LAPORAN ELDAS: TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT

TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT

A.  Pendahuluan

1.    Latar Belakang

Walter H. bratain dan John Barden pada akhir desember 1947 di bell telephone laboratories berhasil menciptakan suatu komponen yang memepunyai sifat menguatkan yaitu yang disebut dengan transistor. Dimana transistor merupakan komponen elektronika yang befungsi sebagai pengut arus, stabilisaai, penyaklaran dan lain-lain. Dalam adaptor transistor berfungsi sebagai stabilizer, untuk penyetabil arus yang keluar dari blok filter. Keuntungan komponen transistor ini dibanding dengan pendahulunya yakni tabung hampa, adalah ukuran fisiknya yang sangat kecil dan ringan. Bahkan dengan tekonologi sekarang ini ratusan ribu transistor dapat dibuat dalam satu keeping silikon (Arafh dan Ikhfan, 2012).

Kita belum mengetahui bagaimana cara kerja rangkaian bias transistor common emitter, bagaimana cara membuat grafik cirri keluaran transistor serta bagaimana cara menetukan besar penguatan transistor pada rangkaian common emitter.

Karena dirasa penting untuk mengetahui itu semua, maka dilakukanlah praktikum ini yang membahas tentang semua itu.

2.    Tujuan

Tujuan pada praktikum ini adalah sebagi berikut.

a.    Dapat Memahami cara kerja rangkaian bias transistor common emitter.

b.    Dapat Membuat grafik ciri keluaran transistor.

c.    Dapat Menentukan besar penguatan transistor pada rangkaian common emitter.

B. KAJIAN TEORI

Penguat emitor ditanahkan juga mempunyai karakter sebagai penguat tegangan. Rangkaian penguat common emitter adalah yang paling banyak digunakan karena memiliki sifat menguatkan tegangan puncak amplitudo dari sinyal masukan. Penguat emitter ditanahkan mempunyai impedansi masukan 1/1- kali lebih besar dari penguat basis ditanahkan dan impedansi keluaran transistor (1-) lebih kecil dari penguat basis ditanahkan (Sriwidodo, 2012).

Transistor NPN dan transistor PNP merupakan transistor yang terbuat dari semikonduktor tipe P dan semikonduktor tipe N. Pada transistor tipe ini nilai pergerakan dari elektronnya akan lebih tinggi dibandingkan dengan pergerakan muatan positifnya, sehingga akan memungkinkan sistem beroperasi dengan arus yang besar dan pada kecepatan yang besar. Arus pada basis akan dikuatkan oleh kolektor. Jadi transistor NPN akan memasuki daerah aktif ketika tegangan yang berada pada basis lebih tinggi dari pada emitor dan menuju keluar yang menunjukan arah arus konvensional, saat alat mendapat panjar maju (Aditya, 2012).

E

C

                                                           

	B
							B
				E
										C
			NPN						PNP

 

Gambar 3.1 Transistor Tipe NPN dan PNP

Transistor mempunyai dua persambungan satu antara emitter dan basis yang lain antara basis dan kolektor. Sehubungan dengan ini, suatu transistor dapat dipandang sebagai dua diode yang dalam hubungan saling membelakang. Dalam gambaran ini diode sebelah kiri disebut diode emitter-basis atau singkatnya diode emitter. Diode sebelah kanan disebut diode kolektor-kolektor atau secara singkat diode kolektor (Frenzel, 2010).

C. METODE PRAKTIKUM

1. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagaimana terlihat pada Tabel 3.1 di bawah ini.

Tabel 3.1 Alat dan Bahan Transistor Sebagai Penguat

No.	Alat dan Bahan	Fungsi
1.	Transistor NPN	Sebagai penguat.
2.	Multimeter	Mengukur hambatan, kuat arus, dan tegangan listrik.
3.	Osiloskop	Melihat tampilan gelombang
4.	Signal generator	Pengatur isyarat masukan gelombang
5.	Papan rangkaian	Tempat merangkai komponen-komponen elektronika.
6.	Kawat email	Sebagai penghubung komponen
7.	Resistor	Sebagai hambatan listrik
8.	Kapasitor	Menyimpan muatan
9.	Catu daya	Sumber tegangan
10.	Potensiometer	Sebagai hambatan variabel

2.    Prosedur Kerja

a.    Bias Transistor

Prosedur kerja pada percobaan bias transistor ini adalah sebagai berikut.

