LAPORAN PRAKTIKUM Elektronika

Transistor Bipolar I & II

Tanggal Praktikum : 29 Maret 2010 & 06 April 2010Tanggal Penyerahan Laporan : 12 april 2010

Nama : Aldino.M (091711003)

Kelas : IA

JURUSAN TEKNIK KONVERSI ENERGI

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2010

Transistor Bipolar I & II

1. Tujuan

a. Mempelajari karakteristik input dan output dari transistor dalam rangkaian common

base

b. Mempelajari ciri-ciri harga dari resistansi input dan output, dan penguatan arus

transistor dalam rangkaian common base

c. Mempelajari karakteristik input dan output dari transistor dalam rangkaian common

base

d. Mengamati sifat-sifat transistor pada kurva karakteristik input dan output dalam

rangkaian common emitter

e. Mempelajari cara kerja transistor sebagai saklar

f. Mempelajari dan membuat rangkaian transistor penguat satu tingkat

2. Landasan Teori

Transistor Bipolar adalah sebuah komponen senikonduktor. Selain itu transistor adalah komponen aktif dengan arus, tegangan atau daya keluaran yang dikendalikan oleh arus masukan, transistor terdiri dar 2 jenis yaitu Transistor NPN dan Transistor PNP. Prinsip kerja dari transistor NPN adalah jika basis diberi arus dan mempunyai beda tegangan dengan emitter sebesar 0,6 V maka arus akan mengalir dari collector menuju emitter. Sedangkan untuk PNP berlaku sebaliknya.

A. Transistor NPN B. Transistor PNP

Karakteristik

IB

IC

IE

Rangkaian CE adalah rangkain yang paling sering digunakan untuk berbagai aplikasi yang mengunakan transistor. Dinamakan rangkaian CE, sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt dihubungkan pada titik emiter.

Gambar-2 : rangkaian CE

Sekilas Tentang Notasi

Ada beberapa notasi yang sering digunakan untuk mununjukkan besar tegangan pada suatu titik maupun antar titik. Notasi dengan 1 subscript adalah untuk menunjukkan besar tegangan pada satu titik, misalnya VC = tegangan kolektor, VB = tegangan base dan VE = tegangan emiter.

Ada juga notasi dengan 2 subscript yang dipakai untuk menunjukkan besar tegangan antar 2 titik, yang disebut juga dengan tegangan jepit. Diantaranya adalah :

VCE = tegangan jepit kolektor- emitor

VBE = tegangan jepit base - emitor

VCB = tegangan jepit kolektor - base

Notasi seperti VBB, VCC, VEE berturut-turut adalah besar sumber tegangan yang masuk ke titik base, kolektor dan emitor.

Kurva Base

Hubungan antara IB dan VBE tentu saja akan berupa kurva dioda. Karena memang telah diketahui bahwa junction base-emitor tidak lain adalah sebuah dioda. Jika hukum Ohm diterapkan pada loop base diketahui adalah :

IB = (VBB - VBE) / RB ......... (5)

VBE adalah tegangan jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya akan mengalir jika tegangan antara base-emitor lebih besar dari VBE. Sehingga arus IB mulai aktif mengalir pada saat nilai VBE tertentu.

Gambar-3 : kurva IB -VBE

Besar VBE umumnya tercantum di dalam databook. Tetapi untuk penyerdehanaan umumnya diketahui VBE = 0.7 volt untuk transistor silikon dan VBE = 0.3 volt untuk transistor germanium. Nilai ideal VBE = 0 volt.

Kurva Kolektor

Sekarang sudah diketahui konsep arus base dan arus kolektor. Satu hal lain yang menarik adalah bagaimana hubungan antara arus base IB, arus kolektor IC dan tegangan kolektor-emiter VCE. Dengan mengunakan rangkaian-01, tegangan VBB dan VCC dapat diatur untuk memperoleh plot garis-garis kurva kolektor. Pada gambar berikut telah diplot beberapa kurva kolektor arus IC terhadap VCE dimana arus IB dibuat konstan.

Gambar-5 : kurva kolektor

Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah saturasi, lalu daerah cut-off, kemudian daerah aktif dan seterusnya daerah breakdown.

Daerah Aktif

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).

Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor (rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan :

VCE = VCC - ICRC .............. (6)

Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah :

PD = VCE.IC ............... (7)

Rumus ini mengatakan jumlah dissipasi daya transistor adalah tegangan kolektor-emitor dikali jumlah arus yang melewatinya. Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi PDmax. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya PDmax, maka transistor dapat rusak atau terbakar.

Aplikasi Transistor Sebagai Penguat Satu Tingkat

Sebuah transistor yang digunakan sebagai penguat, perlu mendapatkan dahulu bias DC. Bias DC tersebut berfungsi untuk membuat transistor bekerja sesuai dengan titik kerja yang diinginkan.

