Tugas Pendahuluan Modul 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Soal

2. Prinsip kerja

3. Video Simulasi

4. Download File  

1. Soal[Kembali]

1. Apa yang dimaksud dengan Transistor ?

    Jawaban:

         Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus, stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.Transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input (Masukan) Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output (keluaran) dari Kolektor.

2. Apa perbedaan antara transistor PNP dan NPN ?

            Transistor PNP (Positive-Negative-Positive) dan NPN (Negative-Positive-Negative) adalah dua jenis transistor bipolar junction transistor (BJT) yang memiliki perbedaan dalam arah aliran arus dan polaritasnya. perbedaan utama antara transistor PNP dan NPN, yaitu:

1. Polaritas Arus:

   • NPN Transistor: Pada transistor NPN, arus mengalir dari emitor (E) ke basis (B), dan kemudian dari basis (B) ke kolektor (C). Ini berarti arus positif mengalir dari emitor ke basis dan dari basis ke kolektor.
   • PNP Transistor: Pada transistor PNP, arus mengalir dari basis (B) ke emitor (E), dan kemudian dari emitor (E) ke kolektor (C). Ini berarti arus positif mengalir dari basis ke emitor dan dari emitor ke kolektor.

2. Simbol Elektronik:

   • NPN Transistor: Simbol transistor NPN biasanya digambarkan dengan panah yang menunjuk keluar dari simbol basis ke arah emitor.
   • PNP Transistor: Simbol transistor PNP biasanya digambarkan dengan panah yang menunjuk ke dalam simbol basis dari emitor.

3. Aplikasi:

   • NPN Transistor: NPN transistor lebih umum digunakan dalam banyak aplikasi elektronik, seperti penguat sinyal, sakelar elektronik, dan berbagai jenis rangkaian. Mereka sering digunakan ketika kita ingin mengendalikan beban yang terhubung antara kolektor dan sumber positif (Vcc).
   • PNP Transistor: PNP transistor juga digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik, tetapi biasanya digunakan ketika kita ingin mengendalikan beban yang terhubung antara kolektor dan sumber negatif (GND).

4. Logika Digital:

• NPN Transistor: Dalam logika digital, NPN transistor sering digunakan untuk mengimplementasikan logika positif (positive logic) atau logika low aktif, di mana keadaan "1" atau logika tinggi direpresentasikan oleh tegangan yang lebih tinggi daripada GND.
• PNP Transistor: PNP transistor digunakan dalam logika negatif (negative logic) atau logika high aktif, di mana keadaan "1" atau logika tinggi direpresentasikan oleh tegangan yang lebih rendah daripada Vcc.

3. Jelaskan Prinsip Kerja dari transistor ?

        Prinsip kerja transistor didasarkan pada kontrol aliran arus listrik antara dua terminal dengan menggunakan sinyal atau tegangan yang diterapkan pada terminal ketiga. Transistor adalah perangkat semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua tipe BJT (Bipolar Junction Transistor) utama: NPN dan PNP, serta MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). Di bawah ini, saya akan menjelaskan prinsip kerja transistor dalam konteks BJT dan MOSFET:

Prinsip Kerja Transistor BJT (NPN dan PNP): Transistor BJT terdiri dari tiga lapisan semikonduktor: emitor, basis, dan kolektor. Kedua tipe, NPN dan PNP, bekerja berdasarkan prinsip pengendalian arus oleh arus basis.

1. Transistor NPN:

   • Arus elektron mengalir dari emitor (E) ke basis (B) karena tegangan positif yang diterapkan pada basis.
   • Basis mengontrol jumlah elektron yang berpindah dari emitor ke kolektor (C). Semakin besar arus basis, semakin besar arus kolektor.
   • Sebagai hasilnya, NPN transistor berfungsi sebagai penguat arus, karena arus kecil pada basis dapat mengontrol arus yang lebih besar pada kolektor.

2. Transistor PNP:

   • Arus bergerak dari basis (B) ke emitor (E) karena tegangan positif yang diterapkan pada basis.
   • Basis mengontrol jumlah lubang yang berpindah dari kolektor (C) ke emitor (E). Semakin besar arus basis, semakin besar arus kolektor.
   • Transistor PNP juga berfungsi sebagai penguat arus, tetapi dengan arah arus yang berlawanan dengan NPN.

