1. Apa yang dimaksud dengan transistor?
Jawab :
Transistor
adalah sebuah komponen elektronik yang berfungsi sebagai pengendali arus
listrik. Ini adalah salah satu komponen paling fundamental dalam dunia
elektronika dan telah memainkan peran penting dalam perkembangan teknologi
modern. 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:
A. 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).
B. 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.
C. 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.
Transistor digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk dalam perangkat elektronik seperti komputer, radio, televisi, ponsel, peralatan rumah tangga, kendaraan, dan banyak lagi. Mereka memungkinkan pengendalian dan penguatan sinyal listrik, yang merupakan dasar dari hampir semua perangkat elektronik modern.
2. Apa perbedaan antara transistor PNP dan NPN?
Jawab :
Transistor
PNP dan NPN adalah dua jenis transistor yang memiliki perbedaan dalam struktur,
polaritas, dan arah aliran arus. Berikut adalah perbedaan antara keduanya:
A. 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.
B. 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 basis ke emitor, dan dari kolektor ke emitor.
C. 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 emitor ke kolektor melalui basis. Dalam kondisi ini, transistor NPN "membuka" aliran arus ketika ada arus yang cukup besar dari basis ke emitor.
D. 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.
E. 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 :
A. Saturasi
Ketika transistor berada di daerah saturasi tegangan basis lebih besar
daripada tegangan di emitor atau VB > VE. Dengan demikian, basis-emitor
dalam mode bias maju. Sementara itu, pada basis memiliki tegangan lebih besar
dari kolektor atau VB > VC. Artinya, basis-kolektor juga dalam mode bias
maju. Dalam daerah saturasi VCE = 0.
B. Aktif
Pada saat transistor berada di daerah aktif maka tegangan di basis akan
lebih besar dari tegangan di emitor atau VB > VE, dan VBE harus lebih dari
0,6 V atau harus sama dengan 0,6 V atau dapat juga ditulis VBE ≥ 0,6 V. Jadi,
ketika semua kriteria itu terpenuhi maka transistor berada di daerah aktif.
Dengan demikian, persimpangan emitor-basis dalam mode bias maju, dan karena
kolektor memiliki tegangan lebih besar daripada basis maka persimpangan
basis-kolektor dalam mode bias mundur. Dalam daerah aktif VCE akan berada di
antara 0 dan VCC, atau padat ditulis 0 < VCE < VCC.
C. Breakdown
Breakdown adalah kondisi di mana transistor tidak lagi berfungsi dengan baik karena terjadi kegagalan dalam hambatan atau isolasi yang biasanya ada di dalam transistor. Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan VCE lebih dari 40V, arus Ic menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini. Karena akan dapat merusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan VCEmax yang diperbolehkan sebelum Breakdown bervariasi. VCEmax pada data book transistor selalu dicantumkan juga.
D. Cutoff
Selama di daerah cutoff emitor memiliki lebih besar tegangan daripada
basis. Jadi, VB < VE atau sama halnya VBE < 0,6 V. Artinya, transistor
dalam keadaan off. Dalam hal ini, persimpangan (junction) basis-emitor dalam
mode bias mundur. Kemudian, pada tegangan kolektor akan lebih besar daripada
basis sehingga membuat persimpangan basis-kolektor juga dalam keadaan bias
mundur.
5. Jelaskan jenis-jenis bias transistor!
Jawab :
A. Fixed Bias
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.
B. Self
Bias
Self bias, juga dikenal sebagai
bias emitter sendiri, adalah jenis bias transistor di mana resistor emitter
(RE) digunakan untuk menghasilkan tegangan basis-emosi 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-emosi 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.
C. Voltage
Divider Bias
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.
A. Fixed Bias
 |
| Gambar Rangkaian Fixed Bias |
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.
B. Self Bias
 |
| Gambar Rangkaian Self Bias |
Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R2 lalu ke kaki base lalu ke kaki emitter lalu melalui R3 dan menuju ground, arus Vcc juga akan melalui R1 lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter lalu melalui R3 dan menuju ground.
C. Voltage Divider Bias
 |
| Gambar Rangkaian Voltage Divider Bias |
Prinsip Kerja :
Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R2 lalu 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 lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter mengalir ke RE dan menuju ground.
A. Rangkaian Fixed Bias
B. Rangkaian Self Bias
C. Rangkaian Voltage Divider Bias
Rangkaian Fixed Bias [disini]
Rangkaian Self Bias [disini]
Rangkaian Voltage Divider Bias [disini]
Video Rangkaian Fixed Bias [disini]
Video Rangkaian Self Bias [disini]
Video Rangkaian Voltage Divider Bias [disini]
Datasheet Resistor [disini]
Datasheet Transistor [disini]
Datasheet Voltmeter [disini]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar