Modul 2





MODUL II 

TRANSISTOR 

1. Pendahuluan[Kembali]

Transistor merupakan salah satu komponen elektronik yang sangat penting dalam dunia teknologi modern. Sejak ditemukan pada tahun 1947 oleh John Bardeen, William Shockley, dan Walter Brattain di Bell Laboratories, transistor telah merevolusi perkembangan perangkat elektronik. Perannya menggantikan tabung vakum membuat transistor lebih efisien, lebih kecil, lebih awet, serta mampu bekerja dengan konsumsi daya yang rendah.

    Secara umum, transistor berfungsi sebagai penguat (amplifier), saklar (switch), maupun regulator dalam berbagai rangkaian elektronik. Hampir semua perangkat elektronik, mulai dari radio, televisi, komputer, hingga telepon genggam, memanfaatkan transistor sebagai komponen utama dalam sistemnya. Hal ini menjadikan transistor sebagai "jantung" dari perkembangan teknologi semikonduktor.

    Transistor bekerja dengan prinsip pengendalian arus atau tegangan pada salah satu terminalnya untuk mempengaruhi aliran arus pada terminal lainnya. Berdasarkan struktur dan jenis bahan semikonduktor yang digunakan, transistor dapat dibagi menjadi dua tipe utama, yaitu transistor NPN dan PNP. Masing-masing tipe memiliki karakteristik dan cara kerja yang berbeda, namun pada dasarnya keduanya memiliki fungsi yang sama, yaitu mengatur aliran arus listrik. Dengan memahami prinsip dasar transistor, perbedaan tipe, serta cara penggunaannya dalam berbagai konfigurasi rangkaian, kita dapat mengetahui bagaimana komponen ini digunakan dalam aplikasi praktis, baik dalam bidang elektronika daya, sistem komunikasi, maupun perangkat digital. Oleh karena itu, pembahasan mengenai transistor menjadi salah satu bagian penting dalam mempelajari ilmu elektronika.

2. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja transistor. 

2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Fixed Bias. 

3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Emitter Stabillized Bias 

4. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Self Bias. 

5. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Voltage Divider Bias. 

6. Mengetahui prinsip kerja Regulator Power Supply.                                      

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Transistor 2N3904. 

2. Resistor 1K, 10K, 560 ohm. 

3. DC Power supply. 

4. Multimeter. 

5. Jumper.

4. Dasar Teori[Kembali]

Transistor adalah komponen berbahan semikonduktor yang digunakan sebagai penguat, sirkuit pemutus, penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada umumnya transistor memiliki 3 terminal yaitu basis (B), emitter (E), dan collector (C). Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua tipe, yaitu: 

1. Transistor NPN Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua                bahan tipe N dan satu bahan tipe P.
2. Transistor PNP Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua bahan     tipe P dan satu bahan tipe N.



A. Daerah Operasi Transistor



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

B. Pemberian Bias pada BJT

    Istilah bias dimaksudkan penerapan tegangan DC untuk menetapkan tingkat arus dan tegangan tetap. Tegangan dan arus yang dihasilkan menyatakan titik operasi (quiescent point)  atau titik Q yang menentukan daerah kerja transistor. Terdapat beberapa jenis pemberian bias pada BJT, sebagai berikut:




C. Aplikasi Transistor

1.      1. Class A Amplifier

Amplifier kelas A adalah jenis amplifier di mana transistor (atau perangkat penguat lainnya) selalu beroperasi dalam mode aktif (linear) sepanjang siklus sinyal input. Amplifier kelas A memiliki satu transistor, amplifier ini digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan linieritas tinggi dan memiliki daya yang cukup.



Prinsip kerja :

  1. Transistor dalam Mode Aktif: Dalam amplifier kelas A, transistor tidak pernah sepenuhnya mati (cut-off) atau jenuh (saturation). Ini berarti transistor selalu berada dalam kondisi aktif, memungkinkan arus untuk mengalir terus menerus.
  2. Arus Bias Tinggi: Amplifier kelas A di-bias dengan arus yang cukup tinggi sehingga sinyal input dapat digeser di sekitar titik operasi yang linear. Ini menghasilkan distorsi yang sangat rendah dan reproduksi sinyal yang sangat akurat.

 

2.     2.  Regulator Power Supply

Power supply dengan regulator adalah sistem yang menyediakan tegangan keluaran stabil meskipun ada variasi dalam tegangan masukan atau beban yang dihubungkan. Regulator bertugas menjaga tegangan output konstan dan melindungi perangkat elektronik yang terhubung dari kerusakan akibat fluktuasi tegangan.

Terdapat 2 jenis regulator daya :

  1. Regulator Linear Regulator linear menggunakan komponen aktif seperti transistor atau op-amp untuk membatasi tegangan output. Regulator linear unggul dalam beberapa hal seperti desain yang sederhana, dan noise rendah, akan tetapi memiliki efisiensi yang rendah karena membuang kelebihan daya sebagai panas.
  2.  Regulator Switching Regulator switching mengubah tegangan input ke bentuk sinyal AC dengan frekuensi tinggi menggunakan switching transistor, kemudian menurunkannya menggunakan transformator, dan akhirnya menstabilkan tegangan output dengan komponen filter. Keunggulan dari regulator switching antara lain efisiensi yang tinggi dan dapat menghasilkan berbagai tegangan output. Kekurangan dari regulator switching adalah memiliki desain yang lebih kompleks, serta bisa menghasilkan noise yang lebih tinggi.