aplikasi transistor bipolar

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI 

1.Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

    a.example

    b.problem

    c.multiple choice

4. Prinsip

5.Langkah percobaan

6. Gambar Rangkaian

7.Video Simulasi  

8. Link Download

referensi gambar

1. Tujuan[back]

1.Untuk memahami tentang Aplikasi Transistor UniPolar

2.Untuk memenuhi tugas Mata kuliah Elektronika

3.Dapat mensimulasikan Rangkaian pada Proteus

2. Komponen [back]

ALAT

No	Nama Alat	Spesifikasi	Jumlah
1	Gambar layout komponen		1 set
2	Ground		1 set
3	power		1 buah
4	Solder		1 buah
5	Penyedot timah		1 buah
6	Tang potong		1 buah
7	Tang lancip		1 buah
8	Mistar baja		1 buah
9	Landasan solder		1 buah
10	Mata bor		1 buah

GENERATOR

OSCILOSCOPE

Catu Daya

Multi Meter

BAHAN

Touch Sensor

                Spesifikasi Touch Sensor

            •         Sentuhan kapasitif TTP223 on-board pada IC induksi ikatan tunggal;

                  •         Indikator level dewan;

                  •         Tegangan kerja: 2,0 V hingga 5,5 V;

                  •         Ukuran papan PCB: 29mm x 16mm.

Gambar Grafik Sensor Sentuh

 LM35

Spesifikasi LM35 :

·         Dikalibrasi Langsung dalam Celcius (Celcius)

·         Faktor Skala Linear + 10-mV / ° C

·         0,5 ° C Pastikan Akurasi (pada 25 ° C)

·         Dinilai untuk Rentang Penuh −55 ° C hingga 150 ° C

·         Cocok untuk Aplikasi Jarak Jauh

·         Biaya Rendah Karena Pemangkasan Tingkat Wafer

·         Beroperasi Dari 4 V hingga 30 V

·         Pembuangan Arus Kurang dari 60-μA

·         Pemanasan Mandiri Rendah, 0,08 ° C di Udara Diam

·         Hanya Non-Linearitas ± ¼ ° C Tipikal

·         Output Impedansi Rendah, 0,1 Ω untuk Beban 1-mA 

                         Konfigurasi LM35:

Gambar : grafik sensor LM35

                  Resistor

 

Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.

 

                 Transistor

 

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

3.                  Buzzer

 

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm.

                  Kapasitor

 

Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan arus atau tegangan listrik

                  Baterai

 

Baterai adalah alat elektronik yang berfungsi menyediakan arus listrik dengan menyimpan energi potensi listrik dalam bentuk sel elektrokimia (sel volta). Ketika kutub posittif dan negatif baterai di hubungkan, potensi listrik kedua kutub akan menyebabkan arus listrik mengalir.

 Switch

 

Fungsi switch pada rangkaian elektronika sesungguhnya alat yang dapat atau memiliki fungsi untuk menghubungkan dan memutuskan aliran listrik (arus listrik).

Dioda

OP - AMP

3.Dasar Teori [back]

Transistor merupakan piranti yang terdiri atas tiga lapisan semikonduktor, yaitu 2 buah lapisan semikonduktor tipe -p dan sebuah lapisan semikonduktor tipe –n, atau sebaliknya. Jenis pertama dikenal sebagai transistor tipe pnp, sedang yang kedua dikenal dengan transistor tipe npn. Ketiga terminal yang terhubung ke semikonduktor tadi dikenal dengan kolektor (C), basis (B), emitter (E). Berikut gambarnya

 

 

                                                 Gambar 3.1 Tipe Tranasistor (a) pnp (b) npn

• Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.
• Transistor PNP adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan negatif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Emitor ke Kolektor.

Berikut adalah perbedaan mengenai transistor NPN dan PNP adalah:

1. Hal yang paling utama dari perbedaan kedua transistor tersebut adalah: pada transistor PNP, saat basis-nya diberikan muatan negatif (-) emitor akan mengalirkan muatan arus ke kolektor. Sementara pada transistor NPN, saat basis-nya bermuatan positif maka kolektor akan mengalirkan muatan arus ke emitor.

