1. Soal[Kembali]
1. Apa yang dimaksud dengan transistor? Jawab :
Transistor adalah komponen berbahan semi konduktor yang dipakai sebagai penguat, sirkuit pemutus, penyambung arus (switching) stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor merupakan komponen elektronik yang berfungsi sebagai pengendali arus listrik. Transistor digunakan untuk menguatkan sinyal listrik, mengendalikan arus listrik, dan bahkan sebagai komponen dasar dalam pembuatan sirkuit terintegrasi (IC).
Ada tiga jenis transistor utama, yaitu:
1. Transistor Bipolar (BJT - Bipolar Junction Transistor):
Transistor ini memiliki dua jenis utama, yaitu transistor NPN dan transistor PNP. Mereka terdiri dari tiga lapisan semikonduktor dan digunakan untuk mengendalikan arus listrik dengan mengatur arus yang mengalir antara dua terminal (emitor dan kolektor) melalui arus yang mengalir ke terminal ketiga (basis).
2. Transistor Field-Effect (FET - Field-Effect Transistor):
Jenis transistor ini mengandalkan medan listrik untuk mengendalikan aliran listrik. Ada dua jenis utama FET, yaitu Metal-Oxide-Semiconductor FET (MOSFET) dan Junction Field-Effect Transistor (JFET). MOSFET adalah jenis yang paling umum digunakan dalam sirkuit terintegrasi dan berbagai aplikasi elektronik lainnya.
3. Transistor Unijunction (UJT - Unijunction Transistor):
Transistor ini memiliki satu p-n junction dan digunakan sebagai osilator dan pengendali pemicu SCR (Silicon-Controlled Rectifier) dalam aplikasi daya.
2. Apa perbedaan antara transistor PNP dan NPN?Jawab :
1. Struktur
- Transistor PNP : Pada transistor PNP, ada dua lapisan semikonduktor tipe P (positif) yang berdampingan, dengan satu lapisan semikonduktor tipe N (negatif) yang terletak di antara keduanya. Struktur ini menghasilkan transistor PNP.
- Transistor NPN : Pada transistor NPN, ada dua lapisan semikonduktor tipe N (negatif) yang berdampingan, dengan satu lapisan semikonduktor tipe P (positif) yang terletak di antara keduanya. Struktur ini menghasilkan transistor NPN.
2. Polaritas
- Transistor PNP : Dalam transistor PNP, basis transistor positif (P), sedangkan emitor dan kolektor negatif (N). Arus bergerak dari basis ke emitor, dan dari emitor ke kolektor.
- Transistor NPN : Dalam transistor NPN, basis transistor negatif (N), sedangkan emitor dan kolektor positif (P). Arus bergerak dari kolektor ke basis, dan dari basis ke emitor.
3. Arah Aliran Arus
- Transistor PNP : Pada saat kondisi aktif (ketika transistor diberi tegangan pada basis), arus bergerak dari emitor ke basis dan dari basis ke kolektor. Dalam kondisi ini, transistor PNP "menutup" aliran arus ketika ada arus yang cukup besar dari emitor ke basis.
- Transistor NPN : Pada saat kondisi aktif, arus bergerak dari kolektor melalui basis ke emitor. Dalam kondisi ini, transistor NPN "membuka" aliran arus ketika ada arus yang cukup besar dari emitor ke basis.
4. Aplikasi
- Transistor PNP : Biasanya digunakan dalam rangkaian yang mengendalikan perangkat yang memerlukan penutupan arus, seperti relay atau beban yang harus dimatikan ketika sinyal diberikan.
- Transistor NPN : Biasanya digunakan dalam rangkaian yang mengendalikan perangkat yang memerlukan pembukaan arus, seperti LED atau beban yang harus diaktifkan ketika sinyal diberikan.
5. Konfigurasi Rangkaian
- Transistor PNP : Untuk mengaktifkan transistor PNP, tegangan negatif diberikan pada basisnya.
- Transistor NPN : Untuk mengaktifkan transistor NPN, tegangan positif diberikan pada basisnya.
