MAKALAH TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT
NAMA
: DANDY IRDIANZAH
(061630320899) (0616303 20899)
KELAS
: 2 EA
INSTRUKTUR
: EVELINA, S.T., M.Kom.
LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG TA 2017
Page | 1
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh. Alhamdulillahirabbilalamin, Segala puji hanya layak untuk Allah Tuhan seru sekalian alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul ”Transistor sebagai penguat ”. Dalam penyusunan makalah ini, penulis memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepada: kedua orang tua dan segenap keluarga besar penulis yang telah memberikan dukungan, kasih, dan kepercayaan yang begitu besar., dan tidak pula kepada dosen pembibing, Ibu Evelina, S.T, M.Kom yang selalu sabar dalam membimbing kami sehingga kami mengerti. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik lagi Meskipun penulis berharap isi dari makalah ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini dapat lebih baik lagi. Akhir kata penulis berharap agar makalah ini bermanfaat bagi semua pembaca.
Palembang, 1 Juli 2017
Dandy Irdianzah
Page | 2
DAFTAR ISI
COVER
1
KATA PENGANTAR
2
DAFTAR ISI
3
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang………………………………………...…………………….4 1.2 Identifikasi Masalah…………………………………………………………4 1.3 Rumusan Masalah……………………………………………………………4 1.4 Tujuan Penulisan……………………………………………………………..5 BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Transistor sebagai penguat………………………………………6 2.2 Macam-macam penguat resistor .……………………………..……….……7 2.2.1 Penguat kelas A………………………………………………………..7 2.2.2 Penguat kelas B………………………………………………………..9 2.2.3 Penguat kelas AB…………………………………………………….10 2.2.4 Penguat Common Base (grounded-base)…………………………….11 2.2.5 Penguat Common Emitor ………………………………………….…12 2.2.6 Penguat Common Collector ………………………………………….13 2.3 Aplikasi penguat transistor…………………………………………………14 2.3.1 Transistor sebagai penguat…………………………………………...14 2.3.2 Transistor sebagai sumber arus………………………………………16 2.3.3 Transistor se bagai saklar……………………………………….…….16 2.3.4 Transistor sebagai cermin arus………………………………….……17 BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan………………………………………………………………...18 3.2 Saran…………………………………………………………….…………18 3.3 Daftar Pustaka……………………………………………………………..19
Page | 3
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Komponen elektronika merupakan sebuah alat yang menjadi pendukung atau bagian dari rangkaian elektronik yang bisa bekerja sesuai dengan fungsinya. Komponen elektronika ini dapat berupa kapasitor, transistor, resis tor, dioda, lampu, PCB, CCB dan lain-lain. Semua komponen elektronika ta di di lekatkan pada sebuah papan rangkaian elektronik dengan menggunakan soder atau mungkin tidak melekat pada papan rangkaian namun dihubungkan dengan kabel. Komponen elektronika terdiri dari satu atau lebih bahan elektronika yang terdiri dari satu atau lebih bahan-bahan elektronika yang disatukan. Masing-masing rangkaian elektronik memiliki fungsi yang berbeda-beda bergantung pada komponen-komponen elektronika yang terpasang pada rangkaian tersebut. Masingmasing komponen elektronika bentuk, ukuran, dan memiliki fungsi yang berbeda beda seperti mengatur arus dan tegangan, menyekat arus,meratakan arus, memperkuat sinyal dan lain-lain. Transistor merupakan salah satu komponen elektronika, dalam mempelajari ilmu elektronika perlu sekali untuk memahami apa itu transistor. Karena sebagian besar komponen rangkaian elektronik memiliki transistor maka dari itu seorang yang belajar ilmu elektronika harus mempelajari terlebih dahulu komponenkomponen elektronika salah satunya adalah transistor.
