LAPORAN MODUL 04 TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR PDF

Preview

Summary

MODUL 04 TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR Hessel Juliust Wongkaren 10214029 [email protected] Praktikum : 12 Oktober 2015 Pengumpulan : 19 Oktober 2015 Shift : 01 Asisten : Wahyu Trivianto (10212024) Rayhan Makarim (10212044) Irfan Abdurrahman (10212052) Mohammad Heriyanto (10212033) Rio Harapan (102130...

Description

MODUL 04

TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR Hessel Juliust Wongkaren 10214029 [email protected] Praktikum Pengumpulan Shift Asisten

: 12 Oktober 2015 : 19 Oktober 2015 : 01 : Wahyu Trivianto (10212024) Rayhan Makarim (10212044) Irfan Abdurrahman (10212052) Mohammad Heriyanto (10212033) Rio Harapan (10213033) Frans Frisco S. (10212081) Rili Rijkimianto (10213059)

Abstrak Transistor adalah salah satu perangkat elektoronik. Transistor Transistor dapat dijadikan saklar apabila daerah kerjanya hanyalah daerah saturasi dan daerah cut-off. Transistor akan mengalami perubahan kondisi dari menyumbat ke kondisi jenuh dan sebaliknya. Transistor dalam keadaan cutoff dapat dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka sedangkan dalam keadan saturasi dapat dianalogikan sebagai saklar yang menutup. Kata Kunci: Saklar, Transistor

1.TUJUAN a. Mengukur tegangan yang dibutuhkan pada untuk menjadikan transistor BJT sebagai saklar b. Mengukur nilai tegangan gate yang dibutuhkan untuk menjadikan transistor FET sebagai saklar c. Menentukan karakteristik transistor sebagai saklar d. Menentukan karakteristik transistor sebagai gerbang logika 2.DASAR TEORI 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 cut-off dan saturasi saat dalam keadaan saklar terbuka dan saklar tertutup. Daerah jenuh transistor adalah daerahkeadaan dimana transistor mengalirkan arussecara 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

Gambar 1.Grafik Kurva Karakteristik Transistor

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 daripada 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.

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

Dengan sifat pensaklaran seperti ini transistor bisa digunakan sebagai gerbang atau yang sering disebut dengan Transistor Logic.

Gambar 2. Transistor dalam kondisi saturasi 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

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 )c≈0 dan Vce ≈ Vcc.

Gerbang-gerbang logika merupakan dasar untuk merancang dan membangun rangkaian elektronika digital. Suatu gerbang logika mempunyai satu terminal keluaran dan satu atau lebih terminal masukan. Keluaran dan masukan gerbang logika ini dinyatakan dalam kondisi HIGH (1) atau LOW (0). Dalam suatu sistem TTL level HIGH diwakili dengan tegangan 5V, sedangkan level LOW diwakili dengan tegangan 0V. Dengan menggunakan gerbang-gerbang logika, kita dapat merancang suatu sistem digital yang akan mengevaluasi level masukan dan menghasilkan respon keluaran yang spesifik berdasar rancangan rangkaian logika. Pada praktikum ini gerbang logika yang akan dibuat adalah NOT, AND, OR, NAND dan NOR. Tabel Kebenaran NOT, AND, OR, INVERTER, NAND dan NOR Input A

Keadaan ini menyerupai saklar pada kondisi terbuka seperti ditunjukan pada gambar diatas.

Output

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

Gambar 3. Transistor dalam kondisi cut-off

Input B

Input A 0 0 1 1

1 1 Tabel 1. Tabel Kebenaran AND Input B 0 1 0 1

Output 0 1 1 1

Tabel 2. Tabel Kebenaran OR

Transistor Sebagai Gerbang Logika Input 0 1

Output

1 0 Tabel 3. Tabel Kebenaran NOT

Input A

Input B

Output

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1 0 Tabel 4. Tabel Kebenaran NAND

Input A

Input

Output Y

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

B

1 0 Tabel 5. Tabel Kebenaran NOR

3.DATA Transistor BJT Sebagai Saklar VCE (Volt) VBE (Volt) 0.5 0.72 0.7 0.71 0.77 0.706 0.97 0.7 1.04 0.692 1.3 0.699 2.5 0.7 3.15 0 Tabel 6. Tabel Input Output Transistor BJT

Transistor FET Sebagai Saklar VGS (Volt) VDS (Volt) 1.306 1.36 1.4 1.36 1.5 1.36 1.6 1.35 1.8 1.31 1.9 1.3 2.0 1.3 2.5 0.112 3.04 0 3.452 0 4.105 0 4.5 0 Tabel 7. Tabel Input Output Transistor MOSFET

NOT Vin (Volt)

Vout (Volt)

0

3.3

1.1

0.29

Tabel 7. Tabel Input Output Gerbang Logika NOT

NAND Vin (volt) Va 0 5 0 5

Vout (volt) Vb 0 0 5 5

4.98 4.97 4.97 0.096

Tabel 8. Tabel Input Output Gerbang Logika NAND

NOR Vin (volt) Va 0 5 0 5

Vout (volt) Vb 0 0 5 5

4.99 0.041 0.0 0.21

Tabel 9. Tabel Input Output Gerbang Logika NOR AND

Vin (volt) Va 0 5 0 5

Vout (volt) Vb 0 0 5 5

0 0 0 4.92

Tabel 10. Tabel Input Output Gerbang Logika AND OR

Vin (volt)

Vout (volt)

Va

Vb

0

0

0.22

5

0

4.99

0

5

4.94

5

5

4.97

Tabel 11. Tabel Input Output Gerbang Logika OR

4.PENGOLAHAN DATA 4

Vce

3 2 1 0 0

0.2

0.4

0.6

2.

