I.
JUDUL :
TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT TEGANGAN
II.
TUJUAN
1.
Setelah melakukan praktikum,
praktikkan dapat mengidentifikasi karakteristik Transistor sebagai penguat
dengan benar
2.
Setelah melakukan praktikum,
praktikkan dapat membedakan prinsip transistor sebagai penguat dengan
transistor sebagai saklar dengan benar
3.
Setelah melakukan praktikum,
praktikkan dapat menghitung penguatan rangkaian dengan benar
III.
LANDASAN TEORI
Transistor dalam elektronika termasuk dalam komponen
aktif, yang berarti untuk dapat bekerja transistor perlu diberi catu daya.
Transistor yang digunakan pada penguat adalah transistor bipolar yang terbuat
dari persambungan P-N. Pada dasarnya transistor berasal dari dua kata, yaitu
transfer dan resistor. Dari kedua kata ini dapat dikemukakan definisi dari
transistor yaitu transfer arus listrik dari resistansi rendah ke resistansi
tinggi. Transistor adalah suatu peranti semikonduktor yang umumnya digunakan
untuk memperkuat atau mensaklar sinyal elektronika. Suatu transistor dibuat
dari material semikonduktor dengan tiga terminal untuk menghubungkannya ke
rangkaian eksternal (Yohandri, 2016 : 198).
Menurut Bishop (2004: 68-71), semua transistor
memiliki tiga buah kaki terminal atau sambungan. Transistor daya rendah dibuat
dengan kemasan dari bahan plastic atau logam. Kemasan transistor yang terbuat
dari plastic memiliki salah satu sisi permukaan yang berbentuk datar, sedangkan
yang terbuat dari logam memiliki sebuah tonjolan (tag) pada pinggiran bawahnya
(rim). Terminal-terminalnya diberi label dengan huruf-huruf c, b dan e yang
merupakan singkatan dari kolektor (collector), basis (base) dan emitor
(emitter). Arus basis digambarkan dengan panah yang lebih tipis karena nilai
arus ini jauh lebih kecil dibandingkan arus kolektor atau arus emitor.
Menurut Surjono (2011 :128-129), rangkaian penguat
perlu diubah menjadi rangkaian ekivalen ac menggunakan parameter-h. sebagaimana
tecantum dalam table 5.1 bahwa harga tipikal parameter hre dan hoe sangat
kecil, sehingga dalam berbagai analisa kedua parameter-h tersebut sering
diabaikan atau dianggap nol
Gambar 5.13 Rangkaian
Penguat CE
.
Dalam membuat rangkaian ekivalen ac yang perlu
diperhatikan adalah bahwa sumber tegangan DC (power supply ideal) dianggap
hubung singkat dan semua kapasitor (dalam frekuensi menengah) dianggap hubung
singkat.
Menurut Maulana (2017: 94), komponen aktif adalah
komponen yang dapat diguanakan jika ada tegangan minimal. Contoh komponen aktif,
yaitu:
1.
Diode
Diode
adalah komponen elektonika yang membuat arus listrik mengalir hanya dalam satu
arah, sehingga biasa disebut sebagai penyearah.
2.
LED (Light Emiting
Dioda)
LED
(Light Emiting Dioda) merupakan jenis diode yang jika diberikan tegangan forward
bias akan menimbulkan cahaya dengan warna-warna tertentu seperti merah, hijau
dan kuning.
3.
Transistor
Transistor
bipolar biasanya digunakan sebagai saklar dan penguat pada rangkaian
elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal komponen semikonduktor pada
satu terminal adalah berfungsi sebagai pembuka (open) atau rangkaian.
Theoretically, the amplifier gain increases with
increasing number of cascade stages. However, increasing the number of cascaded
stages will inevitably introduce poles with in the unity gain-bandwith (GBW) of
the overall amplifier, which is hazardous to the stability of the amplifier and
reduces the bandwith of the amplifier. The NGCC amplifier connects multiple
feed-forward stages in parallel with the compensation path to by pass the
low-frequency internal stages of the NMC amplifier to provide a direct
high-frequency path to the output. As a result, a zero-free amplifier can be
obtained which is shown to be energy efficient. Nevertheless, both MNMC and
NGCC amplifiers have feed-forwards stages from the input-stages to the output,
which is not suitable fror rail-to-rail implementation. This simplifies the
circuit and facilitates rail-to-rail implementation (Tam, 2019 : 15).
IV.
ALAT DAN KOMPONEN
Alat dan bahan yang akan digunakan:
1.
Kit komponen (toolbox)
2.