1.1 Identifikasi Masalah Masih banyak mahasiswa yang tidak mengerti atau kurang tahu tentang
Transistor. Masih banyak mahasiswa yang tidak mengetahui jenis-jenis Transistor sebagai penguat Masih banyak mahasiswa yang tidak mengetahui pengaplikasian transistor sebagai penguat
1.2 Rumusan Masalah
1. Apa itu transistor sebagai penguat? 2. Apa saja jenis-jenis transistor sebagi penguat? 3. Bagaimana sifat dan karakteristik jenis penguat?
Page | 4
1.3 Tujuan Penulisan Mengetahui pengertian dari Transistor. Mengetahui jenis-jenis Transistor sebagai penguat Mengetahui bentuk pengaplikasian transistor sebagai penguat
Page | 5
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Transistor sebagai penguat
Menurut Wikipedia Indonesia (2013) “Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya”. sedangkan apabila ditinjau dari segi bahasa transistor berasal dari dua kata yang memiliki arti berbeda yaitu “transfer” yang berarti penyaluran atau pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat. Sedangkan transistor menurut dasarelektronika.com (2013) adalah “∙∙∙suatu pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu atau keadaan tertentu”. Jadi bisa dikatakan transistor adalah alat semi konduktor yang berguna untuk penguat, penyambung, stabilisasi modulasi sinyal dan lain-lain pada suhu atau keadaan tertentu. Transistor sebagai penguat, sudah bukan barang yang tabu lagi di dunia rangkaian elektronika bahwa transistor dapat kita gunakan untuk berbagai macam keperluan salah satunya sebut saja salah satu fungsinya yaitu transistor yang digunakan sebagai penguat. Nah penggunaan ini biasan ya paling banyak digunakan di rangkaian rangkaian elektronika yang sifatnya masih analog misalnya saja ketika diggunakan sebagai penguat yaitu penguat arus,penguat tegangan, dan penguat daya. Fungsi komponen semikonduktor ini dapat kita temui pada rangkaian PreeAmp Head , Pree-Amp Mic, Mixer, Echo, Tone Control, Amplifier dan lain-lain. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam angkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaiandigital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponenkomponen lainnya. Prinsip yang di pakai didalam transistor sebagai penguat yaitu arus kecil pada basis dipakai untuk mengontrol arus yang lebih besar yang diberikan ke kolektor melalui transistor tersebut. Dari sini bisa kita lihat bahwa fungsi dari transistor adalah hanya sebagai penguat ketika arus basis akan berubah. Perubahan arus kecil pada basis inilah yang dinamakan dengan perubahan besar pada arus yang mengalir dari kolektor ke emitter. Kelebihan dari transistor penguat bukan sekedar bisa menguatkan sinyal, namun transistor ini juga dapat di pakai sebagai penguat arus, penguat daya dan
Page | 6
penguat tegangan. Di bawah ini gambar yang biasa di pakai dalam rangkaian transistor khususnya sebagai penguat yang biasa di pakai dalam r angkaian amplifier sedehana.
