Laporan Praktikum Transistor Sebagai Saklar
www.hajarfisika.com
TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR
I. Tujuan Percobaan
1.1 Mahasiswa sanggup merancang rangkaian transistor sebagai saklar
1.2 Mahasiswa sanggup memakai transitor sebagai saklar dalam sebuah rangkaian aplikasi
II. Dasar Teori
Transistor sanggup digunakan sebagai saklar elektronik dengan menciptakan transistor tersebut berada dalam kondisi cut-off(saklar terbuka, arus tidak mengalir) atau saturasi(saklar tertutup, sehingga arus mengalir). Pada kawasan saturasi, kolektor dan emiter seakan terhubung singkat. Arus yang mengalir pada kolektor dan emiter sangat besar, sehingga transistor mirip saklar tertutup(Surjono,2011).
Selain sebagai penguat sinyal, transistor sanggup juga digunakan sebagai saklar dengan jalan memberi tegangan dengan tingkat tertentu lewat basis. Bisa dilihat dari kawasan kerjanya, transistor dalam hal ini berada pada kawasan jenuh bila menyala dan pada kawasan sumbat bila mati. Sedangkan keadaan transisi, yaitu dari mati ke hidup atau sebaliknya, transistor memasuki kawasan aktif sesaat. Karena sebagian besar kawasan kerjanya jenuh dan sumbat, maka disipasi dayanya kecil. Bila transistor digunakan pada aplikasi switching kecepatan tinggi, maka keadaan transisi patut dipertahankan, lantaran disipasi daya yang terbesar terjadi pada kawasan aktif(Rosella,2008).
Pada dasarnya prinsip kerja transistor sebagai saklar ialah memanfaatkan kondisi jenuh dan cut-off suatu transistor, dimana kedua kondisi ini sanggup diperoleh dengan pengaturan besarnya arus yang melalui basis transistor. Kondisi jenuh atau saturasi akan diperoleh jikalau basis transistor diberi arus cukup besar sehingga transistor mengalami jenuh dan berfungsi mirip saklar yang tertutup sedangkan kondisi cut-off diperoleh jikalau arus basis dilalui oleh arus yang sangat kecil atau mendekati nol ampere, sehingga transistor bekerja mirip saklar yang terbuka. Sebenarnya seri dan jenis transistor mempunyai spesifikasi yang berbeda-beda mengenai arus yang diperlukan untuk mencapai kondisi jenuh atau cut-off. Tetapi biasanya tidak terlalu jauh berbeda kecuali terbuat dari materi semikonduktor yang berbeda(Sutrisno,1986).
Pada rangkaian transistor sederhana dibawah, terdapat satu buah lampu yang diibaratkan sebagai sebuah beban. Satu buah transistor NPN yang nantinya akan menggantikan fungsi kerja suatu saklar. Satu buah potensiometer digunakan supaya sanggup melaksanakan analisa pada kondisi arus basis yang berbeda-beda dengan melaksanakan variasi dari potensio tersebut :
pada dikala potensiometer diputar pada kondisi dimana arus basis akan menjadi besar, maka kolektor dan emitor transistor tersebut akan bekerja mirip kawat yang terhubung. Sehingga pada kondisi ini lampu akan menyala. Sesuai pengalaman yang niscaya pada transistor materi silikon, tegangan VBE(basis-emitor) tidak kurang dari 0,7 volt. Tetapi salah satu hal yang penting ialah jangan terlalu besar menawarkan arus pada basis, lantaran akan berakibat kerusakan pada transistor. Gunakan tahanan basis(resistor yang dipasang pada basis) sehingga pencegah arus berlebih pada dikala potensio resistansinya nol ohm. Karena jikalau potensio kita putar hingga pada kondisi resistansinya nol ohm, maka sama saja menghubungkan basis transistor dengan power supply 9 volt langsung. Kondisi ini niscaya akan menjadikan kerusakan pada transistor(Widodo,2008).
Dengan mengatur bias sebuah transistor hingga transistor jenuh, maka seolah akan didapat kekerabatan singkat antara kaki kolektor dan emitor. Dengan memanfaatkan fenomena ini maka transistor sanggup difungsikan sebagai saklar elektronik. Sebuah rangkaian saklar elektronik dengna memakai transistor NPN dan transistor PNP. Tampak TR3 PNP dan TR4 PNP digunakan menghidupkan dan mematikan LED. Ketika kita membutuhkan rangkaian yang sanggup menyalakan LED ketika cahaya dari lingkungan sekitar mulai meredup. Rangkaian ini boleh jadi merupakan salah satu kepingan dari keamanan(Beshop,2004).