Prinsip Kerja Transistor MOSFET: Transistor MOSFET beroperasi berdasarkan medan listrik yang diterapkan pada terminal gate (G) untuk mengontrol arus antara sumber (S) dan drain (D) melalui lapisan semikonduktor. Ada dua tipe utama MOSFET: N-channel dan P-channel.

1. N-channel MOSFET:

   • Ketika tegangan positif diterapkan pada terminal gate (G) yang relatif terhadap sumber (S), medan listrik yang dihasilkan akan menarik elektron ke lapisan semikonduktor di bawah gate.
   • Ini menciptakan kanal penghantar antara sumber (S) dan drain (D), sehingga mengizinkan aliran arus antara kedua terminal tersebut.
   • Tegangan negatif pada gate akan mematikan transistor dengan menghentikan kanal penghantar.

2. P-channel MOSFET:

   • Prinsip kerja P-channel MOSFET adalah kebalikan dari N-channel. Ketika tegangan negatif diterapkan pada terminal gate (G) yang relatif terhadap sumber (S), medan listrik yang dihasilkan akan menarik lubang ke lapisan semikonduktor di bawah gate.
   • Ini menciptakan kanal penghantar antara sumber (S) dan drain (D), memungkinkan aliran arus dari sumber ke drain.
   • Tegangan positif pada gate akan mematikan transistor dengan menghentikan kanal penghantar.

        Dalam kedua jenis transistor ini, NPN/PNP BJT dan N/P-channel MOSFET, perubahan tegangan atau arus pada terminal pengendali (basis atau gate) menghasilkan perubahan dalam aliran arus antara terminal utama (emitor-kolektor atau sumber-drain).

4. Jelaskan jenis-jenis daerah pada Transistor?

 Daerah Pemotongan (Cut-off Region):

1. • Transistor berada dalam daerah pemotongan ketika arus basis (Ib) yang diterapkan pada transistor sangat kecil atau nol.
   • Dalam daerah ini, baik transistor NPN maupun PNP, tidak ada arus yang mengalir antara terminal emitor dan kolektor (Ic = 0).
   • Transistor dalam keadaan mati dalam daerah pemotongan dan tidak memberikan penguatan atau pengalihan arus.
   • Daerah ini digunakan untuk mematikan transistor dalam aplikasi sakelar elektronik.

2. Daerah Aktif atau Daerah Penguatan (Active Region):

   • Transistor beroperasi dalam daerah aktif ketika arus basis (Ib) cukup besar sehingga memungkinkan aliran arus antara terminal emitor dan kolektor (Ic) dengan tingkat yang dikontrol oleh Ib.
   • Dalam daerah ini, transistor berfungsi sebagai penguat arus. Perubahan kecil dalam arus basis menghasilkan perubahan yang besar dalam arus kolektor (penguatan arus).
   • Daerah ini adalah tempat transistor bekerja sebagai penguat dalam banyak aplikasi elektronik.

3. Daerah Jenuh (Saturation Region):

• Transistor berada dalam daerah jenuh ketika arus basis (Ib) mencapai tingkat tertentu sehingga arus kolektor (Ic) mencapai maksimum yang dapat dikeluarkan oleh transistor.
• Dalam daerah ini, transistor berfungsi sebagai sakelar elektronik yang sepenuhnya "dinyalakan." Ini berarti Ic mencapai nilai maksimum yang diperbolehkan oleh transistor, dan transistor mengalirkan arus dengan resistansi yang sangat rendah antara emitor dan kolektor.
• Daerah ini digunakan ketika transistor harus mengalirkan arus sebanyak mungkin antara emitor dan kolektor, seperti dalam aplikasi sakelar atau penguat daya.
• 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 Bias Pada Transistor ?

• Transistor dapat dioperasikan dalam beberapa jenis bias, yang mengacu pada cara tegangan diterapkan pada terminal basis (B) dan efeknya terhadap aliran arus dalam transistor. Berikut adalah beberapa jenis bias transistor yang umum:

  1. Bias Aktif (Active Bias):

     • Bias aktif adalah jenis bias yang paling umum digunakan dalam aplikasi penguat.
     • Dalam bias aktif, tegangan bias basis (Vb) diberikan dengan tujuan mengaktifkan transistor sehingga bekerja dalam daerah aktif (active region).
     • Bias ini memungkinkan transistor menghasilkan penguatan arus dan tegangan yang stabil dan sesuai dengan aplikasi penguat.