2.2 Macam-macam penguat transistor
Berdasarkan kelasnya transistor dibagi menjadi 3 jenis yaitu : 1. Penguat Kelas A
Penguat kelas A adalah penguat dengan titik kerja yang berada ditengah garis beban transistor, arti berada ditengah-tengah ini adalah tegangan kerja transistor (VB) adalah 1/2 dari tergangan VCE. Rangkaian dasar penguat transistor kelas A dapat dilihat pada gambar berikut :
Penguat Kelas A Rumus: =
+
VCE cutoff = VCC =
=
=
. +
1. 2 12
Page | 7
Sifat-sifat penguat transistor kelas A: a)
Dirangkai secara common emiter
b)
Digunakan untuk daya yang sedang <10watt
c)
Input dan output berbeda 180 °
Grafik titik kerja penguat transistor kelas A :
Misalkan: VCC = 15V R1 = 33k R2 = 33k RC = 1k RE = 100 Maka: = = = =
15 1 100
15. 33 33 33 1. 2 12
=
=
= 0,013 = 13
= 7.5 33. 33 33 33
7.5 16500
= 16500 ℎ = 165 ℎ
= 0.00045 = 0.45
Page | 8
2. Penguat Kelas B
Penguat kelas B adalah penguat transistor yang titik kerjanya berhimpit dengan VCE. Penguat kelas B dapat dirangkai dengan sepasang transistor NPN dan PNP yang komplemen. Rangkaian dasar penguat kelas B sederhana dan grafik titik kerja rangkaian penguat kelas B dapat dilihat pada gambar penguat berikut :
Penguat Kelas AB
Misalkan : VCC = 15V RB = 15k β = 10 Maka : = β =
=
15 15
= 1
IC = β. IC = 10 . 1 mA = 10Ma VCE cutoff = Vout =
1 2
=
1 2
15 = 7.5
Page | 9
3. Penguat Kelas AB
Rangkaian penguat kelas AB adalah penguat transistor yang titik kerja terletak antara QA dan QB. Rangkaian dasar penguat kelas AB dapat dibuat sama dengan penguat kelas B, hanya nilai RB1 dan RB2 yang berbeda. Rangkaian dasar penguat kelas AB dan grafik titik kerja penguat kelas AB dapat dilihat pada gambar berikut :
Penguat Kelas AB Misalkan : VCC = 12V RB = 10k β = 10 Maka : IC = β.IB IB = IB =
12 10
= 1.2
IC = 10 . 1.2 = 12 VCE =
1 2
=
1 2
12 = 6
Page | 10
Berdasarkan cara pemasangan ground dan pengambilan output, transistor yang sebagai penguat dibagi menjadi tiga bagian yaitu: 1. Penguat Common Base (grounded-base)
Penguat Common Base adalah penguat yang kaki basis transist or di groundkan, lalu input di masukkan ke emitor dan output diambil pada kaki kolektor. Penguat Common Base mempunyai karakter sebagai penguat tegangan.
Gambar penguat common base Sifat atau karakter pada Penguat Common Base adalah: Adanya isolasi input dan output tinggi sehingga Feedback lebih kecil Cocok sebagai Pre-Amp karena mempunyai impedansi input tinggi yang dapat
menguatkan sinyal kecil Dapat dipakai sebagai penguat frekuensi tinggi (biasanya terdapat pada jalur
UHF dan VHF) Dapat dipakai sebagai buffer atau penyangga
Page | 11
2. Penguat Common Emitor
Penguat Common Emitor adalah penguat yang kaki emit or transistor di groundkan, lalu input di masukkan ke basis dan output diambil pada kaki kolektor . serta mempunyai karakter sebagai penguat tegangan. Pada rangkaian ini Emitor diground-kan/ ditanahkan, Input adalah Basis, dan output adalah Collector.
Sifat atau karakter pada Transistor sebagai Penguat Common Emitor:
Signal output berbeda phasa 180 derajat atau berbalik phasa sebesar 180 derajat terhadap sinyal input.
Sangat memungkinkan adanya osilasi akibat feedback atau umpan balik positif,sehingga untuk mencegahnya sering dipasang feedback negatif.
Sering dipakai sebagai penguat audio (frekuensi rendah) terutama pada sinyal audio
Mempunyai stabilitas penguatan rendah karena tergantung stabilitas suhu dan bias transistor
Page | 12
3. Penguat Common Collector Penguat Common Collector adalah penguat dimana kaki kolektor transistor di groundkan / ditanahkan , lalu input di masukkan ke basis dan output diambil pada kaki emitor dan penguat ini berkarakteristik sebagai penguat arus. Rangkaian ini hampir sama dengan Common Emitor tetapi outputnya diambil dari Emitor. Input dihubungkan ke Basis dan output dihubungkan ke Emitor. Rangkaian ini disebut juga dengan Emitor Follower (Pengikut Emitor) karena tegangan output hapir sama dengan tegangan input.
