Laporan Praktikum Elektronika Dasar Transistor

LAPORAN  PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR
TRANSISTOR 
 
     Nama             : Ahmad Nahyudin
             NIM               : 10/303053/PA/13445
Hari/jam          : Sabtu / 08.00
         Tanggal            : 15 Desember 2012

LABORATORIUM FISIKA MATERIAL DAN INSTRUMENTASI JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012

I.     Pendahuluan

Praktikum elektronika dasar merupakan pengimplementasian praktik untuk menerapkan teori yang sudah dipelajarai dalam mata kuliah Elektonika Dasar. Dalam peralatan elektronika dasar  yang komplek, kita akan menemukan komponen-komponen elektronika seperti dioda, transistor, OP-Amplifier, IC gerbang logika, timer 555 (LED dan buzzer), 7 segment, akuisisi data, dan komponen lainnya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi.

Suatu alat elektronik akan tersusun dari banyak rangkaian elektronika. Serangkaian itu sesungguhnya hanya memanfaatkan penggabungan sifat dari masing-masing komponen elektronika. Karena tiap-tiap komponen elektronika memiliki karakteristik kerja yang berbeda. Resistor yang memiliki sifat menghambat arus , kapasitor yang berfungsi sebagai penyimpan energy dalam medan listrik, inductor yang memiliki karakter penyimpanan energy dalam bentuk medan magnet, diode yang memiliki sifat pensaklaran, dan sebagainya. Perbedaan inilah yang akan di rancang sedemikian rupa dari sehingga menjadi kesatuan rangkaian elektronika yang saling melengkapi sifatnya, sehingga terciptalah suatu alat elektronik dengan fungsi tertentu.

Dalam pengukuran tegangan , arus , dan hambatan , dapat menggunakan multimeter digital demi mendapatkan ukuran suatu komponen elektronika yang tepat. Sehingga dalam penciptaan suatu alat elektronika tidak terjadi kegagalan sedikitpun saat alat berkerja.

Komponen komponen elektronika dikenal ada dua jenis komponen. Dua macam komponen ini adalah komponen aktif dan komponen pasif. Dua macam komponen elektronika dalan elektronika dasar  ini selalu ada dalam setiap rangkaian elektronika.

Komponen aktif adalah jenis komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja dalam rangkaian elektronika. Contoh komponen aktif ini adalah Transistor dan IC juga Lampu Tabung. Besarnya arus panjar bisa berbeda-beda untuk tiap komponen2 ini. Sedangkan komponen pasif adalah jenis komponen elektronika yang bekerja tanpa memerlukan arus listrik. Contoh komponen pasif adalah resistor, kapasitor, transformator/trafo, dioda dsb.

Dalam elektronika dasar penggunaan  kedua jenis komponen ini hampir selalu digunakan bersama-sama, kecuali dalam rangkaian-rangkaian pasif yang hanya menggunakan komponen-komponen pasif saja misalnya rangkaian baxandall pasif, tapis pasif dsb. Untuk IC (Integrated Circuit) adalah gabungan dari komponen aktif dan pasif yang disusun menjadi sebuah rangkaian elektronika dan diperkecil ukuran fisiknya.

Kegunaan dari transistor adalah sebagai penguat arus, pemutus, dan penyambung, stabilisasi sinyal dan lainnya disbut dengan transistor. Transistor diperlukan untuk menguatkan arus yang masuk pada rangkaian listrik, atau pada komponen listrik tertentu, agar arus yang masuk tepat pada rangkaian atau component tersebut, sehingga komponen dapat bekerja secara optimal.

II.     Dasar Teori

Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

BJT (Bipolar Junction Transistor)

Transistor jenis ini merupakan komponen yang mempunyai 2 dioda, terminal positif atau negatifnya berdempet sehingga ada 3 terminal. Ketiga terminal tersebut adalah Emiter (E), Kolektor (C), dan Basis (B)

Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.

FET (Field Effect Transistor)

Transistor terbagi menjadi 2 macam

Junction FET (JFET)

Insulated Gate FET (IGFET) / Metal Oxide Silicon FET (MOSFET)

Berbeda dengan IGFET, terminal Gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal materi semikonduktor antara source dan drain. Dari sisi fungsi, hal ini membuat N=channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara grid dan katode.

 Dalam rangkaian analog transistor digunakan dalam amplifier atau penguat, contohnya seperti  penguat sinyal radio, pengeras suara, dan sumber listrik stabil. Dalam rangkaian digital transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi, yang beberapa fungsinya adalah sebagai memori, logic gate, dan komponen-komponen lainnya.

Salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar yaitu bila berada pada dua daerah kerjanya yaitu daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (cut-off). Transistor akan mengalami perubahan kondisi dari menyumbat ke jenuh dan sebaliknya. Transistor dalam keadaan menyumbat dapat dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka, sedangkan dalam keadaan jenuh seperti saklar yang menutup.

Daerah Jenuh Transistor

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).

Daerah Aktif Transistor

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 Mati Transistor

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.

Prinsip kerja dari komponen ini yang difungsikan sebagai saklar ialah dengan mendapatkan manfaat dari cut-off dan kondisi jenuh dari transistor itu sendiri, yang mana kedua keadaan tersebut bisa didapat dgn mengatur besarnya arus yg melewati basis dari transistor.

Saturasi atau disebut juga kondisi / keadaan jenuh akan didapat bila basis transistor dikasih arus yang cukup besar hingga transistor menjadi jenuh dan fungsinya menjadi saklar yang menutup. Sedangkan keadaan cut-off didapatkan apabila arus basisnya dilewati dengan arus yg amat kecil bahkan hampir nol amper, yang menjadikan transistor berfungsi sebagai saklar yg membuka.

Bila dikaji lebih dalam lagi maka tiap jenis dan seri transistor mempunyai spesifikasi yg berlainan terhadap arus yg diperlukan hingga tercapainya keadaan cut-off dan jenuh. Walaupun berbeda, pada dasarnya sih tidak sangat jauh pebedaannya, kecuali pembuatannya dr bahan semi konduktor yg berbeda pula yaitu germanium atau silikon.

Penggunaan motor DC lebih menguntungkan apabila dibandingkan dengan motor jenis lain karena motor DC lebih mudah diatur kecepatannya dalam rentang yang lebar dan karakteristik kopel putaran yang baik. Gambar 3 merupakan rangkaian driver motor DC 24V. Pada motor DC ini diberikan suatu proteksi agar tidak terjadi korsleting pada rangkaian mikrokontroler dengan menambahkan optocoupler NPN dengan tipe 4N28 12 Volt dihubungkan dengan output mikrokontroler pada port C.5 yang dilengkapi dengan proteksi ganda dengan ditambahkan relay12 Volt.

  

III.     Metode Praktikum

 

A.    Alat dan Bahan

a.   Transistor sebagai sakelar

Ø     Alat dan Bahan

·            Breadboard                                                            1

·            Multimeter                                                             1

·            Power Supply 5 V dan 12 V (+ -)                             1

·            Potensiometer 10K                                                 1

·            Motor DC 12 V                                                       1

·            Push button                                                           1

·            Resistor 1K                                                           1

·            Kabel Konektor                                            secukupnya

·            Kabel Jepit Buaya                                        secukupnya

·            Relay 12 V                                                             1

·            Transistor FCS9014                                                1

b.    Multivibrator

Ø   Alat dan Bahan

·            Breadboard                                                           1

·            Multimeter                                                             1

·            Power Supply 5 V                                                  1

·            Resistor 10K                                                          2

·            Resistor 470Ω                                                        2

·            Kabel Konektor                                            secukupnya

·            Kabel Jepit Buaya                                        secukupnya

·            Transistor FCS9014                                                2

·            Capacitor 100uF/16V                                              2

·            Capacitor 10uF/16V                                               2

·            Capacitor 220 uF/16V                                             2

·            LED merah                                                            1

·            LED biru                                                                1

 

B.    Skema Percobaan dan Tata Laksana Percobaan

                        

Transistor sebagai saklar

·         Sebelum membuat rangkaian, ukurlah dulu hambatan coil relay, kemudian catat di laporan sementara 
·        Buatlah rangkaian berikut pada breadboard

  

                           ·         Mintalah bantuan asisten untuk cek rangkaian sebelum di pasang ke power supply

·         Hubungkan rangkaian yang telah dibuat ke power supply

·         Ukur tegangan di titik 1, 2, dan 3 dengan menggunakan voltmeter

·         Tekan sakelar SW1. Apakah yang terjadi? Dalam kondisi ON, ukur kembali tegangan di titik 1, 2, dan 3

·         Bagaimanakah hubungan dengan langkah 5?

·         Apakah yang terjadi apabila nilai R1 diperbesar/diperkecil?