0.8

Vbe Gambar 4. Grafik Input Output Transistor BJT

1.5

Vds (V)

1

0.5

0 0

1

2 Vgs (V) 3

4

5

Gambar 5. Grafik Input Output Transistor MOSFET

Pada Pengkuran Vgs dan Vds pada transistor MOSFET didapat setelah 2.5 Volt tegangan output didapat mendekati 0 sehingga bisa disimpulkan tegangan tresholdnya adalah 2.5 volt.

3.

5. ANALISIS 1. Berdasarkan data yang didapat, pada Transistor BJT tegangan keluaran tidak berbanding lurus ataupun terbalik pada saat saturasi melainkan hanya linier namun saat pada daerah cut-off keluaran akan berbanding terbalik pada tegangan yang dimasukan (Vbe terhadap Vce). Hal ini terjadi karena pada saat kondisi saturasi Vbe selalu bernilai 0.7 dan disaat cut-off barulah Vbe bernilai 0. Untuk Transistor FET , berdasarkan data yang didapat keluaran berbanding terbalik (Vgs terhadap Vds). Hal ini terjadi karena besarnya Vgs menentukan arus pada drain. Disaat Vgs mencapai cut-off

4.

5.

tidak ada arus lagi yang mengalir dari drain. Hal ini terjadi karena tegangan gate lebih tinggi dari tegangan treshold. Oleh sebab itu saat transisor dalam keadaan cut-off maka arus akan mengalir ke output dan lampu akan menyala. Pada transistor BJT transistor akan dalam keadaan putus (lampu menyala) pada saat kondisi cut-off yaitu pada saat tegangan basis lebih besar dibandingkan tegangan kolektor. Pada MOSFET transistor ada pada cut-off disaat tegangan gate lebih tinggi dari tegangan treshold. Dari pengukuran didapat bahwa terdapat tegangan drop sehingga dapat dikatakan bukan saklar ideal namun karena hanya kecil dropnya dan dapat diabaikan maka transistor tetap dapat baik digunakan sebagai saklar. Transistor berada pada kondisi saklar on pada saat saturasi sebaliknya transistor berada pada kondisi saklar off pada saat cut-off. Saat menggunakan BJT hasil yang didapat adalah Vbe saat saturasi selalu bernilai +- 0.7V dan selama tegangan basis ke coloktor panjar mundur maka transistor akan selalu dalam kondisi on. Pada MOSFET arus input dapat berubah dan makin besar gatenya maka makin kecil yang melewati transistor. Pada hasil pengukuran, tidak 100% sama pada tabel logika karena ada sedikit tidak sama seperti 5 volt menjadi 4.9 volt. Hal ini terjadi karena adanya voltage drop karena transistor bukanlah saklar ideal. Transistor apabila digunakan sebagai saklar maka kita dapat menentukan kapan sebuah rangkaian tersambung atau terputus hanya berdasarkan arus atau tegangannya saja sehingga misalnya sumber listrik yang kita gunakan tidak stabil tegangan atau arusnya

maka kita dapat mengatur kapan harus terputus dengan sumber tersebut dengan menggunakan transistor dan resistor dengan suatu nilai untuk membatasi berapa tegangan atau arus yang dapat masuk ke output dari sumber rangkaian yang kita punya. 6. KESIMPULAN a. Pada transistor BJT diperlukan tegangan pada basis yang melebihi tegangan pada kolektor agar transistor tidak bekerja karena akan menjadi panjar mundur b. Tegangan gate harus lebih besar dari tegangan treshold agar transistor berada pada cut-off (terputus). Pada percobaan ini tegangan cut-off transistor MOSFET berada pada 2.5 Volt. c. Transistor akan berkerja sebagai saklar karena dapat menghantarkan arus pada saat kondisi saturasi (saklar terhubung) sehingga pada saat dipararelkan dengan lampu, lampu tersebut mati karena dipararelkan dengan ground. Pada saat pararel ke ground putus kondisi cut-off transistor, lampu tersebut menyala. d. Transistor dapat menjadi rangkaian logika dengan baik karena memberikan nilai sesuai dengan gerbang logika, walaupun masih ada tengan cut-off tengangan cut-off tersebut sangatlah kecil sehingga dapat diabaikan.

7. REFERENSI

[1] Malvino,Albert,David J.Bates.2007.Electronic Principle 7thed. Singapore:McGraw-Hill. [2] Sutrisno.1986.Elektronika 1.Bandung:ITB [3] http://elektronikadasar.web.id/teorielektronika/transistor-sebagaisaklar/ diakses 14 Oktober 2015

[4] http://komponenelektronika.biz/tra nsistor-sebagai-saklar.html Diakses 14 Oktober 2015 [5] http://komponenelektronika.biz/ca ra-kerja-transistor.html Diakses 14 Oktober 2015 [6] http://elektronikadasar.web.id/teorielektronika/mosfet-sebagai-saklar/ Diakses 14 Oktober 2015 [7] Data Praktikum Dini Fitriani, NIM 10214066 Shift 1...