Sifat atau karakter pada Transistor sebagai Penguat Common Collector:
Signal output dan signal input satu phasa (tidak ter balik seperti Common Emitor)
Mempunyai penguatan tegangan sama dengan 1
Mempunyai penguatan arus tinggi (sama dengan HFE transistor)
Karena mempunyai Impedansi input tinggi dan impedansi output rendah sehingga cocok digunakan sebagai buffer
Page | 13
2.3 Aplikasi penguat transistor 1.
Transistor sebagai penguat
Transistor sering digunakan sebagai penguat paling dasar. R1 dan R3 digunakan untuk memberikan tegangan basis pada transistor dan menentukan titik tengah operasi transistor. Nilai R4 digunakan untuk mengatur daerah arus bagi transistor dan R2 berpengaruh pada penguatan transistor.
Gambar 6.1. Rangkaian Dasar Penguat
Gambar 6.2. Rangkaian Penguat Arus
Jenis penguat dibedakan berdasarkan kelas A, B dan C dan berdasarkan perbedaan input yang digunakan penguat diferensial. Pada kelas A, transistor bekerja pada daerah aktif setiap waktunya sehingga arus kolektor mengalir untuk 360° dari sirkulasi AC. Dengan penguatan kelas A, pembuat rangkaian akan mencoba untuk menempatkan Q point didekat dengan garis beban. Dengan cara ini, sinyal dapat bergelombang secara maksimum tanpa danya saturasi atau cut off pada transistor, yang akan mengganggu sinyal. Pada kelas B, berbeda dengan kelas A karena arus kolektor mengalir untuk 180°dari sirkulasi ac. Untuk mendapatkan operasi kelas B, pembuat rangkaian menempatkan Q point pada posisi cut off. Kemudian, hanya pada setengah positif dari tegangan basis ac dapat menghasilkan arus kolektor. Akibatnya mengurangi panas yang terbuang pada tenaga transistor. Pada kelas C, arus kolektor mengalir kurang dari 180° dari sirkulasi AC. Dengan operasi kelas C, hanya bagian setengah posit if dari tegangan basis AC dapat menghasilkan arus kolektor. Transistor berdasarkan tipe couplingnya dibagi berdasarkan capacitive coupling, transformer coupling, dan direct coupling. Capacitive coupling akan meneruskan penguatan voltase ke stage berikutnya dalam rangkaian penguat.
Page | 14
Rangkaian capacitive coupling dapat dilihat pada gambar (a). Transformer coupling akan meneruskan penguatan voltase ke stage berikutnya namun dengan menggunakan transformer. Rangkaian transformer coupling dapat dilihat dari gambar (b). Sedangkan untuk direct coupling seperti yang terlihat pada gambar (c) akan ada hubungan langsung antara collector dari transistor pertama dan base dari transistor kedua. Direct coupling sering juga disebut sebagai DC amplifier. Transistor berdasarkan jangkauan frequensi dapat dibagi menjadi narrowband dan wideband. Transistor dengan narrowband hanya dapat beroperasi pada jangkauan frekuensi yang sempit. Sedangkan transistor dengan wideband dapat beroperasi pada jangkauan frequensi yang lebar. Sekarang akan dijelaskan bagaimana didapatkan penguatan voltase pada transistor. R1 dan R3 digunakan sebagai pembagi tegangan kepada base transisto r. Tegangan tersebut melewati transistor dan menyebabkan arus pada emitter. Karena arus emitter dengan pendekatan pertama nilainya sama dengan arus collecto r, maka kita akan mendapat arus collector yang sama dengan arus emitter. Setelah itu R2 digunakan sebagai penentu dalam peguatan transistor. Rangkaian transistor sebagai penguat dapat dilihat pada gambar 6.1.
Gambar (a). Rangkaian Capacitive Coupling
Gambar (b). Rangkaian Transformer Coupling
Page | 15
Gambar (c). Rangkaian Direct Coupling
2.
Transistor sebagai sumber arus
Transistor dapat digunakan sebagai sumber arus. Pada gambar 6.2 terdapat gambar transistor sebagai sumber arus. Kita dapat mengukur arus Ic pada amperemeter yang dipasang seri pada LED. Ic dapat dicari dengan menggunakan analisis DC.