Multivibrator

·         Buatlah rangkaian pada bradboard

·         Rangkaian diperiksa sebelum di pasang ke power supply

·         Rangkaian di hubungkan ke power supply

·         Ukur tegangan pada titik 1,2,3 dan 4

·         Kapasitor 1 dan 2 diganti dengan 220µF/16V

·         Amati yang terjadi

·         Kapasitor 1 dan 2 diganti dengan 47µF16V

·         Dibandingkan pergantian nyala LED pada 220µF dengan 47µF

IV.     Hasil Praktikum  

Setelah dipasangkan multimeter pada titik tersebut diperoleh data bahwa pada :

o    Saat tidak ditekan button-nya

§  Titik 1 : 0,419V

§  Titik 2 : 0,419V

§  Titik 3 : 0,013V

o    Saat ditekan buttonnya

§  Titik 1 : 4,99V

§  Titik 2 : 0,919V

§  Titik 3 : 0,414V

Berbeda antara data diatas (menggunakan Proteus) dengan manual di laboratorium. Pada saat dilaboratorium didapatkan data sebagai berikkut :

o    Saat tidak ditekan button-nya

§  Titik 1 : 0,11V

§  Titik 2 : 0,12V

§  Titik 3 : -11,78V

o    Saat ditekan buttonnya

§  Titik 1 : -0,84V

§  Titik 2 : 0,45V

§  Titik 3 : -8,96V

VI.      Pembahasan 
              Transistor adalah komponen semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
               Dalam praktikum kali ini, sedikit praktikan memahami kerjanya transistor walaupun ternyata ada perbedaan antara praktikum dengan di software. Namun setelah mebaca beberapa artikel dan buku mengenai trasnsistor sebagai sakelar, praktikan menegtahui ternyata bila transistor dijadikan saklar arus beban dapat bertahan disaklar tersebut jumlahnya kecil. Maka dari itu pilihlah beban yang baik, maka akan meminimalisir resiko kerusakan transistor. Adapun kelebihannya adalah dapat difungsikan dengan cepat dan tidak adanya bouncing.
                Praktikan diminta untuk mengetahui penggunaan relay sebagai switch normaly opened dan normaly closed pada rangkaian listrik. Hal ini dapat diketahui menggunakan multimeter. Setelah itu, malalui rangakaian yang telah dibuat seperti skema dapat diketahui saat push button ditekan, maka motor akan aktif (berputar) karena coil relay berada dalam normaly closed. Tapi pada sambungan antara normaly open dan normaly closed ditukar, maka motor tidak aktif (tidak berputar) dikarenakan kurangnya picuan arus listrik pada rangkaian. 


VII.     Kesimpulan 
          ·         Transistor mempunyai fungsi yaitu sebagai penguat tegangan, bila bertindak sebagai sakelar 
          ·         Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. 
              ·         Relay memiliki fungsi normaly opened dan normaly closed 
              ·         Normaly opened arus akan terus menalir, ketika terpicu arus terputus 
              ·         Normaly closed arus tak dapat mengalir, jika terpicu baru bias mengalir. 
             ·         Ada 3 macam konfigurasi dari rangkaian penguat transistor yaitu : Common-Base (CB), Common-Emitter   (CE) dan Common-Collector (CC). 
              ·         Untuk menghitung tegangan pada setiap komponen transistor digunakan rumus : 
                            Ve = Ie Re 
                           
                            Vc = Vcc – Ic Rc 

                              Vb = Vbe + Ve 

                             Vce = Vcc – Ic Rc – Ic Re 
                ·         Untuk menghitung penguat tegangan digunakan rumus : 
                             dB = 20 log A V 

               ·         Gain atau angka penguatan (AV) adalah perbandingan antara tegangan keluaran terhadap tegangan masukan.  
               ·         Impedansi input penguat (Vs dan Vin) tidak dipengaruhi adanya beban dari RL 


VIII.     Daftar Pustaka 
      William D. Cooper, ELECTRONIC INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT TECHNIQUES, Prentice-Hall of India, 1978
      William D. Cooper, INSTRUMENTASI ELEKTRONIK DAN TEKNIK PENGUKURAN, Penerbit Erlangga, 1985 
     Elektonika Dasar. http://elektronikadasar.info/transistor-sebagai-saklar.htm. Diakses pada tanggal 23 Desember 2012 pukul 10:37:33 AM
    Simple defination or transistor. http://poozacreations.blogspot.com/2012/03/simple-defination-or-transistor.html. Pada tanggal 23 Desember 2012 pukul 10:37:33 AM