III. Metodologi Percobaan
3.1 Alat dan Bahan
a. Multimeter (1 buah)
b. Power supply (1 buah)
c. Kabel penghubung (secukupnya)
d. Transistor (1 buah)
e. Relay (1 buah)
f. LED (1 buah)
g. Potensiometer (1 buah)
3.2 Gambar Alat dan Bahan
-
3.3 Gambar Rangkaian
Skema rangkaian di protoboard
3.4.1 Percobaan I
3.4.2 Percobaan II
IV. Data dan Analisa
4.1 Data Percobaan
4.2 Analisa Data
Prinsip pada percobaan transistor sebagai saklar ini ialah dengan memanfaatkan kawasan kerja transistor pada kondisi saturasi(ON) dan pada kondisi cutoff(OFF). Kondisi cutoff(OFF) pada transistor sanggup dilakukan tanpa memberi tegangan input pada basis(Vin = 0 V) maka akan terjadi VCE(cutoff) = Vcc, pada kondisi ini collector dan emmiter tak terhubung (open atau saklar terbuka). jikalau diberikan input pada basis(+VBB), maka pada sambungan base-emiter dibias maju, VBE = 0,7 v (silicon) dan 0,2 v(germanium). VCE = 0V (VCE -= 0,2 V(silicon) dan 0,1 v(germanium)). Kondisi saturation(ON) pada transistor sanggup dilakukan dengan mengalirkan arus yang besar pada basis sehingga menimbulkan arus maksimum pada collector(saturasi). Pada kondisi tersebut antara kolektor dan emitter tersambung langsung(short). Dengan dua kawasan kerja transistor ini maka transistor sanggup digunakan sebagai saklar (On/OFF).
Prinsip kerja dari rangkaian percobaan 1 ialah dengan memanfaatkan kawasan kerja transistor sebagai saklar pada keadaan saturasi dan cutoff. Langkah pertama ialah dengan merangkai rangkaian sesuai dengan rangkaian transistor sebagai saklar kemudian VCC dihidupkan dan diatur pada tegangan 5 volt. Kemudian arus melewati hambatan(RC) yang divariasikan untuk menghambat arus yang akan mencapai LED, lantaran LED mempunyai batas arus maksimal tertentu. Saat diberi Vin = 0 volt atau arus yang kecil pada basis maka transistor akan bekerja mirip saklar yang terbuka(cutoff) atau kolektor dan emitter tak terhubung(open), dikala diberi Vin = 5 volt atau arus yang besar pada basis maka transistor akan bekerja mirip saklar yang tertutup(saturasi) dimana arus maksimum dicapai pada kolektor sehingga antara kolektor dan emitter tersambung langsung(short). Percobaan ke 1 ini dilakukan untuk mendapat nilai VCE, dampak variasi RC, dan menganalisa nyala atau tidak nya lampu LED.
Prinsip kerja dari rangkaian percobaan 2 ialah dengan memakai transistor sebagai saklar dengan memanfaatkan kawasan kerja transistor pada keadaan saturasi dan cutoff dalam sebuah rangkaian aplikasi yaitu pada ldr. Besarnya kendala ldr ini dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang masuk lantaran nilai Rldr pada keadaan gelap begitu tinggi dibandingkan Rldr pada keadaan disinari cahaya sehingga tegangan pada ldr akan besar ketika kondisi gelap(led hidup) dan kecil ketika kondisi disinari cahaya(led mati). Langkah pertama pada percobaan ini ialah dengan merangkai rangkaian sesuai dengan rangkaian transistor sebagai saklar pada aplikasi ldr, kemudian VCC dihidupkan dan diatur pada tegangan 12 volt. Arus melewati relay, yang berfungsi sebagai saklar(ON/OFF). Jika relay tidak diberi anutan arus listrik maka relay berada pada keadaan posisi terbuka(OFF) atau normally open sehingga tidak sanggup menghantarkan arus listrik dan jikalau relay diberi anutan arus listrik maka relay berada pada keadaan posisi tertutup(ON) atau normally close sehingga sanggup menghantarkan arus listrik. Kemudian arus ini melewati dioda(tegangan mundur), dioda pada tegangan mundur ini memperbolehkan arus yang masuk tetapi menahan arus dari arah sebaliknya semoga arus yang dihasilkan ialah searah(DC) bukan arus bolak-balik(AC) sebab VCC nya DC. Selanjutnya arus memasuki collector dan menuju ke emitter yang digroundkan, arus juga memasuki basis yang besarnya arus ini sanggup dikendalikan oleh potensiometer(pengatur hambatan). Potensiometer ini mengendalikan mati,redup atau nyala terangnya lampu, semakin besar kendala pada potensiometer yang diatur maka semakin jelas lampu led yang dihasilkan lantaran tegangannya menjadi besar(V R) dan sebaliknya. LDR pada percobaan ini dipasang sebagai sensor intensitas cahaya keadaan, ketika tidak ada cahaya yang masuk pada LDR maka kendala pada ldr meningkat(Intensitas 1/R), balasannya tegangan yang dihasilkan ldr menjadi meningkat juga, hasilnya ialah lampu led menjadi nyala atau jelas dan sebaliknya jikalau ada cahaya yang masuk maka lampu led akan mati atau redup. Percobaan 2 ini dilakukan untuk mencari besar dari nilai VCE, VBE, IC, IB dan Vout pada led(pada dikala ldr tertutup dan terbuka).