Resistor 1 k = 1 pcs
3. Resistor
100 Ω = 2 pcs
4. Resistor
470 Ω = 1 pcs
5. Transistor
NPN = 1 pcs
6. Multimeter
digital = 1 unit
7. Osiloskop = 1 unit
8. Signal generator =
1 unit
9. Kabel jumper =
1 meter
10. Power supply =
1 unit
11. Breadboard =
1 unit
V.
PROSEDUR PERCOBAAN
1.
Persiapkan semua alat dan
bahan yang diperlukan saat melaksankan
percobaan.
2. Periksa semua bahan dan
peralatan pastikan semua dalam keadaan baik.
3.
Buatlah rangkaian common emmiter seperti pada gambar
4.
Berikan tegangan Vcc sebesar
12 volt . dengan cara menghubungkan kaki R1 dan R3 ke sumber tegangan (+) dan
kaki R1 dan R4 ke sumber tegangan (-). pastikam arus pada kaki kolektor sudah
terhubung dengan emitter dengan cara pasang multimeter (+) kekaki R2 dan
multimeter (-) ke ground . setelah dipastikan terhubung lepaskan kembali
multimeter.
5.
Hubungkan AFG kekai Basis dan
Emitrtor. Pastikan aruspada kaki Basis dan emiiter sudah terhung. Dfengan cara mengukur
tegangan pada kaki R2. Pasang multimeter (+) kekaki R2 dan multimeter (-) ke
ground. Setelah dipastikan terhubung lepaskan ke,bali multimeter.
6.
Carilah nilai Ib dan Ic.
7.
Untuk mencari nilai Ib lepas
salah satu sumber tegangan lalu pasang multimeter (+) ke sumber tegangan (+)
dan multimeter (-) ke kaki basis. Catat nilainya
8.
Untuk mencari nilai Ic pasang
multimeter (+) kekaki kolektor dan multimeter (-) ke ground.catat nilailnya
9.
carilah nilai Vin. Dengan
cara atur multimer kearah tegangan DC. Lalu pasang multimeter (+) ke kaki antar
R! dab R3 dan multimeter (-) ke kaki basis. Catat nilai nya
10. carilah Vour dengan cara pasang multimeter (+) ke kaki basis dan
multimeter (-) ke ground. Catat hasilnya
VI.
DATA HASIL
|
|
Nilai (sertakan satuan) |
|
VCC |
11, 66 volt |
|
VCE |
12,04 volt |
|
VBE |
0,05 volt |
|
IB |
1,20 mA |
|
IC |
1,19 mA |
|
Vin |
0,03 volt |
|
Vout |
4,00 volt |
Hasil
penguatan yang diperoleh (Vout / Vin) : 4,00/0,03 : 133,33 kali
Gambar sinyal input dan sinyal output (osiloskop)
VII.
PEMBAHASAN
Transistor adalah komponen semikonduktor yang terdiri
atas sebuah bahan type P dan diapit oleh dua bahan tipe N (transistor NPN) atau
terdiri atas sebuah bahan tipe N dan diapit oleh dua bahan tipe P (transistor
PNP). Transistor memiliki tiga kaki, yaitu kolektor (C), basis (B) dan emitor
(E). Emitor adalah bahan semikonduktor yang diberi tingkat doping dengan
tingkat yang sangat tinggi, kolektor diberi doping dengan tingkat yang sedang
dan basis diberi doping yang sangat rendah. Apabila pada terminal transistor
tidak diberi tegangan bias dari luar, maka semua arus akan nol atau tidak ada
arus yang mengalir. Sedangkan apabila diberi tegangan bias aktif, maka
pengosongan pada persambungan emitor-basis menjadi semakin sempit karena
mendapatkan bias maju, sementara daerah pengosongan pada persambungan
basis-kolektor menjadi semakin melebar karena mendapat bias mundur. Adapun
karakteristik transistor dapat disajikan dengan transistor akan ditinjau tiga
kurva, yaitu kolektor, kurva basis dan kurva beta.
Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam
amplifier (penguat). Rangkaian analog ini meliputi pengeras suara, sumber
listrik stabil dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital,
transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi.
Selain digunakan sebagai penguat, transistor digunakan
sebagai saklar. Caranya adalah dengan memberikan arus yang cukup besar pada
basis transistor hingga mencapai titik jenuh. Pada kondisi seperti ini kolektor
dan emitor bagai kawat yang terhubung atau saklar tertutup, dan sebaliknya jika
arus basis teramat kecil maka kolektor dan emitor bagai saklar terbuka.