3. Jelaskan prinsip kerja dari transistor!Jawab :
a. Prinsip kerja transistor PNP
Arus mengalir dari emitor menuju kolektor. Dibandingkan NPN, pada PNP terjadi hal sebaliknya ketika arus mengalir pada kaki basis, maka transistor tidak bekerja. Arus akan mengalir apabila kaki basis diberi sambungan ke ground (-) hal ini akan menginduksi arus pada kaki emitor ke kolektor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari emitor ke kolektor. Penggunaan transistor jenis ini mulai jarang digunakan. Dibanding dengan NPN, transistor jenis PNP mulai sulit ditemukan dipasaran. Transistor jenis PNP adalah transistor negatif dimana akan dapat bekerja mengalirkan arus listrik jika basis dialiri arus negative (-)
b. Prinsip kerja transistor NPN
Prinsip kerja transistor NPN adalah arus mengalir dari kolektor menuju emitor. Jika basis dihubungkan diberi tegangan maka arus basis harus lebih kecil dari arus yang mengalir dari kolektor ke emitor. Untuk mengalirkan arus tersebut dibutuhkan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis. Ketika basis diberi tegangan, hingga dititik saturasi, maka akan menginduksi arus dari kaki kolektor ke emitor. Dan transistor akan aktif jika arus yang melalui basis berkurang, maka arus yang mengalir pada kolektor ke emitor akan berkurang, hingga titik cutoff. Penurunan ini sangatlah cepat karena perbandingan penguatan yang terjadi antara basis dan kolektor melebihi 200 kali. Transistor jenis NPN adalah transistor positif dimana akan dapat bekerja mengalirkan arus listrik jika basis dialiri arus positf (+)
4. Jelaskan jenis-jenis daerah operasi transistor! Jawab :
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
5. Jelaskan jenis-jenis bias transistor!Jawab :
Fixed bias, juga dikenal sebagai bias titik tetap, adalah jenis bias transistor di mana titik kerja transistor ditentukan oleh sumber tegangan eksternal yang tetap. Ini adalah metode bias yang sederhana dan paling umum digunakan. Dalam fixed bias, transistor dihubungkan ke sumber tegangan tetap melalui resistor basis (RB). Bias ini tidak memiliki kompensasi terhadap perubahan suhu atau karakteristik transistor, sehingga harus hati-hati dirancang agar stabil dalam berbagai kondisi.
Self bias, juga dikenal sebagai bias emitter sendiri, adalah jenis bias transistor di mana resistor emitter (RE) digunakan untuk menghasilkan tegangan basis-emitter yang stabil. Pada bias self, resistor emitter (RE) dihubungkan ke emitter transistor dan biasanya memiliki nilai yang lebih besar daripada resistor basis (RB). Resistor emitter menyebabkan tegangan basis-emitter menjadi sekitar 0,6 hingga 0,7 Volt (untuk transistor silikon), yang membuatnya lebih stabil dibandingkan dengan fixed bias. Namun, self bias masih memiliki beberapa kerentanannya terhadap perubahan suhu.
Voltage divider bias, juga dikenal sebagai bias pemisah tegangan, adalah jenis bias transistor yang menggunakan pembagi tegangan dengan dua resistor untuk menentukan titik kerja transistor. Pada bias ini, transistor dihubungkan ke sumber tegangan melalui dua resistor, yaitu resistor basis (RB) dan resistor kolektor (RC). Nilai-nilai resistor RB dan RC dipilih dengan cermat sehingga transistor beroperasi pada titik kerja yang stabil. Bias ini memberikan stabilitas yang baik terhadap perubahan suhu dan karakteristik transistor. Kelemahan dari bias pemisah tegangan adalah bahwa daya yang dibuang pada resistor RC bisa cukup besar.
1. Fixed Bias Dengan Sumber DCPrinsip Kerja :
Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui RB lalu ke kaki base menuju ke kaki emitter dan menuju ground, arus juga akan melalui RC lalu menuju kaki kolektor menuju ke kaki emitter dan menuju ground.
2. Self Bias Dengan Sumber DCPrinsip Kerja :
Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R2 lalu ke kaki base menuju ke kaki emitter lalu melalui R3 dan menuju ground, arus Vcc juga akan melalui R1 menuju kaki kolektor ke kaki emitter lalu melalui R3 dan menuju ground.
3. Voltage Divider Bias Dengan Sumber DCPrinsip Kerja :
Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R2 ke kaki base lalu ke kaki emitter lalu melalui RE dan menuju ground, arus juga akan mengalir melalui R4 lalu menuju ground. Arus Vcc juga akan melalui R1 menuju kaki kolektor ke kaki emitter mengalir ke RE dan menuju ground.
Rangkaian fixed bias [download]
Rangkaian self bias [download]
Rangkaian voltage divider bias [download]
Video fixed bias [download]
Video self bias [download]
Video voltage divider bias [download]