1)   Mengambil resistor dengan nilai-nilai resistor yang sesuai di kotak eksperimen. Menyusun rangkaian seperti Gambar 3.2 berikut.

Gambar 3.2 Penentuan Keadaan Operasi Transistor

2)   Mengatur potensiometer pada posisi nilai resistansi yang paling kecil.

3)   Mengukur arus I_C yang mengalir pada R_C dan tegangan V_CE dan V_BE. Mengukur juga resistansi dari potensiometer.

4)   Mengulangi langkah c dengan mengatur potensiometer (memutar potensiometer hingga tampak adanya perubahan arus I_C dan tegangan V_CE dan V_BE).

5)   Membandingkan hasil yang diperoleh dari pengukuran langsung dengan perhitungan menggunakan rumus untuk I_C dan V_BE.

6)   Membuat kurva hubungan antara I_C dan V_CE dan mementukan titik operasi (d) rangkaian penguat tersebut.

b.    Common Emitter

Prosedur kerja pada percobaan bias transistor ini adalah sebagai berikut.

1)   Memasang rangkaian sebelum memasang kapasitor, mengatur potensiometer V_R agar V_CE =  V_CC, pada keadaan ini menghitung arus I_C dengan mengukur beda tegangan kedua ujung R_C.

2)   Memasang kapasitor pada rangkaian dan memberikan masukan isyarat sinusoidal dengan frekuensi 1 kHz dan mengatur tegangan isyarat masukan agar isyarat keluaran tidak cacat bentuknya. Mengukur tegangan keluaran V_o dan isyarat masukan V_i dengan osiloskop. Memasang R_L = 1 k pada keluaran dan mengukur V_o, V_i dan mengamati bentuk isyarat.

3)   Melepaskan pembangkit isyarat dan mengubah potensiometer hingga transistor tepat akan mulai pada keadaan saturasi yaitu V_CE  0. Mengukur nilai V_CE , I_C, I_B, dan V_BE. Menghubungkan dengan pembangkit isyarat V_s (1 kHz 5 mV V_pp) dan mengamati bentuk keluarannya. Titik q akan tetap, dan bila I_B  I saturasi. Pada keadaan ini transistor dikatakan dalam keadaan Hard on. Mengukur nilai V_CE, I_C, dan V_BE . menghubungkan dengan pembangkit isyarat (1 kHz 5 mV V_pp) dan mengamati isyarat keluarannya.

4)   Melepaskan pembangkit isyarat, mengatur V_R hingga V_CE = 12 Volt. Mengukur I_B, V_BB, dan I_C. Keadaan seperti ini dinamakan transistor dalam keadaan cut off. Arus I_C  0. Menghubungkan dengan pembangkit isyarat (1 kHz 5 mV V_pp) dan mengamati bentuk isyarat keluarannya.

5)   Mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran transistor untuk setiap variasi V_R, kemudian menentukan penguat tegangan transistor.

D. HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Hasil

a.    Data Pengamatan

1)   Bias Transistor

Data pengamatan pada percobaan bias transistor ini dapat dilihat pada Tabel 3.2 berikut.

Tabel 3.2 Pengamatan Bias Transistor

No.	RV (Ω)	IC (A)	VCE (V)	RC (Ω)
1.	1,1	2,4	1,28	RC = 0,4
2.	7,7	2,7	1,66	RE = 5,0
3.	15,9	1,6	1,94	Ri = 166,5

2)   Common Emitter

Data pengamatan pada common emitter adalah sebagai berikut.

V_CC = 6 Volt

V_out = 10 Volt

V_in   =  460 Volt

b.   Analisis Data

1)   Common Emitter

Dik  : V_CC = 6 Volt

V_out = 10 Volt

V_in   =  460 Volt

Dit     : V_A = .........?