3.
Transistor sebagai saklar
Pada bagian ini transistor digunakan sebagai saklar. R3 dapat berupa LDR atau sensor lain yang nilai hambatannya berubah sesuai dengan besaran tertentu. Jika R3 nilainya berkurang hingga menyebabkan Q1 aktif maka beban tidak mendapat tegangan yang cukup. Jika nilai R4 bertambah sehingga basis Q1 mendapat tegangan yang cukup untuk menyebabkan Q1 saturasi maka beban akan mendapat arus sehingga saklar ON.
Page | 16
Cara kerja dari transistor sebagai saklar adalah jika LDR tidak dikenai cahaya maka akan ada hambatan yang besar yang menyebabkan adanya VBB sehingga menyebabkan adanya Ie.
Dalam hal ini Ic»Ie sehingga jika Ic memenuhi maka LED akan menyala.
4.
Transistor sebagai Cermin Arus
Aplikasi lain dari transistor sebagai cermin arus, dimana kita dapat memiliki dua sumber arus yang sama. Arus pada R1, Q1 dan R2 dapat dapat dijadikan sebagai arus referensi bagi beban RL dengan nilai yang sama dan tidak dipengaruhi oleh beban. Dengan kata lain kita memiliki metode lain guna mendapatkan sumber arus yang tidak dipengaruhi hambatan beban.
Cermin arus digunakan pada ICs karena dapat digunakan untuk menghasilkan sumber arus dan beban aktif. Keuntungan dari penggunaan cermin arus adalah peningkatan penguat tegangan dan CMRR.
Secara umum I C = I R.
Disebut cermin arus karena arus kolektor merupakan cerminan dari arus resistor.
Page | 17
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya”. sedangkan apabila ditinjau dari segi bahasa transistor berasal dari dua kata yang memiliki arti berbeda yaitu “transfer” yang berarti penyaluran atau pemindahan dan “resistor” yang berarti penghambat Prinsip yang di pakai didalam transistor sebagai penguat yaitu arus kecil pada basis dipakai untuk mengontrol arus yang lebih besar yang diberikan ke kolektor melalui transistor tersebut. Berdasarkan kelasnya transistor terbagi menjadi 3 jenis yaitu : penguat kelas A, kelas B, kelas AB Berdasarkan cara pemasangan ground dan pengambilan output, transistor yang sebagai penguat dibagi menjadi tiga bagian yaitu: penguat common base, penguat common emitor, dan penguat common collector Pengaplikasian penguat transistor antara lain : transistor sebagai penguat, transistor sebagai sumber arus, transistor sebagai saklar, transistor sebagai cermin arus
3.2 Saran
Saran saya kepada pembaca setelah membaca makalah ini yang berjudul Transistor sebagai penguat , pembaca dapat mempelajari dan memahaminya dengan baik. Kemudian jika ada kesalahan dalam penulisan, saya selaku penulis minta maaf yang sebesar besarnya.
Page | 18
3.3 Daftar Pustaka
Wikipedia Indonesia, Transistor, (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor ), diakses pada 30 Juni 2017 Wikipedia Indonesia, Transistor Sambungan Dwikutub, (Online), (http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor_sambungan_dwikutub), diakses pada 30 Juni 2017 Elektronika Dasar web.id, kelas penguat dengan transistor, (Online) (http://elektronika-dasar.web.id/kelas-penguat-dengan-transistor/ ), diakses pada 30 Juni 2017 Meka-tronika.blogspot.com, Transistor sebagai penguat ( http://meka-tronika.blogspot.co.id/2013/12/transistor-sebagai-penguat.html/ ), diakses pada 30 Juni 2017 Dasarelektronika.com, Pengertian dan Fungsi Transistor, (Online), (http://dasarelektronika.com/pengertian-dan-fungsi-transistor/ ), diakses pada 30 Juni 2017
Page | 19