Arah anutan arus pada percobaan 1 ditunjukkan oleh gambar dibawah ini :
pada gambar percobaan rangkaian 1 arus mengalir dari VCC menuju ke saklar, balasannya saklar berada pada kondisi yang tertutup(kondisi on), kemudian arus dilanjutkan ke kaki basis, kemudian ke kolektor dan emitter. Dari emitter diteruskan ke ground. Pada collector diteruskan ke Led. Jika saklar dibuka(kondisi off) yaitu dikala di groundkan maka tidak ada arus yang mengalir dalam rangkaian(hampir mendekati nol)
Arah anutan arus pada percobaan 2 ditunjukkan oleh gambar di bawah ini :
pada gambar percobaan rangkaian 2 arus mengalir dari VCC menuju ke relay, balasannya relay berada pada kondisi yang tertutup(on), kemudian arus dilanjutkan menuju ke potensiometer dan dioda. Arus ini kemudian ada yang menuju ke collector dan basis, kemudian arus pada basis ini diteruskan ke collector ke dioda dan emiiter. Arus menjadi terbagi 2 yaitu arus IC dan arus IB. Arus IB diukur secara seri dengan tetapkan kaki resistor 4700 Ω dengan basis, kemudian kemudian kabel multimeter aktual dihubungkan ke kaki resistor 4700 Ω dan kabel multimeter negatif dihubungkan ke kaki basis. Arus IC diukur secara seri dengan tetapkan kaki relay dengan collector, kemudian kemudian kabel multimeter aktual dihubungkan ke kaki relay dan kabel multimeter negative dihubungkan ke kaki collector. Kemudian arus ini ada yang dari emitor menuju ground dan collector menuju relay. Arus dari relay ini kemudian diteruskan ke lampu led, lampu led akan menyala apabila terdapat arus pada relay.
Jenis Transistor yang digunakan pada percobaan ini ialah jenis transistor NPN ditandai dengan anak panah mengarah kearah luar pada kepingan emitter dan arus mengalir dari kolektor ke emitor yang basisnya dihubungkan ke ground (negatif).
Pada tabel percobaan 1 sanggup dilihat pada kendala 150 ohm yang digroundkan didapatkan nilai VCE sebesar 3,2 volt dan lampu led mati, kemudian pada kendala 1 kΩ yang digroundkan didapatkan juga nilai VCE sebesar 3,2 volt dan juga lampu led nya mati. Pada kondisi yang digroundkan ini atau Vin = 0 volt arus mengalir sangat kecil melalui basis sehingga arus yang menuju kolektor ke emitter cenderung sama dengan nilai dari sumber tegangan(VCC = VCE) namun perbedaan hasil sedikit ini dengan sumber tegangan(5 volt) ialah disebabkan lantaran adanya dampak kendala 200 kOhm yang menghambat anutan arus. Nilai variasi RC ini tidak mempengaruhi besarnya nilai VCE karena arus yang menuju ke RC sudah tidak ada lagi, hal ini sanggup dilihat dari kondisi lampu led yang mati. Pada kendala 150 Ω yang dihubungkan dengan Vin = 5 volt atau VCC didapatkan nilai VCE sebesar 2,6 volt dan lampu menyala terang, kemudian pada kendala 1 kΩ yang dihubungkan dengan Vin = 5 volt didapatkan nilai VCE = 0,25 volt dan lampu menyala sedikit terang. Pada kondisi ini arus mengalir sangat besar pada basis sehingga arus bernilai maksimum pada collector(saturasi/On) balasannya collector dan emitter tersambung langsung(short), inilah yang menimbulkan lampu led menyala. Pada dikala rangkaian dihubungkan Vin = 5 volt nilai hambatan(RC) kuat terhadap nilai VCE yang dihasilkan lantaran terdapat anutan arus menuju ke lampu led dan RC. Semakin besar nilai kendala pada RC maka nilai tegangannya menurun karena RC menghambat anutan arus serta mengatur besarnya anutan arus semoga tidak melebihi batas maksimal arus yang diperbolehkan pada led sehingga led tidak rusak.
