Tugas Pendahuluan Modul 2 (Transistor)


                                                    [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]



1. Soal[Kembali]

1. Apa yang dimaksud dengan transistor?
jawab:
Transistor adalah komponen berbahan semi konduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching) stabilisasi tegangan, modulas sinyal, dan sebagai fungsi lainnya. 
pada umumnya transistor memiliki 3 terminal yaitu:
1. base (B)
2. emiter (E)
3. kolektor (C)
pada dasarnya transistor dapat dibagi menjadi 2:
1. BJT (Bipolar Junction Transistor)
2.FET (Field Effect Transistor)

2. Apa perbedaan antara transistor PNP dan NPN?

1. Transistor NPN
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua bahan tipe N dan satu bahan tipe P.



2. Transistor PNP
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari dua bahan tipe P dan satu bahan tipe N.



Perbedaan NPN dan PNP yang lain yaitu 

Transistor PNP arus akan mengalir dari emitor ke kolektor saat basis-nya diberikan muatan negatif. Sedangkan transistor NPN arus akan mengalir dari kolektor ke emitor saat basis-nya diberikan muatan positif. 


3. Jelaskan prinsip kerja dari transistor!

jawab :

A. Prinsip kerja transistor PNP 

Transistor jenis PNP adalah transistor negatif dimana akan dapat bekerja mengalirkan arus listrik jika basis dialiri arus negative (-)

Arus mengalir dari emitor menuju kolektor >> ketika arus mengalir pada kaki basis,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. 

B. Prinsip Kerja Transistor NPN

Transistor jenis NPN adalah transistor positif dimana akan dapat bekerja mengalirkan arus listrik jika basis dialiri arus positf (+) 

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. 


4. Jelaskan jenis-jenis daerah operasi transistor!

jawab:

    sebuah transitor memiliki empat daerah operasi transistor, 

yaitu daerah aktif, cutoff, saturasi, dan breakdown 

Daerah Aktif


  Pada saat transistor berada di daerah aktif ,tegangan di basis akan lebih besar dari tegangan di emitor atau VB > VE, dan 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.


Daerah 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 basis-emitor dalam mode bias mundur. 
pada tegangan kolektor akan lebih besar daripada basis sehingga membuat persimpangan basis-kolektor juga dalam keadaan bias mundur.

 Ketika kedua persimpangan berada dalam bias mundur berarti transistor berada di daerah cutoff atau transistor dalam keadaan off .Selama daerah cutoff maka besarnya VCE = VCC.

 Sementra itu, arus yang mengalir di kolektor kira-kira 0 A, walaupun mungkin kolektor memiliki tegangan kecil, tetapi jika pun itu ada maka besarnya sangat dekat dengan 0 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.

Breakdown


  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 ini tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat merusak transistor tersebut. untuk berbagai jenis transistor tegangan VCEmax yang diperbolehkan sebelum breakdown bervariasi. VCEmax pada data book transistor selalu dicantumkan juga

5. Jelaskan jenis-jenis bias transistor!
A. Fixed Bias

Fixed bias, adalah jenis bias transistor di mana titik kerja transistor ditentukan oleh sumber tegangan eksternal yang tetap. 

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, 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, 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.

2. Prinsip Kerja[Kembali]

Fixed Bias Dengan Sumber DC



Prinsip Kerja :

Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui RB lalu ke kaki base lalu ke  kaki emitter lalu  menuju ground, arus Vcc juga akan melalui RC lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter lalu menuju ground.

Self Bias Dengan Sumber DC



Prinsip Kerja :

Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui RB lalu ke kaki base lalu ke  kaki emitter lelu mealalui RE dan menuju ground, arus Vcc juga akan melalui RC lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter lalu melalui RE dan menuju ground



Voltage Divider Bias Dengan Sumber DC



Prinsip Kerja :

Dari input Vcc sebesar 12 V akan mengalir arus melalui R1 lalu ke kaki base lalu ke kaki emitter lalu melalui R4 dan menuju ground, arus juga akan mengalir melalui R2 lalu menuju ground. Arus Vcc juga akan melalui R3 lalu menuju kaki kolektor lalu ke kaki emitter mengalir ke R4 dan menuju ground.

