Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
This lab report provides a comprehensive guide to understanding the principles of transistor operation as a switch. It delves into the theoretical foundation of transistors, their structure, and their behavior in different configurations. The report includes detailed experimental procedures, data analysis, and a discussion of the results, highlighting the relationship between input voltage, base current, and output current. It also explores the practical applications of transistors as switches in real-world circuits, such as controlling motors and leds.
Typology: Lab Reports
1 / 16
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Tanggal Masuk Laporan : 05 Juni 2024 Pukul : 12. 15 Catatan:
Tanggal Masuk Revisi : ______________________________________________________ Pukul : ______________________________________________________ Nilai Sementara Nilai Akhir Korektor ............................... ...... Asisten Rifqi Akmal Mujahidin CO Asisten Ferdinan Estomihi Simorangkir
(a) (b) Gambar 1.2 (a) Diagram blok transistor PNP (b) Simbol untuk transistor PNP (Gates, 2014). Pada transistor jenis PNP, ketika arus mengalir melalui kaki basis, transistor akan berlogika "0", sehingga rangkaian berada dalam keadaan "off". Transistor PNP akan mengalirkan arus listrik jika kaki basis dihubungkan ke ground negatif (-), yang kemudian akan menginduksi arus dari kaki emitor ke kolektor. Penggunaan transistor jenis PNP semakin jarang ditemukan di pasaran karena jenis NPN lebih umum digunakan. Hal ini disebabkan oleh karakteristik operasi dan efisiensi yang lebih tinggi dari transistor NPN, yang membuatnya lebih cocok untuk berbagai aplikasi elektronik modern. Sedangkan pada transistor jenis NPN, arus listrik mengalir dari kolektor (C) ke emitor (E). Agar arus ini dapat mengalir, diperlukan sambungan ke sumber positif (+) pada kaki basis (B). Cara kerja transistor NPN adalah ketika tegangan memasuki kaki basis hingga mencapai titik saturasi, arus akan terinduksi dari kaki kolektor ke emitor, mengakibatkan transistor berlogika "1" (aktif). Dalam kondisi ini, transistor dapat berfungsi sebagai penguat atau saklar dalam rangkaian elektronik. Jika arus listrik yang melalui basis berkurang, arus yang mengalir dari kolektor ke emitor juga akan berkurang hingga mencapai titik "cutoff", di mana transistor berlogika "0" (nonaktif) (Ponto, 2018). Prinsip kerja dari transistor NPN ketika digunakan sebagai saklar dapat diilusrasikan sebagai berikut: (a) (b)
Gambar 1.3 (a) Rangkaian transistor sebagai saklar saat saklar terbuka (b) Rangkaian transistor sebagai saklar saat saklar tertutup (Floyd & Buchla, 2014). Pada gambar 1.3 (a), transistor tidak mengalirkan arus dari kolektor ke emiter karena tidak ada arus basis yang mengalir untuk membuat sambungan basis-emitor terbias maju. Ini menyebabkan keadaan terbuka di mana tidak ada aliran elektron yang dapat melintasi transistor dari kolektor ke emiter. Pada kondisi ini besar tegangan di VCE(cut-off) diperkirakan hampir sama dengan besar tegangan di VCC. Sementara pada gambar 1.3 (b), transistor dalam keadaan jenuh di mana arus maksimum mengalir dari kolektor ke emiter. Ini terjadi ketika tegangan basis cukup tinggi untuk membuat sambungan basis-emitor dan basis-kolektor terbias maju, memungkinkan aliran elektron bebas dari emiter ke kolektor. Namun, meskipun dalam keadaan jenuh, masih ada sedikit tahanan sehingga terdapat penurunan tegangan kecil antara kolektor dan emiter yang disebut tegangan saturasi. Karena VCE(sat) sangat kecil daripada VCC, maka biasanya dapat diabaikan, sehingga arus kolektor dapat dinyatakan:
๐ฝ๐ช๐ช ๐น๐ช (Floyd & Buchla, 2014)
Gambar 2. 3 Rangkaian uji
NO VAE (V) VBE (V) IB = I 1 (mA) VCE (mV) IC = I 2 (mA) MOTOR ON/OFF 1 4.82 0.871 3.966 213,5 53.2 on 2 4.5 0.862 3.629 218.9 53.2 on 3 4.08 0.856 3.221 222.9 52.6 on 4 3.502 0.852 2.650 234 52.5 on 5 3.055 0.847 2.205 247.5 52.8 on 6 2.542 0.840 1.699 270.5 51.6 on 7 2.075 0.833 1.236 328.3 51.5 on 8 1.552 1.546 0.730 0.633 V 49.8 on 9 1.053 0.767 0.286 1.681 V 45.3 on 10 0.545 0.534 0.0005 5.14V 0.69 off 11 0.353 0.347 0.0001 5.31 V 0.32 off 3.1.2 Kendali Motor ON/OFF Cara Pengendalian VAE Motor ON/OFF Kendali ON 4.92 V on Kendali OFF 0.3 mV off