2. Perbedaan umum lainnya adalah pada transistor PNP, tegangan positif akan selalu tersambung dengan kaki emitor dan tegangan negatif akan tersambung dengan kaki kolektor. Sementara pada transistor NPN, tegangan positif akan selalu tersambung dengan kaki kolektor dan tegangan negatif akan tersambung dengan kaki emitor. Bila prinsip tersebut tidak dijalankan, maka transistor tidak akan bisa beroperasi.

3. Berdasarkan arus outputnya, perbedaan transistor PNP dan NPN yaitu; saat dengan kondisi aktif transistor PNP akan mengeluarkan arus positif pada kaki kolekor. Sementara transistor NPN akan mengeluarkan arus negatif pada kaki kolektor sewaktu dalam kondisi aktif.

4. Beberapa kegiataan elektronika lainnya mengatakan kalau kebanyakan transistor yang digunakan sebagai switching lebih baik memakai transistor jenis NPN ketimbang jenis PNP.

5. Kemudian, perbedaan transistor PNP dan NPN bisa diperhatikan dari input basisnya, yakni transistor PNP yang akan aktif bila kaki basisnya dihubungkan dengan arus negatif. Sementara pada transistor jenis NPN akan aktif bila pada kaki basisnya dihubungkan dengan arus positif.

Gambar Bentuk dan Simbol Relay

Dibawah ini adalah gambar bentuk Relay dan Simbol Relay yang sering ditemukan di Rangkaian Elektronika.

Prinsip Kerja Relay

Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar  yaitu :

1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring

Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian Relay :

Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

• Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
• Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)

Berdasarkan gambar diatas, sebuah Besi (Iron Core) yang dililit oleh sebuah kumparan Coil yang berfungsi untuk mengendalikan Besi tersebut. Apabila Kumparan Coil diberikan arus listrik, maka akan timbul gaya Elektromagnet yang kemudian menarik Armature untuk berpindah dari Posisi sebelumnya (NC) ke posisi baru (NO) sehingga menjadi Saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi barunya (NO). Posisi dimana Armature tersebut berada sebelumnya (NC) akan menjadi OPEN atau tidak terhubung. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan kembali lagi ke posisi Awal (NC). Coil yang digunakan oleh Relay untuk menarik Contact Poin ke Posisi Close pada umumnya hanya membutuhkan arus listrik yang relatif kecil.

Arti Pole dan Throw pada Relay

Karena Relay merupakan salah satu jenis dari Saklar, maka istilah Pole dan Throw yang dipakai dalam Saklar juga berlaku pada Relay. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai Istilah Pole and Throw :

• Pole : Banyaknya Kontak (Contact) yang dimiliki oleh sebuah relay
• Throw : Banyaknya kondisi yang dimiliki oleh sebuah Kontak (Contact)

Berdasarkan penggolongan jumlah Pole dan Throw-nya sebuah relay, maka relay dapat digolongkan menjadi :

• Single Pole Single Throw (SPST) : Relay golongan ini memiliki 4 Terminal, 2 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Single Pole Double Throw (SPDT) : Relay golongan ini memiliki 5 Terminal, 3 Terminal untuk Saklar dan 2 Terminalnya lagi untuk Coil.
• Double Pole Single Throw (DPST) : Relay golongan ini memiliki 6 Terminal, diantaranya 4 Terminal yang terdiri dari 2 Pasang Terminal Saklar sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil. Relay DPST dapat dijadikan 2 Saklar yang dikendalikan oleh 1 Coil.
• Double Pole Double Throw (DPDT) : Relay golongan ini memiliki Terminal sebanyak 8 Terminal, diantaranya 6 Terminal yang merupakan 2 pasang Relay SPDT yang dikendalikan oleh 1 (single) Coil. Sedangkan 2 Terminal lainnya untuk Coil.

Selain Golongan Relay diatas, terdapat juga Relay-relay yang Pole dan Throw-nya melebihi dari 2 (dua). Misalnya 3PDT (Triple Pole Double Throw) ataupun 4PDT (Four Pole Double Throw) dan lain sebagainya.

Untuk lebih jelas mengenai Penggolongan Relay berdasarkan Jumlah Pole dan Throw, silakan lihat gambar dibawah ini :

Fungsi-fungsi dan Aplikasi Relay

Beberapa fungsi Relay yang telah umum diaplikasikan kedalam peralatan Elektronika diantaranya adalah :

1. Relay digunakan untuk menjalankan Fungsi Logika (Logic Function)
2. Relay digunakan untuk memberikan Fungsi penundaan waktu (Time Delay Function)
3. Relay digunakan untuk mengendalikan Sirkuit Tegangan tinggi dengan bantuan dari Signal Tegangan rendah.
4. Ada juga Relay yang berfungsi untuk melindungi Motor ataupun komponen lainnya dari kelebihan Tegangan ataupun hubung singkat (Short).