  2. Bias Tegangan Tetap (Fixed Bias):

     • Dalam bias tegangan tetap, tegangan bias basis (Vb) diberikan melalui pembagi tegangan resistor.
     • Ini adalah jenis bias yang sederhana, tetapi biasanya kurang stabil dibandingkan dengan bias aktif.
     • Bias ini sering digunakan dalam aplikasi penguat sinyal audio.

  3. Bias Arus Tetap (Fixed Current Bias):

     • Dalam bias arus tetap, aliran arus basis (Ib) ditentukan oleh pembagi tegangan dan resistor.
     • Bias ini digunakan untuk menghasilkan penguatan arus dengan mengatur arus basis yang tetap.
     • Ini sering digunakan dalam penguat frekuensi tinggi.

  4. Bias Emitor (Emitter Bias):

     • Bias emitor adalah jenis bias di mana resistor terhubung ke terminal emitor.
     • Bias ini menghasilkan penguatan arus dan tegangan yang tinggi tetapi kurang stabil dibandingkan dengan bias lainnya.
     • Bias emitor sering digunakan dalam penguat sinyal RF (Radio Frequency).

  5. Bias Pembagi Tegangan (Voltage Divider Bias):

     • Dalam bias pembagi tegangan, tegangan basis (Vb) diberikan melalui pembagi tegangan resistor.
     • Bias ini memberikan stabilitas yang lebih baik daripada bias tegangan tetap, tetapi kurang stabil dibandingkan dengan bias aktif.
     • Bias ini sering digunakan dalam aplikasi penguat audio.

  6. Bias Positif Umum (Common-Emitter Bias):

     • Bias positif umum adalah jenis bias yang digunakan pada transistor NPN dalam konfigurasi umum-emitor (common-emitter).
     • Bias ini menghasilkan penguatan arus dan tegangan yang tinggi dengan baik untuk aplikasi penguat.

  7. Bias Basis Umum (Common-Base Bias):

     • Bias basis umum adalah jenis bias yang digunakan pada transistor NPN dalam konfigurasi umum-basis (common-base).
     • Bias ini memberikan impedansi input yang rendah tetapi tidak menghasilkan penguatan tegangan sebanyak bias positif umum.

  8. Bias Arus Terbalik (Reverse Bias):

     • Bias arus terbalik adalah kondisi di mana tegangan yang diterapkan pada basis transistor menghentikan aliran arus basis.
     • Transistor bekerja dalam daerah pemotongan dalam bias ini.
     • Bias arus terbalik sering digunakan dalam aplikasi sakelar elektronik.

  Pemilihan jenis bias transistor yang tepat tergantung pada aplikasi dan kebutuhan kinerja sirkuit elektronik yang dirancang. Setiap jenis bias memiliki karakteristik yang berbeda dalam hal penguatan, stabilitas, dan impedansi, sehingga harus dipilih dengan cermat sesuai dengan tujuan penggunaannya.

2. Prinsip Kerja[Kembali]

• Fixed Bias Dengan Sumber DC

Prinsip Kerja :

Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R2 lalu ke kaki base lalu ke kaki emitter dan menuju ground, arus juga akan melalui R1 lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter dan menuju ground.

• Self Bias Dengan Sumber DC

Prinsip Kerja :

Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R2 lalu ke kaki base lalu ke  kaki emitter lelu mealalui R3 dan menuju ground, arus Vcc juga akan melalui R1 lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter lalu melalui R3 dan menuju ground.

• Voltage Divider Bias Dengan Sumber DC
• 
  
  

Prinsip Kerja :

Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R2 lalu ke kaki base lalu ke kaki emitter lalu melalui REdan menuju ground, arus juga akan mengalir melalui R4 lalu menuju ground. 

Arus Vcc juga akan melalui R1 lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter mengalir ke RE dan menuju ground.

3. Video Simulasi[Kembali]

1. fixed bias

2. self bias

3. Voltage Diveder bias

4. Download File[Kembali]

• Rangkaian Fixed Bias Disini
• Rangkaian Self Bias    Disini
• Rangkaian Voltage Divider Bias Disini
• Datasheet Resistor    Disini
• Datasheet Transistor Disini
• HTML Disini