Dalam tabel percobaan 2 didapatkan nilai Rldr = 27 kΩ ketika led hidup dan Rldr = 10 kΩ ketika led mati, Rldr bernilai lebih tinggi pada keadaan gelap(led hidup) dibandingkan pada keadaan terang(led mati) lantaran intensitas cahaya yang masuk berbanding terbalik dengan nilai kendala (Iintensitas 1/R), balasannya ialah nilai tegangannya menjadi besar ketika ldr berada kondisi gelap, inilah yang menimbulkan lampu led menyala. Hal ini terbukti dengan besarnya nilai VCE = 11 v ketika led mati(cutoff) dibandingkan dengan besarnya nilai VCE = 0,1 v ketika led hidup(saturasi). Nilai VBE = 0,6 volt ketika led mati dan VBE = 0,65 volt ketika led hidup, ini berarti dioda yang digunakan pada percobaan ini ialah jenis silicon karena VBE = 7 dan VCE = 2 yang mana ialah karakterisik dari dioda silikon. Tegangan VCE selalu lebih besar daripada VBE akibat arus yang masuk dari basis ke kolektor. Nilai VBE ketika led hidup ini berbeda dengan nilai VCE ketika led hidup, yaitu vbe(led hidup) ini lebih besar dibanding vbe(led mati). Ini terjadi lantaran dikala arus mengalir ke VCE dipengaruhi oleh IC dan IB, sedangkan pada VBE arus yang mengalir hanya dipengaruhi oleh IB. Dalam kondisi led hidup didapatkan nilai IC = 0,025 A yang mana lebih besar daripada dalam kondisi led mati Ic = 0,01 A. Begitupun juga dengan nilai Ib pada kondisi led hidup IB = 0,0002 A yang mana lebih besar daripada dalam kondisi led mati IB = 0,00005 A. Hal ini disebabkan lantaran dampak dari kendala ldr yang begitu besar ketika ldr berada pada kondisi gelap(led menyala) dan jelas ketika ldr berada pada kondisi terang(led mati). Nilai Rpotentiometer pada percobaan ini ialah sebesar 18 kΩ, semakin besar kendala pada potensiometer yang diatur maka semakin jelas lampu led yang dihasilkan lantaran tegangannya menjadi besar(V R) dan sebaliknya.
Kesalahan-kesalahan yang mungkin terjadi selama percobaan yang sanggup mempengaruhi hasil pengukuran antara lain mirip umur dari diode yang digunakan, umur resistor, kendala dalam pada voltmeter, suhu ruangan, kesalahan perhitungan pada pengukuran, kesalahan merangkai rangkaian, dan lain-lainV. Kesimpulan
5.1 Percobaan rangkaian pertama membutikkan bahwa transistor sanggup digunakan sebagai saklar dengan memanfaatkan kawasan kerja dari transistor yaitu pada keadan saturasi(ON) dan keadaan cutoff(OFF) yang terbukti dengan nyalanya lampu led ketika diberi sebuah Vin(VCC) dan matinya lampu led ketika tidak diberi Vin(ground). Saat diberi Vin transistor bekerja pada kondisi saturasi(ON) lantaran arus yang diberikan basis ini sanggup menimbulkan arus maksimum pada collector sehingga antara collector dan emitter tersambung langsung(short). Saat tidak diberik Vin transistor bekerja pada kondisis cutoff lantaran arus yang mengalir pada basis ini cenderung kecil sehingga antara collector dan emitter tak terhubung. Dengan dua kawasan kerja transistor ini maka transistor sanggup diguanakan sebagai saklar(ON/OFF)
5.2 Percobaan rangkaian kedua menandakan bahwa transistor sanggup digunakan sebagai saklar dalam sebuah rangkaian aplikasi yaitu dalam percobaan ini ialah pada ldr terhadap ON-OFF nya relay. Terbukti ketika ldr disinari cahaya lampu, lampu led pribadi mati dan ketika ldr berada pada kondisi gelap lamput led otomatis menyala lantaran nilai Rldr pada keadaan gelap begitu tinggi dibandingkan Rldr pada keadaan disinari cahaya sehingga tegangan pada ldr akan bersar ketika kondisi gelap(led hidup) dan kecil ketika kondisi disinari cahaya(led mati), dengan demikian transistor sanggup digunakan sebagai sakla dalam sebuah rangkaian aplikasi
VI. Daftar Pustaka
Beshop, Owen.2004. Dasar-dasar elektronika. Jakarta : Erlangga.Rosella, Erica.2008. Fisika Dasar. Jakarta : Pustaka Media.
Sutrisno.1986. Elektronika dasar dan penerapannya. Bandung : ITB.
Surjono, Herman.2011. Elektronika lanjut. Jakarta : Erlangga.
Widodo, Budiharto.2008. Elektronika Dasar. Jakarta : Erlangga.
VII. Bagian Pengesahan
-
VIII. Lampiran
-
Belum ada Komentar untuk "Laporan Praktikum Transistor Sebagai Saklar"
Posting Komentar