Dioda

 Dioda (Diode) adalah Komponen Elektronika Aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

Fungsi Dioda and Jenis-jenisnya

Berdasarkan Fungsi Dioda, Dioda dapat dibagi menjadi beberapa Jenis, diantaranya adalah :

• Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
• Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
• Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan
• Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya
• Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali

Simbol Dioda

Gambar dibawah ini menunjukan bahwa Dioda merupakan komponen Elektronika aktif yang terdiri dari 2 tipe bahan yaitu bahan tipe-p dan tipe-n :

Prinsip Kerja Dioda

Untuk dapat memperjelas prinsip kerja Dioda dalam menghantarkan dan menghambat aliran arus listrik, dibawah ini adalah rangkaian dasar contoh pemasangan dan penggunaan Dioda dalam sebuah rangkaian Elektronika.

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter

Untuk mengetahui apakah sebuah Dioda dapat bekerja dengan baik sesuai dengan fungsinya, maka diperlukan pengukuran terhadap Dioda tersebut dengan menggunakan Multimeter (AVO Meter).

Cara Mengukur Dioda dengan Multimeter Analog

1. Aturkan Posisi Saklar pada Posisi OHM (Ω) x1k atau x100
2. Hubungkan Probe Merah pada Terminal Katoda (tanda gelang)
3. Hubungkan Probe Hitam pada Terminal Anoda.
4. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
5. Jarum pada Display Multimeter harus bergerak ke kanan
6. Balikan Probe Merah ke Terminal Anoda dan Probe Hitam pada Terminal Katoda (tanda gelang).
7. Baca hasil Pengukuran di Display Multimeter
8. Jarum harus tidak bergerak.
   **Jika Jarum bergerak, maka Dioda tersebut berkemungkinan sudah rusak.

Battery

    Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

[klik disini untuk mengetahui lebih jelas tentang battery]

A.EXAMPLE [back]

1. Jelaskan tentang daerah kerja transistor : cut off

Jawaban  :

a. Cut Off

Daerah cut off merupakan daerah kerja transistor dimana keadaan transistor menyumbat pada hubungan kolektor – emitor. Daerah cut off sering dinamakan sebagai daerah mati karena pada daerah kerja ini transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Pada daerah cut off transistor dapat di analogikan sebagai saklar terbuka pada hubungan kolektor – emitor.

Dengan mengatur Ib = 0 atau tidak memberi tegangan pada bias basis atau basis diberi tegangan mundur terhadap emitor maka transistor akan dalam kondisi mati (cut off), sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor (Ic≈0) dan Vce ≈ Vcc. Keadaan ini menyerupai saklar pada kondisi terbuka seperti ditunjukan pada gambar  diatas.
Besarnya tegangan antara kolektor dan emitor transistor pada kondisi mati atau cut off  adalah : 

Karena kondisi mati Ic = 0 (transistor ideal) maka:

Besar arus basis Ib adalah 

2. Jelaskan tentang daerah kerja transistor : Saturasi (Jenuh)

Jawaban  :

Daerah kerja transistor saat jenuh adalah keadaan dimana transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor tersebut seolah-olah short pada hubungan kolektor – emitor. Pada daerah ini transistor dikatakan menghantar maksimum (sambungan CE terhubung maksimum).

Besarnya tegangan kolektor emitor Vce suatu transistor pada konfigurasi diatas dapat diketahui sebagai berikut. 

Karena kondisi jenuh Vce = 0V (transistor ideal) maka besarnya arus kolektor (Ic) adalah :

Besarnya arus yang mengalir agar transistor menjadi jenuh (saturasi) adalah:

Sehingga besar arus basis Ib jenuh adalah : 

B.PROBLEM [back]

1. Jelaskan tentang daerah kerja transistor   aktif

Jawaban  :

Pada daerah kerja ini transistor biasanya digunakan sebagai penguat sinyal. Transistor dikatakan bekerja pada daerah aktif karena transistor selelu mengalirkan arus dari kolektor ke emitor walaupun tidak dalam proses penguatan sinyal, hal ini ditujukan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang tidak cacat. Daerah aktif terletak antara daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (Cut off).