Penye :

21,739 Kali

2)   Menentukan Keadaan Operasi Transistor

V_CC = V_CE + I_CR_C + I_ER_E

6 =  I_{E .}  166500

6 =  + 12  I_E (166500)

6 = 13,28  I_E (166500)

I_E  =

=  A

2.    Pembahasan

Transistor merupakan komponen monokristal semikonduktor dimana dalam komponen terdapat dua pertemuan antara P-N sehingga dapat dibuat dua rangkaian yaitu P-N-P dan N-P-N. Seperti kita ketahui bahwa transistor merupakan komponen yang dapat memperbesar level sinyal keluaran sampai beberapa kali sinyal masukan. Kelebihan dari transistor penguat tidak hanya menguatkan sinyal, tapi transisor ini juga bisa digunakan untuk penguat arus, penguat tegangan, dan penguat daya. Agar suatu transistor sebagai penguat dapat bekerja secara optimal, maka harus dibutuhkan titik penguat transistor dan juga harus sama dengan yang ditentukan oleh garis beban AC/DC.

Pada percobaan ini dilakukan dua pengamatan yaitu pada penentuan bias transistor dan pengamatan pada transistor common emitter. Pada pengamatan bias transistor diperoleh hasil pembacaan pada multimeter yaitu pada saat R_V = 1,1 Ω diperoleh  nilai I_C = 2,4 A, V_CE = 1,28 V dan R_C = 0,4 Ω. Pada saat R_V sebesar 7,7 Ω diperoleh  nilai I_C , V_CE, dan R_E adalah 2,7 A, 1,66 V, dan 5,0 Ω. Pada saat R_V sebesar 15,9 Ω diperoleh nilai I_C , V_CE, dan R_i adalah 1,6 A, 1,94 V, dan  166,5 Ω

Berdasarkan data yang diperoleh maka dapat dikatakan bahwa semakin tinggi hambatan yang dipasang pada potensiometer, maka semakin tinggi pula arus I_C yang diperoleh begitu pula V_CE nya. Adapun kesalahan yang terjadi pada pengamatan bisa disebabkan kurangnya ketelitian praktikan, kesalahan pembacaan multimeter dan potensiometer.

Pengamatan selanjutnya adalah menentukan besar penguatan pada transistor. Melalui hasil pengukuran diperoleh nilai tegangan masukan (V_in) sebesar 460 mV, sedangkan nilai tegangan keluaran (V_out) sebesar 10 V dan dengan demikian diperoleh besar penguatan pada transistor sebesar 21,739 kali. Hal ini sesuai dengan teori yang ada dimana transistor berfungsi sebagai penguat.

Berdasarkan grafik hubungan kaua arus dan tegangan dapat dilihat bahwa semakin besar arus maka tegangannya juga semakin besar, atau grafiknya linear. Namun pada hasil pengamatan yang dilakukan terjadi kesalahan data yang berkemungkinan disebabkan oleh kerusakan alat yang digunakan atau yang disebut dengan galat instrument.

E. PENUTUP

1. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut.

a.    Penguat common emitter adalah bentuk penguat tegangan, dimana pada kaki emitter di groundkan, lalu input dimasukan ke basis, dan output diambil pada kaki kolektor.

b.    Besar penguatan transistor pada rangkaian common emitter dapat ditentukan dengan nilai pada tegangan keluaran (V_out) dibagi dengan tegangan masukan (V_in).

2.    Saran

Saran yang dapat kami sampaikan pada percobaan ini adalah sebagai berikut.

a.    Untuk pihak laboratorium agar alat yang sudah rusak segera diganti.

b.    Untuk pihak asisten agar meningkatkan lagi cara membimbingnya dengan menyampaikan teori-teori yang berkaitan dengan percobaan.

c.    Untuk praktikan agar menjaga suasana laboratorium agar tetap tenang.

DAFTAR PUSTAKA

Adity, Emy. 2012. Transistor. Jurnal Transistor Vol 1. No.1. Surabaya.

Frenzel, L. 2010. Electronic Explained. Elseiver. London.

Marpaung, L.N. 2014. Analisa rancangan pengontrolan volume pada tangki air dilengkapi dengan indikator LED. Http:// 103.10.169.96/ xmlui/ bits tre am /hnadle/123456789/5456/3%20artikel.pdf. Diakses tanggal 8 Juni 2015.

Sriwidodo. 2012. Elektronika Dasar. Salemba Teknika. Jakarta.

Sutrisno. 1986. Elektronika 1. Institut Teknologi Bandung. Bandung.

Warsito, S. 1992. Data Sheet Book 1. PT. Elekmedia Komputindo. Jakarta.