Pada praktikum kali ini, tentang transistor sebagai
penguat tegangan kita membutuhkan kit komponen, multimeter, osiloskop, sinyal
generator, kabel jumper, catu daya dan lain sebagainya. Kami melakukan
percobaan untuk mengukur VCC, VBE, VCE, IB, IC, Vin dan Vout. Pada pengukuran
VCC telah diketahui nilai secara teorinya sbesar 12 volt, namun untuk
membuktikan benar atau tidaknya nilai VCC 12 volt maka kami menggunakan
multimeter untuk mengukur nilai VCC. Didapatlah nilai VCC secara prakteknya
adalah 11,66 volt. Perbedaan nilai VCC secara secara teori dan praktek berbeda
karena nilai VCC 12 volt sudah ditetapkan, sedangkan nilai VCC praktek lebih
kecil dibandingkan VCC teori karena pada saat pengukuran arus yang berada pada
komponen tersebut akan berkurang jika diukur terus menerus. Sementara untuk
nilai VCE dan VBE yang diperoleh masing-masing yaitu sebesar 12,04 volt dan 0,05
volt. Kemudian untuk IB dan IC masing-masing sebesar 1,20 mA dan 1,19 mA.
Sedangkan tegangan masukan (Vin) sebesar 0,03 volt dan tegangan keluaran (Vout)
sebesar 4,00 volt. Sehingga diperoleh besar penguatan pada transistor sebesar
133,33 kali. Hal ini sesuai dengan teori yang ada dimana transistor berfungsi
sebagai penguat. Untuk gambar sinyal input dan output kami tidak melakukannya,
tapi kami cari diliteratur yaitu sebagai berikut:
Adapun alasan Vout lebih besar dari Vin karena ketika
arus mengalir dari sumber menuju kapasitor, maka kapasitor akan menyimpan
muatan yang mengalir dari sumber sampai penuh didalam kapasitor dan kemudian
dialirkan, sehingga tegangan keluaran lebih besar daripada tegangan masukan
karena arus yang diterima seadanya dari sumber arus. Jadi dapat disimpulkan
bahwa praktikum yang kami lakukan memenuhi syarat yaitu Vout lebih besar dari
Vin sehingga dikatakan bahwa praktikum ini berhasil.
VIII.
KESIMPULAN
1. Karakteristik dari transistor sebagai penguat,
yaitu : sinyal outputnya berbalik fasa 180° terhadap sinyal input, sering
dipakai pada penguat frekuensi rendah, mempunyai stabilitas penguatan yang
rendah karena bergantung pada kestabilan suhu dan bias transistor.
2. Prinsip kerja transistor sebagai penguat adalah
transistor bekerja pada wilayah antara titik jenuh dan titik kondisi terbuka
(cut-off), tetapi tidak pada kondisi keduanya. Sedangkan prinsip transistor
sebagai saklar adalah transistor akan bekerja pada kondisi terbuka (cut-off)
apabila arus basis dilalui oleh arus yang sangat kecil sehingga bekerja seperti
saklar yang terbuka dan kondisi jenuh jika basis transitor diberi arus yang
cukup besar sehingga bekerja seperti saklar yang tertutup.
3. Mencari penguatan rangkaian dapat menggunakan
rumus :
β = 
,
β= 
DAFTAR PUSTAKA
Bishop, Owen.
(2004). Dasar-Dasar Elektronika.
Jakarta :Erlangga
Maulana, Endri., Purnama, Rachmat Adi. (2017). Pemanfaatan layanan SMS telepon seluler berbasis
mikrokontroler ATMEGA328p sebagai sistem control lampu rumah. Jurnal Teknik
Komputer AMIK BSI, 3(1) : 93-99.
Surjono, Herman Dwi. (2011). Elektonika : Teori dan Penerapan. Yogyakarta : Cerdas Ulet Kreatif.
Tam, Wing-Shan., Kok, Chi-Wah. (2019). Design methodology of double nulling
resistors nested-miller compensation of multistage amplifier. Jurnal solid
state electronics letters. 15-24.
Yohandri., Asrizal. (2016). Elektronika Dasar 1. Jakarta: Kencana
LAMPIRAN
1.
Lampiran Hitung
= 
12 volt = 
12 volt = 6 volt
= 6 volt – 0,05 volt = 5,95 volt
= 
= 0,12 A
= 11,66 volt – 1,19 mA . 1000 Ω
= 11,66 volt – 119
= -107,34 volt
= -107,34 – 5,95 volt
= -113,29 volt
A (Teori) = 
= 
19,04 volt
A (Praktek) = 
= 133,3 volt
2.
Lampiran Gambar
Rangkaian Common Emitter
Gelombang Yang Terbentuk
Proses Pengukuran VBE Proses
Pengukuran IC
Proses
Pengukuran IB Proses
Pengukuran Vout
