Laporan Elektronika Transistor Sebagai Saklar Elektronik

 I. ACARA III : Transistor Sebagai Saklar Elektronik.

II. HARI,TANGGAL : Rabu, 02 Mei 2018

III. TUJUAN : 

1. Mengetahui cara menggunakan transistor sebagai sakar elektronik.
2. Mampu merancang rangkaian.
3. Menganalisa rangkaian.
4. Mengaplikasikan transistor.

IV. 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 dwi kutub dibuat dengan menggunakan semi-konduktor ekstrinsik jenis p dan jenis n, yang disusun seperti gambar. 

Gambar 1. Transistor daya

     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. 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 (Sumaryanti, Shm,  2016).  

     Selain sebagai penguat sinyal, transistor dapat juga digunakan sebagai saklar dengan jalan memberi tegangan dengan tingkat tertentu lewat basis. Bila dilihat dari daerah kerjanya, transistor dalam hal ini berada pada daerah  jenuh bila menyala dan pada daerah sumbat bila mati. Sedangkan pada keadaan transisi, yaitu dari mati ke hidup atau sebaliknya, transistor memasuki daerah aktif sesaat. Karena sebagian besar daerah kerjanya jenuh dan sumbat, maka disipasi dayanya kecil. Bila transistor dipakai pada aplikasi switching kecepatan tinggi, maka keadaan transisi patut diperhitungkan, karena disipasi daya yang terbesar terjadi pada daerah aktif. Pada percobaan kali ini akan dilihat keadaan transistor pada keadaan hidup dan mati, yang akan menjadi dasar bagi percobaan ini. Beban yang digunakan adalah sebuah lampu LED (Lyla, Susanti, 2013).

     Daerah jenuh transistor adalah daerah keadaan dimana transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor tersebut seolah-olah short pada hubungan kolektor ke emitor. Pada daerah ini transistor dikatakan menghantarkan arus maksimum. Daerah Cut-Off merupakan daerah kerja dimana transistor dalam keadaan menyumbat pada hubungan kolektor dan emitor. Daerah ini sering dikatakan daerah mati karena arus dari kolektor ke emitor tidak mengalir. Pada daerah ini dapat juga dianalogikan sebagai saklar terbuka Untuk Membuat transistor BJT menghantarkan arus diperlukan tegangan pada basis. Tegangan pada basis harus lebih besar daripada Vbenya, dalam percobaan ini digunakan silicon sehingga besar tegangannya harus 0.7V. Dengan mengatur hambatan yang ada pada sebelum Vbasis maka dapat diatur pula arus yang akan melewati basis. Dan disasat tegangan basis lebih besar dari pada arus kolektor dibagi dengan β konstanta pada transistor), maka kondisi transistor akan menjadi saturasi dan arus akan mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hambatan. Besar arus yang mengalir dari kolektor ke emitor adalah Vcc (Sumber Tegangan DC yang disambungkan ke kolektor) dibagi dengan Hambatan yang terhubung dengan kolektornya. Keadaan ini disebut dengan keadaan saturasi dan keadaan ini juga menyerupai keadaan saklar dalam posisi tertutup atau saklar dalam kondisi On (Hessel, Juliust, 2015).

Baca juga : Laporan Elektronika Dasar Berbasis LiveWire dan PCB Wizard 

V. ALAT DAN BAHAN

A. Alat

1. Multimeter digital : 1 Unit

B. Bahan

1. Transistor BC 177 / BD 140 : 1 Buah
2. Transistor BD 140 : 1 Buah
3. LED : 1 Buah
4. Catudaya ( Baterai 9 VDC ) : 1 Buah
5. Resistor 330 Ω : 1 Buah
6. Resistor 1 K : 1 Buah
7. Projectboard : 1 Unit
8. Kabel :  Secukupnya

VI. CARA KERJA

A. Rangkaian Transistor PNP Sebagai Saklar. 

1. Menguji transistor PNP dengan Multimeter dengan selektor pada posisi skala x 1 KΩ.
2. Menguji LED dengan multimeter dengan penunjuk pada skala x 10 Ω.
3. Menyusun rangkaian seperti gambar dibawah ini dengan ketentuan sebagai berikut.
   
   
   
4. Menghubungkan rangkaian ke saklar A dengan sumber tegangan 9 VDC.
5. Mengukur VCE, VBE, Ic, Ib. (pengukuran dilakukkan saat lampu LED menyala).
6. Memindahkan Saklar A ke saklar B, lalu lakukan langah 5. 

Baca juga : Laporan Praktikum Pengenalan AutoCAD (Draw), Lengkap dengan penjelasannya !!!

B. Rangkaian Transistor NPN Sebagai Saklar. 

1. Menguji transistor NPN dengan Multimeter dengan selektor pada    posisi skala x 1 KΩ.
2. Membuat rangkaian seperti gambar pertama, kondisi transistor NPN.
3. Menghubungkan rangkaian ke saklar A dengan tegangan sumber 9 VDC.
   