Untuk praktikum sekarang digunakan transistor penguat kelas A satu tingkat dengan tegangan DC yang normal yaitu:

VB = R2 ………………………………………………………………………(titik uji 1)

R1 + R2

VE = VB-VBE dengan VBE = 0,7 Volt……………………………………(titik uji 3)

IE = VE dengan IE=IC RE

VC = VCC- IC . RC ……………………………………………………………………(titik uji 2)

Besarnya penguatan tegangan AC pada rangkaian jenis Common Emitter seperti contoh rangkaian percobaan dapat dianalisa dengan menggunakan rangkaian ekivalen AC, dimana besarnya penguatan tegangan adalah : AE = Iα = rC bila dipasang CE

Vα rE AE = rC bila tanpa CE dimana rC = RC//RE dan rE = 26 mV rE + RE IE (DC)

3. Alat dan Komponen yang Digunakan

1. Modul Percobaan Transistor : 1 Buah

2. Multimeter digital : 2 Buah

3. Multimeter Analog : 1 Buah

4. Power Supply variable : 2 Buah

5. Function Generator : 1 Buah

6. Oscilloscop : 1 Buah

7. Kabel Penghubung : Secukupnya

4. Prosedur Percobaan

Karakteristik input Transistor pada Rangkaian Common Base

1. Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini :

2. Ubah IE dengan Mengatur VEE Sesuai dengan harga-harga pada table dibawah ini lalu ubah VCB dan catat nilai VBE pada table dibawah ini.

IE (mA) 0,2 0,6 1 2 3 4 6 8 10

VCB (V)

0 0,648 0,686 0,709 0,742 0,765 0,781 0,808 0,827 0,844

1 0,645 0,680 0,705 0,739 0,763 0,780 0,806 0,826 0,843

3 0,644 0,671 0,695 0,733 0,768 0,776 0,803 0,823 0,841

5 0,644 0,670 0,686 0,725 0,753 0,771 0,800 0,821 0,839

7 0,643 0,669 0,685 0,717 0,717 0,767 0,796 0,818 0,836

RC = 4700

VEE

VCCRE VBEVC

B

VBE (V)

10 0,641 0,667 0,682 0,704 0,704 0,760 0,791 0,814 0,833

3. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalam bentuk VBE(IE)(VBE fungsi dari IE) untuk tiap-tiap VCB

Karakteristik output Transistor pada rangkaian Common Base

1. Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini:

2. Ubah IE dengan Mengatur VEE Sesuai dengan harga-harga pada table dibawah ini lalu ubah VCB dan catat nilai IC pada table dibawah ini.

VEE

VCCRE VC

B

ICIE

RC = 4,61 kΩ

VCB (V) 0 0,2 1 2 3 4 6

IE (mA)

0 0 0 0 0 0 0 0

1 0,780 0,776 0,774 0,774 0,774 0,774 0,774

2 0,805 0,803 0,797 0,793 0,793 0,793 0,793

3 0,817 0,816 0,812 0,805 0,803 0,803 0,803

4 0,825 0,824 0,821 0,817 0,812 0,810 0,810

5 0,831 0,830 0,828 0,825 0,821 0,817 0,816

7 0,836 0,840 0,838 0,836 0,834 0,831 0,825

10 0,850 0,849 0,848 0,847 0,845 0,844 0,840

3. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalam bentuk IC(VCB)(IC fungsi dari VCB) untuk tiap-tiap IE .

IC (mA)

Karakteristik Input dan Output Transistor pada rangkaian Common Emitter

1. Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini :

2. Lakukan pengukuran untuk karakteristik input seperti pada table dibawah ini

IB (µA) 10 20 30 40 50 60 70

VCE (V)

0 0,54 0,56 0,58 0,59 0,59 0,61 0,61

6 0,66 0,66 0,66 0,66 0,67 0,67 0,67

3. Lakukan pengukuran untuk karakteristik output seperti pada table dibawah ini.

VCE (V) 1 2 3 4 5 6 7

IB (µA)

0 4,9 µA 9,6 µA 15,2 µA 19,5 µA 24,3 µA 29,9 µA 34,4 µA

20 0,81 1,55 2,47 5,2 4,2 5,08 5,99

40 0,75 1,56 2,37 3,23 4,15 5,06 5,76

VEE

1 kΩ

++

VC

IC+

IB100 KΩ

VB

+

+

+

VBB

BC 107

VBE (V)

IC (mA)

4. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalam bentuk VBE(IE)(VBE

fungsi dari IE) untuk tiap-tiap VCB

5. Gambarkan Hasil Pengukuran diatas pada kertas millimeter blok dalam bentuk IC(VCB)(IC fungsi dari VCB) untuk tiap-tiap IE .

Rangkaian Transistor sebagai saklar

1.Hubungkan rangkaian seperti dibawah ini :

+

+

VCE

IC+

IB15 KΩ

+

VIn

+

5 V

1 kΩ

2. Lakukan pengukuran seperti table dibawah ini :

Vin (V) IB (µA) IC (mA) VCE (V) ILED

0 0 0,01 3,2 0,01

2 0,09 12,32 0,14 12,32

Rangkaian Penguat Tingkat Satu

1. Buatlah rangkaian seperti dibawah ini:

2. Lakukan pengukuran tegangan DC pada Titik A, Titik B, dan Titik C?3. Pasang RL sebesar 2 kΩ lalu berikan sinyal input Vin sebesar 20 mVPP dengan frekuensi

sebesar 1 kHz dan Ukur outputnya dengan menggunakan oscilloscope !4. Hitung Penguatan Vo/Vin?5. Lepaskan kapasitor CE Lalu lihat perubahan Outputnya?6. Hitung Penguatan Vo/Vin dengan rangkaian tanpa CE ?

Jawaban:2. VA= VC = 3. 4. 5. VB = 6.

~

Vin

+ 12 V

BC107

R1 = 47 kΩ

R2 = 12 kΩ

RC = 2 kΩ

RE = 560

C1 = 10 µF

CE = 100 µF

C2 = 10 µF

RL

A

B

C

Kesimpulan:

Dari hasil praktikum disimpulkan bahwa