3. Video Simulasi[Kembali]

- FIX BIAS



SELF BIAS



- VOLTAGE DIVIDER BIAS




4. Download File[Kembali]

MODUL 2 (TRANSISTOR)

 

1. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja transistor.
2. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian fixed bias.
3. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian self bias.
4. Mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian voltage divider bias. 

2. Dasar Teori[Kembali]

Transistor adalah komponen berbahan semikonduktor yang digunakan sebagai penguat,
sirkuit pemutus, penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada
umumnya transistormemiliki 3 terminal yaitu basis (B), emitter (E), dan collector (C).
Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua
tipe, yaitu:
1. Transistor NPN
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari
dua bahan tipe N dan satu bahan tipe P.
2. Transistor PNP
Transistor ini disusun oleh bahan semikonduktor tiga lapis yang terdiri dari

dua bahan tipe P dan satu bahan tipe N

Gambar 2.1 (a) Tipe transistor NPN (b) Tipe transistor PNP
A. Daerah operasi transistor
Berdasarkan kurva hubungan VCE, IC, dan Idiatas, terdapat beberapa region
yang menunjukkan daerah kerja transistor, yaitu:
1. Daerah Potong (Cutoff)
Pada kondisi cutoff, arus Basis (IB) = 0 dan arus Kolektor (IC) = 0, hal
ini dikarenakan pada emitter dan kolektor menerima reverse bias.
2. Daerah Saturasi
Pada kondisi saturasi, arus Kolektor (IC) akan mencapai harga
maksimum, tanpa bergantung kepada arus Basis (IB), dan βdc, hal ini
dikarenakan pada emitter dan kolektor menerima forward bias.
3. Daerah Aktif
Pada kondisi aktif, terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:
Hal ini dikarenakan pada emitter menerima forward bias sedangkan
pada kolektor menerima reverse bias.
4. Daerah Breakdown
Kondisi breakdown ini dapat terjadi ketika arus Kolektor (IC) melebihi
spesifikasi yang diperbolehkan, kondisi breakdown ini dapat
mengakibatkan kerusakan pada transistor, maka daerah ini harus dihindari.
B. Pemberian Bias pada BJT
Istilah bias dimaksudkan penerapan tegangan dc untuk menetapkan tingkat arus
dan tegangan tetap. Tegangan dan arus yang dihasilkan menyatakan titik operasi
(quiescent point) atau titik Q yang menentukan daerah kerja transistor. Terdapat
beberapa jenis pemberian bias pada BJT, sebagai berikut:
1. Fixed Bias
2. Self Bias
3. Voltage Divider Bias

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat


    a).  Multimeter




    b). Jumper



     c). DC Power Supply



      d) Osiloskop

       (e) Function generator



B. Bahan

  a) Dioda 1N4001


   b) Resistor


4. Tugas Pendahuluan

5. Prosedur Percobaan[Kembali]
4.1 Fixed Bias
1) Buatlah rangkaian seperti gambar 2.3 dengan sumber DC.
2) Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
3) Hidupkan power supply dan ukur parameter RB, RC, VRB, VRC, VB, VC, VBE, VCE, IB,
dan Iserta dicatat ke dalam tabel.
4.2 Self Bias
1) Buatlah rangakain seperti gambar 2.4 dengan sumber DC.
2) Atur Vcc sebesar 12 Volt Dc.
3) Hidupkan power supply dan ukur parameter RB, RC, RE, VRB, VRC, VRE, VB, VC, VE,
VBE, VCE, IB, dan Iserta dicatat ke dalam tabel.
4.3 Voltage Divider Bias
1) Buatlah rangakain seperti gambar 2.5 dengan sumber DC.
2) Atur Vcc sebesar 12 Volt DC.
3) Hidupkan power supply dan ukur parameter RB, RB2, RC, RE, VRB, VRC, VRE, VB, VC,
VE, VBE, VCE, IB, dan Iserta dicatat ke dalam tabel