   
   
4. Mengukur VCE, VBE, Ic, Ib. (pengukuran dilakukkan saat lampu LED menyala).
5. Memindahkan saklar A ke saklar B, lalu lakukan langkah 5. 

VII. HASIL PENGAMATAN 

Dari serangkaian percobaan yang telah dilakukan maka didapat hasil dari percobaan tersebut sebagai berikut ini :

Baca juga : Laporan Elektronika Dasar Hukum Kirchhoff

VIII. ANALISIS DAN PEMBAHASAN

    Pada praktikum ini kita membahas tentang transistor sebagai saklar elektronik. 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.Pada titik kerja transistor pada 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). 

    Hal pertama yang kita lakukan adalah menyiapakan alat dan bahan praktikum yaitu antara lain : Multimeter, Transistor BC 177 / BD 140, Transistor BD 140, LED, Catudaya ( Baterai 9 VDC ), Resistor 330 Ω, Resistor 1 K, Projectboard dan Kabel. Kemudian menentukan 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.

    Transistor daya adalah perangkat yang terdiri dari tiga lapis N-P-N atau P-N-P seperti ditunjukkan pada ganbar Transistor Daya. Prinsip kerjanya arus kolektor IC  yang merupakan fungsi dan arus basis IB, perubahan pada arus basis akan mengakibatkan perubahan yang telah dikuatkan pada arus kolektor pada tegangan kolektor-emitor yang dikenakan padanya. Tegangan balik kolektor-emitor yang dapat menyebabkan tegangan pada gandengan basis-emitor pada level rendah misalnya 10 volt, disini transistor tidak dapat bekerja pada mode reverse. Dapat ditambahkan dioda secara seri untuk memperbesar kemampuan menahan tegangan balik (Reverse). Pada praktikum ini ditunjukkan transistor P-N-P yang mempunyai karakteristik yang menyerupai transistor N-P-N, tapi arus dan tegangannya dalam arah kebalikannya.

    Kelebihan komponen ini jika kita menggunakannya sebagai saklar, yaitu dapat difungsikan menjadi saklar dengan sangat cepat dan tidak adanya bouncing sebagaimana biasanya terjadi pada pensaklaran mekanik yang memakai relay. Lebih khusus lagi transistor ini sesuai buat pensaklaran pada rangkaian digital yg membutuhkan supply tegangan yang kecil, keakuratan dan kecepatan karena tidak memakai alat-alat mekanik seperti pada saklar umumnya dengan menggunakan cara ini sangat menjadi alternatif dan tanpa resiko yang besar saat perancanganya. 

Baca juga : Laporan Praktikum Web Design, Lengkap dengan penjelasannya !!!

IX. KESIMPULAN

    Dari praktikum yang kita telah laksanakan dan berdasrkan hasil praktik yang kita lakukan dapat disimpulkan bahwa:

1. Saklar transistor bisa di gunakan untuk saklar dan untuk mengontrol lampu, relay atau bahkan motor.
2. Jika menggunakan transistor sebagai saklar maka harus benar-benar mangatur sampai transistor Full Off atau Full On.
3. Bila menggunakan transistor sebagai saklar, arus kecil pada basis mengontrol hambatan atau beban yang lebih besar pada kolektor.
4. Ketika perlu mengatur arus dan tegangan yang besar maka transistor darlingtona bisa di gunakan karena terdiri dari sepasang transistor bipolar (dua kutub) yang tersambung secara tandem (seri).
5. Pada pengukuran rangkaian transistor PNP posisi saklar A yaitu VCE 8,71V, VBE  3,60 V, IC 8,70 mA, dan IB 8,71 mA serta lampu LED nyala. Kemudian saklar B VCE 8,71 V, VBE 1,70 V, IC 3,60 mA, dan IB 8,71 mA serta lampu LED nyala.
6. Pada pengukuran rangkaian transistor NPN posisi saklar A yaitu VCE 8,00 V, VBE 7,71 V, IC 8,49 mA dan IB 7,70 mA dan lampu LED nyala. Kemudian saklar B VCE 8,89 V, VBE 4,78 V, 8,47 mA, dan IB 7,50 mA serta lampu LED nyala.

DAFTAR PUSTAKA

Juliust, Hessel. 2015. “Laporan Modul 04 Transistor Sebagai Saklar“. http://www. academia.edu/16955900/LAPORAN-MODUL-04-TRANSISTOR-SEBAGAISAKLAR. html. Diakses pada 08 Mei 2018, pukul 19.27 WIB.

Shm, Sumaryanti. 2016. “Laporan Eldas Transistor sebagai Sakelar”. http:// fis15jsumaryantishm.blogspot.co.id/2016/11/laporan-eldas-transistor-sebagai-sakelar.html. Diakses pada 10 Mei 2018, pukul 13.32 WIB.

Susanti, Lyla. 2013. “Laporan Praktikum Dasar Elektronika Transistor Sebagai Saklar“. http://www.academia.edu/8108048/Laporan-Praktikum-Dasar-Elektronika-Transistor-Sebagai-Saklar.html Diakses pada 10 Mei 2018. pukul  13.24 WIB.