diketahui maka terminal voltmeter dihubungkan ke titik B-E. Lalu amperemeter di posisikan di I 1 agar nilai arus pada basis dapat diketahui. Kemudian terminal voltmeter dihubungkan ke titik C-E agar nilai tegangan VCE dapat diketahui. Agar nilai arus pada kolektor dapat diketahui maka amperemeter diposisikan di I 2. Jangan lupa kondisi motor dicatat apakah dalam keadaan ON/OFF. Langkah-langkah di atas diulangi sampat didapat tegangan VAE = 0 volt. Terakhir untuk percobaan kendali ON/OFF motor, pada tahap persiapan langkah pertama yang dilakukan yaitu saklar S 2 dan S 5 dihubungkan, serta S 1 di OFF-kan. Lalu terminal voltmeter dihubungkan ke titik D-E dan diatur agar didapat tegangan VDE sebesar 6 V. Sedangkan agar didapat tegangan VXE sebesar 5 V maka caranya terminal voltmeter dihubungkan ke titik X-E dan diatur. Untuk kendali ON, supaya didapatkan tegangan VAE, maka terrminal voltmeter dihubungkan ke titik A-E, lalu S 1 di ON-kan dan dipastikan S 2 , S 5 sudah dihubungkan. Setelah itu tegangan VXE dan kondisi motor dicatat. Untuk kendali OFF, supaya didapatkan tegangan VAE pada kendali OFF, maka S 1 di OFF-kan dan dipastikan S 2 , S 5 sudah dihubungkan. Setelah itu tegangan VAE dan kondisi motor dicatat. 3.3 PEMBAHASAN Dari percobaan yang telah dilakukan kita dapatkan data untuk nilai VAE, VBE, I1, VCE, dan I 2. Dari data tersebut dapat kita lihat besar nilai VAE berbanding lurus dengan nilai VBE, I 1 , serta I 2 dan berbanding terbalik dengan nilai VCE. Dari percobaan yang dilakukan, saat VAE bernilai 4,8 โ 1,053 V motor berada dalan kondisi ON dan transistor bekerja seperti saklar yang terhubung. Sementara pada saat VAE bernilai 0,545 - 0,353 V, arus basis (I 1 ) turun drastis dan tidak ada arus yang melewati transistor dan menyebabkan nilai I 2 turun sehingga motor berada dalam kondisi OFF. Pada kondisi tersebut transistor bekerja seperti saklar yang terputus. Hal tersebut disebabkan karena transistor memiliki tegangan cut-off 0,7 V, pada saat transistor diberi tegangan dibawah tegangan cut-off nya, transistor tidak akan bekerja sehingga tidak ada arus yang akan mengalir melewati transistor dan menyebabkan motor dalam kondisi OFF. Untuk dapat menghidupkan motor, arus basis harus diatur supaya transistor dalam keadaan saturasi supaya arus yang mengalir menuju transistor (I 2 ) maksimal. Selain itu S 1 harus dihubungkan dan transistor diberikan tegangan masukan (VAE), pada percobaan kali ini tegangan masukan yang digunakan adalah 5 V. Sementara untuk mematikan motor, arus basis dapat diatur supaya transistor dalam keadaan cut-off sehingga arus yang akan melewati motor akan mendekati nol atau minimal. Selain itu dapat diatur pula tegangan masukannya supaya
bernilai 0 V dengan memutuskan S 1 atau dengan diatur tegangan keluaran pada variable power supply 2 di-nol-kan. Dalam kehidupan sehari-hari, transistor sebagai saklar dapat di gunakan pada rangkaian Running LED (Running Text). Pada rangkaian running text dibutuhkan LED yang cukup banyak. Pada rangkaian tersebut, apabila LED dinyalakan secara langsung dari kaki Arduino atau controller maka LED tidak akan menyala, untuk itu perlu dibuat rangkaian transistor sebagai saklar atau sebagai penguat tegangan dan arus. Ketika terdapat tegangan dari Arduino atau mikrokontroler lain (logika high) maka LED akan menyala. Tetapi apabila dari pin Arduino nya logika low atau tidak ada tegangan maka LED tidak akan menyala.
Floyd, T. L., & Buchla, D. L. (2014). Electronics Fundamentals Circuits, Devices and Applications Eight Edition. London: Pearson Education. Gates, E. (2014). INTRODUCTION TO BASIC ELECTRICITY AND ELECTRONICS TECHNOLOGY_._ USA: Delmar Cengage Learning. Ponto, H. (2018). DASAR TEKNIK LISTRIK. Yogyakarta: DEEPUBLISH.
(Floyd & Buchla, 2014) (Gates, 2014)
Lampiran Foto Rangkaian