Tugas Pendahuluan Modul 4-Filter

    



1. Soal[Kembali]

1.   Jelaskan pengertian dari filter dan sebutkan jenis-jenis filter!

jawab:

      Filter adalah sebuah rangkaian elektronik yang dirancang agar mengalirkan suatu sinyal dengan pita frekuensi tertentu dan menghilangkan frekuensi yang berbeda dengan pita ini. Istilah lain dari filter adalah rangkaian yang dapat memilih frekuensi agar dapat mengalirkan frekuensi yang diinginkan dan menahan, atau membuang frekuensi yang lain. Jaringan filter bisa bersifat aktif maupun pasif. Perbedaan dari komponen aktif dan pasif adalah pada komponen aktif dibutuhkan sumber agar dapat bekerja (op-amp dan transistor membutuhkan sumber lagi agar dapat bekerja/digunakan), sedangkan komponen pasif tidak membutuhkan sumber catuan lagi untuk digunakan atau membuatnya bekerja. (Chattopadhyay.1989)

Macam-Macam Filter

 Berdasarkan sifat penguatannya, filter bisa diklasifikasikan :

Filter Aktif

Filter Pasif

        Berdasarkan daerah frekuensi yang dilewatkan di bidang elektronika khususnya untuk elektronika analog. Filter sering digunakan untuk meloloskan frekuensi yang dikehendaki atau menghambat frekuensi yang tidak dikehendaki. Filter yang digunakan biasanya terdiri dari empat macam konfigurasi yang dapat dibagi sebagai berikut :

Low Pass Filter (LPF)

High Pass Filter (HPF)

Band Pass Filter (BPF)

Band Stop Filter (BSF)

 Berdasarkan bentuk respon frekuensi terhadap Gain

Filter Bessel (Maximally Flat Time Delay)
Filter Bessel 
adalah jenis filter linier analog dengan delay fase maksimum secara maksimal (respon fase linier secara maksimum), yang mempertahankan bentuk gelombang sinyal yang difilter di dalam passband. Filter Bessel sering digunakan dalam sistem audio crossover.

Filter Cauer (Eliptic)
Filter eliptik 
(juga disebut sebagai filter Cauer) adalah sebuah filter elektronika dengan ripple yang diratakan pada passband dan stopband nya.

Filter Butterworth (Maximally Flat)
Butterworth Filter
 adalah salah satu jenis signal processing yang dirancang untuk menghasilkan frekuensi respon yang sedatar mungkin pada passband. Jenis filter ini pertama kali diperkenalkan pada 1930 oleh fisikawan Inggris Stephen Butterworth, dalam paper yang berjudul “On the Theory of Filter Amplifiers”.

Filter Chebyshev (Tchebycheff)
Filter Chebyshev menghasilkan gain rolloff yang lebih tinggi di atas Frekuensi Cut Off. Gain passband tidak monoton, tapi mengandung ripple dari magnitud konstan.

2.   Bagaimana prinsip kerja dari Low Pass Filter (LPF) dan High Pass Filter (HPF)?

    jawab :

Low Pass Filter (LPF)
Filter jenis ini merupakan filter yang memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi dibawah frekuensi cut off (Fc) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi diatas frekuensi cut off.


  1. High Pass Filter (HPF)
    Filter jenis ini merupakan filter yang memiliki respon meloloskan sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut off (Fc) dan meredam sinyal yang memiliki frekuensi dibawah frekuensi cut off.

    3.   Apa yang dimaksud dengan frekuensi cut-off dajelaskan persamaannya?
            jawab:

    Baik low pass filter dan high pass filter menggunakan sebuah kombinasi resistor dan kapasitor. Dalam rangkaian AC, baik resistor dan kapasitor berkontribusi pada impedansi total.

    Resistansi diberikan oleh resistor, sama seperti rangkaian DC. Frekuensi sinyal AC yang masuk mempengaruhi reaktansi kapasitif pada kapasitor. Impedansi total adalah jumlah resistansi dan reaktansi.

