Laporan Praktikum Transistor Sebagai Sakelar

Transistor Sebagai Sakelar

A.    Tujuan

1.      Mengetahui cara menggunakan transistor sebagai saklar elektronik

2.      Mampu merancang rangkaian transistor sebagai sakelar elektronik

3.      Mampu menganalisa rangkaian transistor sebagai saklar elektronik

4.      Mampu mengaplikasikan transistor sebagai saklar elektronik

B.     Dasar teori

Transistor adalah suatu komponen aktif dibuat dari bahan semikonduktor. Ada dua macam transistor, yaitu transisitor dwikutub (bipolar) dan transistor efek medan (field effect transistor-FET). Transistor digunakan didalam rangkaian untuk memperkuat isyarat, artinya isyarat lemah pada masukan diubah menjadi isyarat yang kuat pada keluaran. Transistor dwikutub dibuat dengan menggunakan semikonduktor ekstrinsik jenis p dan jenis n, yang disusun seperti gambar.

Ketiga bagian transistor ini disebut emitter, basis, dan kolektor. Emitor berasal dari kata bahasa Inggris “Emitter” yang berarti pengeluaran. Basis berasal dari kata bahasa Inggris ‘base’ yang berarti tumpuan atau landasan, dan kolektor berasal dari kata ‘collector’ yang berarti pengumpul (Sutrisno,1986:117-119).

Sakelar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua keadaan, yaitu keadaan on dan keadaan off. Keadaan off/tutup merupakan suatu keadaan dimana tidak ada arus yang megalir. Keadaan on /buka merupakan satu keadaan yang mana arus bisa mengalir dengan bebas atau dengan kata lain (secara ideal) tidak ada resistivitas dan besar voltase pada sakelar sama dengan nol. Dalam keadaan saturasi dan over saturation, voltase kolektor-kolektor emitor kecil (itu berarti dalam situasi ini transistor merupakan (sedikitnya) mendekati sakelar tertutup. Kalau transistor dipakai hanya pada dua titik tersebut (titik putus dan titik saturasi atau saturasi berlebihan), berarti transistor dipakai sebagai sakelar.  

Arus kolektor maksimal terdapat dari voltase supply dibagi dengan resistivitas dari resistor kolektor,berarti arus kolektor maksimal adalah arus paling besar yang bisa mengalir ketika voltase kolektor – emitor nol. Satu contoh dimana transistor dipakai sebagai sakelar adalah dalam rangkaian elektronika digital. Dalam elektronika digital biasanya hanya terdapat dua keadaan, yaitu voltase ada atau voltase nol atau dengan kata lain hany terdapat keadaan on dan keadaan off (Blocher,2003:143-144).

Dengan mengatur bias sebuah transistor sampai transistor jenuh, maka seolah akan didapat hubungan singkat antara kaki kolektor dan emitor. Dengan memanfaatkan fenomena ini maka transistor dapat difungsikan sebagai saklar elektronik. Sebuah rangkaian sakelar elektronik dengan menggunakan transisitor PNP dan transistor NPN. Tampak TR3 PNP dan TR4 PNP dipakai menghidupkan dan mematikan led. Ketika kita membutuhkan rangkaian yang dapat menyalakan led ketika cahaya dari lingkungansekitar meredup. Rangkaian ini boleh jadi merupakan satu bagian dari sebuah keamanan (Bishop,2004:73).

Jika pada basis lebih besar atau sama dengan Ib, titik kerja Q berada pada ujung atas pada garis beban.

Transistor yang ditunjukkan pada gambar tersebut kelihatan seperti sebuah saklar yang tertutup. Sebaliknya jika arus basis nol, transistor bekerja pada ujung bawah garis beban dan transistor seperti sebuah sakelar yang terbuka. Dalam merancang saklar transistor ada suatu kondisi dinamakan kondisi soft saturation artinya transistor dibuat hamper saturasi, dimana arus basis hanya cukup mengoperasikan transistor pada ujung atas dari garis beban. Soft saturation tidak dapat diandalkan pada produksi massa karena ada perubahan-perubahan pada Bdc dan Ib (sat). kondisi yang lain adalah kondisi hard saturation. Artinya bahan transistor tersebut mempunyai arus basis yang cukup untuk membuat transistor tersebut saturasi pada semua harga dari Bdc untuk menghadapi produksi massa (Burhan dan Abtokhi,2009).

Transistor dapat digunakan sebagai sakelar elektronik dengan membuat transistor tersebut berada dalam kondisi cutoff (sakelar terbuka, arus tidak mengalir). Atau saturasi (Saklar tertutup, sehingga arus mengalir) (Budiharto,2008:17).  

   C.    Alat dan komponen

1.      Transistor

2.      Resistor

3.      LED

4.      Projectboard

5.      Catu daya

6.      Multimeter

                  D.   Prosedur percobaan

                  a. transistor sebagai sakelar dengan Rs

1. Susunlah rangkaian seperti gambar dibawah ini. Tentukan Q1, R1, R2, V1 dan V2.

2. Ukur besar tegangan R2 dan LED

3. Tutup saklar. Apa yang terjadi pada LED?

4. Ukur kembali besar tegangan R5 dan LED

5. Ukur besar Is dan Ic. Hitung besar penguatan transistor

6. Buktikan nilai Is, Ic, dan VR1 menggunakan persamaan      

b. transistor sebagai sakelar tanpa Rs

1. Susunlah rangkaian seperti gambar berikut. Tentukan Q1, R1, V1, dan V2  

2. Ukur besar tegangan R1 dan LED

3. Tutup sakelar. Apa yang terjadi pada LED!

4. Ukur kembali besar tegangan R1 dan LED

5. Ukur besar Is dan Ic. Hitung besar penguatan transistor

6. Buktikan nilai Is dan Ic menggunakan persamaan      

 E. Tabel Data     

           F. Pembahsan 

  Pada praktikum kali ini yaitu transistor sebagai sakelar bertujuan untuk mengetahui cara menggunakan, merangkai, menganalisa, dan mengaplikasikan transistor sebagai sakelar elekttronik. Alat dan komponen yang digunakan yaitu transistor, resistor, LED, projectboard, catudaya, dan multimeter.

