Transistor adalah komponen elektronik berbahan semikonduktor yang terdiri atas tiga lapisan tipe P dan N, sehingga terbentuk dua sambungan PN (junction). Dari cara penyusunannya, transistor dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu NPN dan PNP. Masing-masing memiliki tiga terminal: emitor (E), basis (B), dan kolektor (C).
Emitor berfungsi menginjeksikan pembawa muatan.
Basis menjadi pengendali aliran arus.
Kolektor bertugas menangkap pembawa muatan yang datang dari emitor.
Secara prinsip, transistor bekerja dengan mengatur arus besar yang mengalir antara kolektor–emitor melalui arus kecil yang masuk ke basis. Inilah sebabnya transistor dapat dipakai sebagai penguat maupun saklar elektronik.
Pada transistor NPN, emitor bertipe N mengalirkan elektron menuju basis yang tipis dan bertipe P. Karena lapisan basis sangat tipis dan dopingnya rendah, hanya sebagian kecil elektron yang berekombinasi di basis. Mayoritas elektron diteruskan ke kolektor. Akibatnya, arus kecil di basis (IB) mampu mengendalikan arus kolektor–emitor (IC) yang jauh lebih besar. Hubungan antara arus tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan.
1. Fixed Bias
Pertama, pada rangkaian fixed bias sebuah resistor basis (RB) dihubungkan langsung dari sumber catu daya VCC ke basis transistor sehingga basis menerima tegangan tetap dari VCC. Kedua, arus basis kira-kira dapat diperkirakan dengan rumus IB ≈ (VCC − VBE)/RB, di mana VBE sekitar 0,7 V untuk transistor silikon; arus kolektor kemudian kira-kira IC ≈ β·IB. Ketiga, karena nilai IB ditentukan oleh RB dan VCC saja, perubahan parameter transistor seperti β atau perubahan suhu menyebabkan perubahan besar pada IC dan perpindahan Q-point; oleh karena itu rangkaian ini kurang stabil. Keempat, keunggulan rangkaian ini adalah kesederhanaan dan sedikit komponen, sedangkan kelemahannya adalah sensitivitas tinggi terhadap variasi transistor dan suhu sehingga jarang dipakai bila diperlukan kestabilan.
2. Emitter Stabilized Bias (Bias dengan Resistor Emitter)
Pertama, rangkaian emitter stabilized memasang resistor pada emitter (RE) sehingga emitter tidak langsung ke ground tetapi melalui RE. Kedua, ketika arus kolektor cenderung naik, arus emitter ikut naik sehingga tegangan emitter VE = IE·RE meningkat dan akibatnya VBE efektif (VB − VE) berkurang; pengurangan VBE ini menurunkan arus basis IB dan menahan kenaikan IC—itulah mekanisme umpan balik negatif. Ketiga, secara praktis arus dan tegangan kerja dapat didekati dengan IE ≈ (VB − VBE)/RE sehingga RE menstabilkan IE dan IC terhadap perubahan β dan suhu. Keempat, efek sampingnya adalah sebagian tegangan sinyal hilang di RE (pengurangan gain) sehingga sering dipasang juga kapasitor bypass pada RE untuk mengembalikan gain pada frekuensi sinyal.
3. Self Bias (Collector-Feedback Bias atau Bias Otomatis)
Pertama, pada konfigurasi self bias terdapat resistor yang menghubungkan kolektor ke basis sehingga tegangan base bias bergantung pada tegangan kolektor. Kedua, bila IC meningkat maka tegangan pada kolektor VC turun (karena drop di RC menjadi lebih besar); penurunan VC itu menurunkan tegangan yang diberi ke basis sehingga IB menurun dan IC kembali turun — ini menghasilkan stabilisasi otomatis melalui feedback dari kolektor. Ketiga, mekanisme ini lebih stabil daripada fixed bias karena adanya feedback negatif, namun masih kurang stabil dibandingkan voltage divider bias karena basis masih dipengaruhi langsung oleh kondisi kolektor dan β transistor tetap memberi kontribusi pada variasi. Keempat, desain self bias relatif sederhana dan berguna bila ingin menambahkan stabilitas tanpa rangkaian pembagi tegangan yang lengkap.
4. Voltage Divider Bias (Bias Pembagi Tegangan)
Pertama, metode ini membentuk pembagi tegangan dari dua resistor (R1 dan R2) antara VCC dan ground sehingga titik antara R1 dan R2 memberi tegangan basis VB yang hampir tetap menurut VB = VCC·R2/(R1+R2). Kedua, nilai VB menetapkan arus emitter dan kolektor melalui hubungan IE ≈ (VB − VBE)/RE sehingga IC ≈ IE (dengan IB kecil dibanding IE), sehingga titik kerja menjadi relatif independen dari β transistor. Ketiga, untuk memastikan VB tidak banyak berubah akibat arus basis, arus lewat jaringan pembagi biasanya dibuat beberapa kali lebih besar daripada IB (praktik umum: 5–10 kali IB), sehingga basis tidak “menarik” tegangan pembagi. Keempat, bila IC berubah karena suhu atau variasi β, perubahan VE melalui RE mengurangi atau meningkatkan VBE sehingga ada umpan balik negatif yang menahan pergeseran Q-point; kombinasi pembagi tegangan dan resistor emitter menjadikan metode ini paling stabil dan paling sering dipakai pada rangkaian amplifier.