    Karena reaktansi kapasitif proporsional terhadap frekuensi sinyal, filter dapat dibuat untuk meningkatkan reaktansi lebih tinggi atau lebih rendah dari frekuensi cut off.

    Reaktansi pada low pass filter akan lebih tinggi dari frekuensi cut off, dengan sedikit atau tanpa reaktansi lebih rendah dari frekuensi cut off.

    Sebuah high pass filter didesain untuk meningkatkan reaktansi lebih rendah dari frekuensi cut off dan sedikit hingga tidak ada reaktansi lebih tinggi daripada frekuensi cut off.

    Untuk menghitung frekuensi cut off pada filter rendah, kita perlu mengetahui nilai resistor (R) dan kapasitor (C) pada rangkaian.

    Contoh Perhitungan Frekuensi Cut Off Filter Rendah
    Filter Tinggi (High Pass Filter)
    Rumus Frekuensi Cut Off Filter Tinggi

    Rumus

    Keterangan

    fc = 1/(2πRC)

    frekuensi cut off (Hz), R adalah nilai resistor (ohm), C adalah nilai kapasitor (Farad).

    Contoh Perhitungan Frekuensi Cut Off Filter Tinggi

    Berikut adalah contoh perhitungan frekuensi cut off pada filter rendah:

    Jika nilai resistor (R) adalah 1k ohm dan nilai kapasitor (C) adalah 1uF, maka:

    fc = 1/(2πRC) = 1/(2π x 1k x 1u) = 159,15 Hz

    Frekuensi cut off pada filter rendah tersebut adalah 159,15 Hz.

    Filter Tinggi (High Pass Filter) adalah filter dimana sinyal dengan frekuensi tinggi dapat melewati filter, sedangkan sinyal dengan frekuensi rendah akan diblok.

    Rumus untuk menghitung frekuensi cut off pada filter tinggi adalah sebagai berikut:

    Untuk menghitung frekuensi cut off pada filter tinggi, kita perlu mengetahui nilai resistor (R) dan kapasitor (C) pada rangkaian.

    Berikut adalah contoh perhitungan frekuensi cut off pada filter tinggi:

    Jika nilai resistor (R) adalah 1k ohm dan nilai kapasitor (C) adalah 1uF, maka:

    fc = 1/(2πRC) = 1/(2π x 1k x 1u) = 159,15 Hz

    Frekuensi cut off pada filter tinggi tersebut adalah 159,15 Hz

    4.   Gambarkan rangkaian dan grafik respon dari Low Pass Filter (LPF)?
    jawab:


    5.   Gambarkan rangkaian dan grafik respon dari High Pass Filter (HPF)?
    jawab:


2. Prinsip Kerja[Kembali]

PRINSIP KERJA RANGKAIAN LOW PASS FILTER(LPF)




 Rangkaian ini terdiri dari 1 buah amplifier,1 buah generator AC, 4 buah resistor, dan 2 kapasitor polar. 
      Sinyal input diparalelkan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off akan  dilewatkan dan sebaliknya diatas frekuensi cut-off akan digroundkan.  Apabila sinyal yang lewat di kapasitor semakin besar frekuensinya maka  kapasitansi kapasitor semakin kecil

PRINSIP KERJA RANGKAIAN HIGH PASS FILTER(HPF)




Rangkaian ini terdiri dari 1 buah ampilifier, 1 buah generator AC, 2 buah kapasitor polar, 4 buah resistor.
   Prinsip kerja rangkaian High Pass Filter (HPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut, apabila rangkaian filter high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ) dari rangkaian RC tersebut.

3. Video Simulasi[Kembali]

simulasi lpf

simulasi hpf




4. Download File[Kembali]

Datasheet Resistor [download]

Datasheet OpAmp [download]

Datasheet Capasitor [download] 


temukan pada blog ini

LA MODUL 3 PERCOBAAN 2

    [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Alat dan Bahan 3. Rangkaian Simulasi 4. Prinsip Kerja Rangkaian 5. Video Rangkaian ...