Emitor)

O Mempunyai penguatan tegangan sama dengan 1O Mempunyai penguatan arus tinggi (sama dengan HFE

transistor)O Karena mempunyai Impedansi input tinggi dan impedansi

output rendah sehingga cocok digunakan sebagai buffer

Transistor sebagai SaklarGambar 11.1 di bawah ini menunjukkan rangkaian transistor bias basis dengan RC sebagai beban. Rangkaian transistor ini berfungsi sebagai saklar.

Jika tegangan input, vi, terus meningkat sehingga dioda emiter diberi prategangan maju, transistor akan mulai masuk ke daerah aktif, sehingga:

　　　　 .................................................. (11.1)

Dengan menggunakan aturan tegangan Kirchoff (KVL) pada loop dioda kolektor, akan didapat: ............................................(11.2)

sehingga: .........................................(11.3)

Dari persamaan di atas dapat dibuat garis bebannya seperti yang ditunjukkan pada gambar 11.2. Bersamaan dengan terus menaiknya arus basis, IB, transistor dapat beroperasi sepanjang garis beban. Hal ini terus terjadi, sehingga arus basis, IB, mencapai harga arus yang terbesar, IB3. Arus ini dikenal dengan arus saturasi dan jika transistor beroperasi pada kondisi ini, maka dikatakan ia berada pada daerah saturasi. Oleh karena itu, arus kolektor adalah:

.......................................(11.4)Biasanya, harga VCE(sat) adalah 0.2 volt. Pada kondisi ini, transistor bekerja seperti sebuah saklar yang terhubung (on). Sebaliknya, jika tegangan input, vi, memiliki harga kurang dari tegangan yang diperlukan untuk membuat dioda emiter berprategangan maju, maka arus IB = 0, sehingga transistor akan jatuh pada daerah cutoff dan IC = 0. Karena IC = 0, maka tegangan yang melintas tahanan beban RC adalah nol dan tegangan output VO = Vcc. Pada kondisi ini, seolah-olah transistor seperti sebuah saklar yang terputus (off).

Gambar 11.2 Garis beban dan titik operasi transistor

Rangkaian transistor sebagai saklar ini dapat diapklikasikan pada

O Rangkaian Pengendali LEDGambar 11.3 berikut ini adalah contoh rangkaian transistor sebagai saklar yang berperan untuk mengendalikan LED (LED driver). Jika tegangan input rendah (VBB = 0 volt), transistor akan tersumbat dan berperan seperti saklar off dan LED dalam keadaan padam. Sedangkan jika tegangan input tinggi (VBB > tegangan yang dapat membuat dioda emiter forward bias), transistor berperan sebagai saklar on, dan LED menyala.

O Rangkaian LogikaPada aplikasi ini, prinsip transistor sebagai saklar diimplementasikan dalam bentuk harga-harga digital. Dimana, harga digital hanya mengenal 2 (dua) keadaan, yaitu keadaan nol (low) dan keadaan satu (high). Gambar 11.4 merupakan salah satu contoh rangkaian yang menggunakan prinsip logika digital yaitu rangkaian inverter (NOT). Jika tegangan input, vi, adalah nol (atau biasa disebut kondisi low) maka transistor berada pada daerah cutoff, dengan arus kolektor, IC = 0. Sehingga, tegangan pada VO = VCC (atau biasa disebut kondisi high). Sebaliknya, jika tegangan input, vi, misalnya mendekati VCC (disebut dengan kondisi high), maka Transistor didorong untuk menuju daerah Saturasi dan mengakibatkan tegangan VO sama dengan VCE(sat) (atau biasa disebut kondisi low).

Gambar 11.4 Rangkaian Inverter (gerbang NOT)

vi Vo

0 LOW VCCHIGH

VCCHIGH 0 LOW

Kerja rangkaian tersebut dapat disimpulkan dalam bentuk tabel, sebagaimana ditampilkan pada Tabel 11.1 di bawah ini.

Tabel 11.1 Kerja rangkaian inverter (gerbang NOT)Dari prinsip rangkaian di atas dapat dibangun gerbang logika lain seperti gerbang AND, OR dan gerbang logika lainnya.