Resistor yang digunakan bernilai 390 ohm. Setelah di cek menggunakan multimeter digital, transistor bertipe NPN. Rangkaian percobaan dapat dilihat pada gambar berikut.

      Untuk mengukur tegangan pada resistor digunakan multimeter dengan menggunakan 2 sumber tegangan yaitu Vz (Tegangan tetap) dan V1 (tegangan yang diubah-ubah) secara berangsur dari kecil ke besar sebagaimana terdapat pada tabel.

Dapat dilihat pula pada tabel dengan Vz (tegangan tetap) yaitu 4V dan V1 diubah secara teratur menuju tegangan yang lebih besar, tegangan pada resistor pertama yang melalui led dari kaki kolektor juga menjadi semakin besar dengan perubahan yang teratur. Begitupula dengan tegangna resistor kedua yang tanpa melalui led dengan tegangan tetap disamping kaki basic, tegangannya menunjukkan nilai yang semakin besar dengan jarak yang kontinyu. Pada lampu led semakin menyala terang dengan tegangan yang juga semakin besar. Sehingga saat tegangan V1 diperkecil maka transistor berfungsi sebagai sakelar. Transistor sebagai sakelar (solud sake) disini digunakan untuk mengendalikan nyala pada led. Jadi, kuat lemahnya nyala pada led membuktikan apakah transistor dapat berfungsi sebagai sakelar. Jikalau tegangan V1 diberikan dengan nilai tinggi, maka nyala led semakin redup karena arus keluaran pada kaki kolektor (Ic) adalah nol. Sama dengan kaki basis yang arus masuknya adalah nol (Ib). maka tegangan maksimum berada dikaki kolektor (Vcc). Kondisi ini membuat arus tidak bisa memasuki rangkaian. Disinilah transistor berperan sebagai sakelar.

Satu sakelar adalah suatu alat dengan dua sambungan dan bisa memiliki dua keadaan, yaitu keadaan on dan off. Keadaan on merupakan satu keadaan yang mana arus dapat mengalir dengan bebas atau ideal tidak ada resistivitas dan besar voltase pada sakelar sama dengan nol. Keadaan off merupakan suatu keadaan dimana tidak ada arus yang mengalir. Kalau transistor dipakai hanya pada dua titik tersebut berarti transistor dipakai sebagai sakelar (Blocher,2003:143).

Untuk menentukan arus yang masuk pada kaki basis digunakan rumus berikut

Sedangkan penentuan arus yang keluar pada kaki kolektor dapat digunakan rumus:

Sehingga untuk asil perhitungan arus (Ic) dan (Ib) dapat dilihat pada tabel.

Ada dua keadaan dimana transistor dapat digunakan sebagai sakelar elektronik yaitu pada keadaan cut off (sakelar terbuka, arus tidak tidak mengalir) dan atau saturasi yaitu sakelar tertutup sehingga arus mengalir.

Maka dari itu dari percobaan ini dapat ditarik kesimpulan bahwa saat Vz (tegangan tetap) dan Vi (tegangan input) diperbesar maka arus yang mengalir semakin kecil. Hal ini dapat dibuktikn dengan kuat lemahnya nyala lampu led. Apabila arus yang mengalir semakin besar maka nyala lampu led akan semakin terang dengan tegangna yang kecil, dan sebaliknya. Nyala lampu akan redup bila tegangan semakin besar dengan arus yang semakin besar. Dan disaat Vz dan Vi kecil maka disitulah transistor berperan sebagai sakelar fullon.

              G. Kesimpulan

1.      Transistor memiliki tiga kaki yaitu basic sebagai tumpuan, emitor sebagai pengeluaran dan kolektor sebagai pengumpul. Untuk penggunaannya, antara kolektor dan basis dipasang tegangan panjar mundur melalui catu daya Vcc. Nyatalah muatan mayoritas yang dikeluarkan oleh emitor bertumpu dibasis dan ditampung oleh kolektor.

2.      Rangkaian pada transistor sebagai sakelar elektronik yaitu sebagai berikut.

3.    Pada saat transistor sebagai sakelar tertutup (saturasi) adalah ketika arus masuk basis (Ib) lebih besar dari arus masuk basis tidak diberikan arus (Ib) adalah nol. Dan arus keluarannya (Ic) adalah nol disebut saklar terbuka.

4.    Pengaplikasian transistor sebagai sakelar dapat digunakan pada motor, solenoid, atau lampu.

 Daftar Pustaka

              Bishop, Owen.2004.Elektroniks : A First course.USA : LTD

              Blocher,Richard.2004.Dasar Elektronika.Yogyakarta : Andi

              Budiharto,W.2008.Interfacing Computer dan Mikrontoler. Jakarta : PT. Elex Media Koputindo

              Burhan dan Ahmad Abtokhi.2009.Perancangan Alat Pengaman Motor dengan memanfaattkan        sensor Getar dan gelombang Radio fm. Malang : UIN Maulana Malik Ibrahim

              Sutrisno.1986.Elektronika Teori dan Penerapannya Jilid 1.Bandung : ITB