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, yaitu ketika  arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).

2.Sebuah transistor 2N3298 mempunyai βdc khusus sebesar 90. Jika arus emitter sebesar 10mA, hitunglah kira-kira besarnya arus kolektor dan arus basis.
Dik : βdc = 90 I­E = 10 mA
Dit : IB = …? IC = …?
Jawab :
IB = Ic/ βdc , IC = IE - IB
IB βdc = IE - IB
IB (βdc + 1) = IE , IB ­ = Ie/ βdc+1
IB ­ = 10mA/91= 0.19 mA

C.Multiple Choice [back]

1. Sebuah transistor mempunyai ?dc sebesar 100.              Jika arus basis 9,3 uA, berapa besarnya arus colector ?

a. 0,93 mA  

c. 930 mA

b. 3,71 mA

d. 371 mA

e. 370 mA

Jawaban: a

2. Jika memperbanyak Elektron maka :

    a. Vbe semakin kecil d. Vce = 0

    b. Vbe semakin besar e. Vbe=Ib

    c. Ib = 0

Jawaban: b

4.Langkah Percobaan[back]

Step 1:SUSUN dan SIAPKAN KOMPONEN 

Step 2:RANGKAI KOMPONEN

Step 3: BUAT SIMULASI PADA PROTEUS

Step 4: MENCOBA RANGKAIAN

Step 5: MENERAPKAN RANGKAIAN

5.Gambar Rangkaian[back]

Ketika belum disimulasikan

Ketika rangkaian disimulasikan dan suhu ruangan lebih kecil dari 20*C

Ketika rangkaian disimulasikan dan touch sensor menyala

Ketika rangkaian disimulasikan dan suhu ruangan lebih besar dari 20*C

 6.Prinsip Rangkaian[back]

Pada Rangkaian diatas ketika suhu dingin maka tegangan di kaki non inverting op-amp(+) lebih besar daripada kaki di inverting op-amp(-) sehingga output dari op-amp bernilai maksimum/+Vsaturasi dan mengalir ke resistor lalu ke kaki base transistor sehingga k transistor aktif dan mengalir sedikit tegangan padapemanas/oven sehingga pemanas menyala,dan ketika suhu ruangan sudah panas,maka output dari op-amp bernilai minimum/-Vsaturasi sehingga output  yang mengalir ke transistor kecil dan transistor tidak aktif.

pada suhu dingin maka apabila kita ingin mempercepat  dari kerja pemanas maka cukup ditekan pada touch sensor,sehinggga ada arus yang mengalir ke kaki base transistor dan transistor nebyala,sehingga ada cukup tegangan untuk mengaktifkan relay sehingga relay switch dari kiri ke kanan dan menyebabkan ada sumber tegangan mengalir ke rangkaian bias voltage divider,sehingga tegangan yang ada pada ppemanas semakin besar,dan pemanas bekerja dengan lebih cepat

Bias tegangan pada base transistor dapat dikembangkan dengan pembagi tegangan resistor R1 dan R2, seperti terlihat pada Gambar 1. Pada gambar tersebut di titik A, terdapat dua lintasan arus yang menuju ke ground yaitu dengan melalui R2 dan melalui junction base-emitter dari transistor melalui RE.

Apabila arus base-emitter yang mengalir sangat kecil dibandingkan dengan arus yang melalui R2, maka rangkaian bias pembagi tegangan tersebut dianggap sebagai pembagi tegangan sederhana yang terdiri dari R1 dan R2, seperti pada Gambar 2(a). Apabila arus base-emitter IB tidak cukup kecil untuk diabaikan dibandingkan dengan arus I2 yang melaui R2, maka resistansi input DC, RIN(base) dari base-emitter transistor ke ground harus masduk dalam perhitungan. Kеbеrаdааn RIN(bаѕе) paralel dеngаn R2, sebagaimana tеrlіhаt раdа gаmbаr 2(b).

7.Video Simulasi [back]

8. Link Download [back]

Download video di sini
Download file rangkaian di sini
Download html di sini

Download Datasheet LM35 [klik]

Download Datasheet Relay [klik]

Download Datasheet Resistor [klik]

Download Datasheet NPN Transistor [klik]

Download touch sensor disini

[Kembali ke daftar isi]