5. Power IC dengan Regulator
Pertama, tujuan utama power IC regulator adalah menjaga tegangan keluaran tetap konstan walaupun tegangan input atau arus beban berubah. Kedua, pada regulator linear prinsip kerjanya adalah memakai referensi tegangan internal dan sebuah amplifier kesalahan yang membandingkan tegangan keluaran dengan referensi; keluaran amplifier mengendalikan transistor pass seri sehingga tegangan keluar disetel dengan terus-menerus mengubah drop pada transistor tersebut. Ketiga, kelemahan regulator linear adalah efisiensi rendah karena selisih tegangan Vin−Vout diubah menjadi panas pada transistor pass, sehingga daya hilang sebanding dengan (Vin − Vout)·Iout. Keempat, pada switching regulator prinsipnya berbeda: transistor switching menyalakan dan mematikan dengan frekuensi tinggi dan duty cycle dikontrol oleh loop umpan balik; komponen seperti induktor dan kapasitor menyaring bentuk pulsa menjadi tegangan DC yang diinginkan sehingga efisiensi jauh lebih tinggi dan disipasi daya menjadi kecil. Kelima, regulator terpadu biasanya berisi rangkaian referensi tegangan, penguat kesalahan, elemen pass atau switch, dan jaringan umpan balik sehingga pengguna hanya perlu sedikit komponen eksternal; contoh IC yang umum dipakai adalah seri 78xx (regulator linear tetap) dan LM317 (linear yang bisa disetel), sedangkan pada switching ada IC controller buck, boost, atau buck-boost.
1. Analisa prinsip kerja dari
rangkaian self bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan
ketika percobaan.
Jawab:
Rangkaian self bias bekerja dengan menstabilkan tegangan emitter dan arus collector. Berdasarkan hasil percobaan, didapatkan tegangan emitter (VE) sebesar 11,27 Volt dan nilainya sama dengan tegangan pada resistor emitter (VRE) yang juga bernilai 11,27 Volt. Hal ini menunjukkan bahwa rangkaian self bias bertujuan untuk menstabilkan tegangan pada emitter. Dengan stabilnya nilai VE, maka arus emitter juga akan stabil sesuai dengan Hukum Ohm, dimana IE = VE/RE. Karena IC ≈ IE, maka IE menjadi stabil dan tidak bergantung pada pada penguatan arus DC (β).
2. Analisa prinsip kerja dari rangkaian voltage dividerbias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan.
Jawab:
Prinsip kerja rangkaian voltage divider bias adalah menciptakan tegangan base yang stabil. Stabilitas dari VB ini dimanfaatkan untuk menjaga arus emitter (IE) dan arus collector (IC) tetap konstan. Namun, pada hasil percobaan yang telah dilakukan diperoleh data hasil pengukuran yang cukup berbeda dengan data hasil perhitungan. Perbedaan nilai ini dapat disebabkan oleh beberapa hal, yaitu kesalahan Praktikan dalam mengukur nilai, dan kesalahan dalam menghitung data. Sehingga data yang diperoleh kurang tepat.
3.Analisa pengaruh variasi
kapasitor dan resistor terhadap output pada rangkaian Power Supply
dengan IC Regulator.
Jawab:
Variasi nilai kapasitor dapat mempengaruhi ripple tegangan dan stabilitas respons transien power supply. Hal ini karena kapasitor berfungsi sebagai filter utama untuk meratakan tegangan DC yang berdenyut dari rangkaian penyearah. Pada Ic Regulator kapasitor bekerja untuk memastikan tegangan output tetap konstan.
Variasi resistor mempengaruhi besaran tegangan output dan arus beban. Hal ini karena resistor digunakan untuk mengatur tegangan output. Namun, dalam percobaan nilai kapasitor dan resistor yang digunakan tidak di variasikan, sehingga implementasinya dalam praktik belum diterapkan.
[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 1 POTENSIOMETER,TAHANAN GESER DAN JEMBATAN WHEATSTONE 1. Pendahuluan [Kembali] Potensimeter, Tahanan Geser dan Jembatan Wheatstone merupakan tiga komponen penting yang berpengaruh terhadap pengukuran resistansi. Potensiometer adalah salah satu jenis resistor yang nilai resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan rangkaian elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan keluarga resistor yang tergolong dalam kategori variable resistor. Tahanan geser adalah jenis potensiometer yang memiliki elemen resistif linier. Nilai resistansi antara terminal ujung dan terminal geser berbanding lurus dengan posisi kontak geser. Tahanan geser sering digunakan dalam aplikasi di mana diperlukan kontrol presisi atas nilai resistansi ....
[KEMBALI KEMENU SEBELUMNYA] TUGAS PENDAHULUAN MODUL 1 POTENSIOMETER, TAHANAN GESER DAN JEMBATAN WHASTONE 1. 1. Jelaskan apa itu jembatan wheastone dan fungsinya! Jawab: · Jembatan wheastone merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui besarannya. · Kegunaan dari jembatan wheastone adalah untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir pada galvanometer sama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya sama besar). 2. 2. Jelaskan pengertian potensiometer dan tahanan geser! Jawab: · Potensiometer adalah resistor tiga terminal dengan sambungan geser yang membentuk pembagi tegangan dapat disetel. Jika hanya dua terminal yang digunakan potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau rheostat. · ...
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Prinsip Kerja 3. Video Percobaan 4. Analisa 5. Download File 1. Jurnal [Kembali] Jurnal Praktikum Pengukuran Besaran dan Rangkaian Listrik Potensiometer, Tahanan Geser Dan Jembatan Wheatstone Nama : Dehan Ari Kurniawan No BP : 2410952011 Tanggal Praktikum : 11 Maret 2025 Asisten : Raynaldi Alayyubbi Nanda Zahri Pisya 1. Penentuan Karakteristik Alat Ukur 2. Variasi Pengukuran Potensiometer dan Tahanan Geser secara Seri 3. Variasi Pengukuran Potensiometer ...
Komentar
Posting Komentar