LA MODUL 2

TRANSISTOR


1. Jurnal [Kembali]

JURNAL PRAKTIKUM TRANSISTOR

 

Nama                            : Rasyid Shidiq Rifqi

No BP                           : 2410952009

Kelompok                     : 7

Tanggal Praktikum       : 21 Oktober 2025

Asisten Praktikum        : 1. Rahmanda Husein

                                             2. Faren Muhamad Abdad


1.    Fixed Bias

Tabel 4.1 Percobaan fixed bias

Parameter

Nilai Pengukuran

Vrb

11,67 v

Vrc

12,38 v

Vb

0,736 v

Vc

1,365 v 

Vbe

0,654 v

Vce

12,42 v 

Ib

1 mA

Ic

1 mA

 

Gelombang Input

Gelombang Output


 



2.    Emitter Stabillized Bias

Tabel 4.2 Percobaan emitter stabillized bias

Parameter

Nilai Pengukuran

Vrb

5,89 V

Vrc

5,37 V

Vre

5,66 V

Vb

6,4 V

Vc

6,54 V

Ve

5,75 V

Vbe

0,705 V

Vce

0,74 V

Ib

1,32 mA

Ic

0,45 mA

 

Gelombang Input

Gelombang Output


 



3.    Self Bias

Tabel 4.3 Percobaan self bias

Parameter

Nilai Pengukuran

Vrc

 5,37 V

Vrb

 5,89 V

Vre

 5,66 V

Vb

 6,4 V

Vc

 6,54 V

Ve

 5,75 V

Vbe

 0,705 V

Vce

 0,74 V

Ib

 1,32 mA

Ic

 0,45 mA

Gelombang Input

Gelombang Output


 




4.    Voltage Divider Bias

 

Tabel 4.4 Percobaan voltage divider bias

Parameter

Nilai Pengukuran

VR1 & VR2

 10,19 V  &  2,173V

Vrc

                10,84 V

Vre

             1,480 V

Vb

             2,1 V

Vc

             1,561 V

Ve

             1,546 V

Vbe

              0,67 V

Vce

              15,1 mV

Ib

             0,124 mA

Ic

              0,87 mA

 

Gelombang Input

Gelombang Output



 



5.    Power IC dengan Regulator 

Ic

Vin

Kapasitor

Resistor

Vout

7805

 7 V

 0,1uF (Ca) 
1uF (Cb)

 33 ohm

 6,24 V

7809

 11 V

 0,1uF (Ca) 

1uF (Cb)

 33 ohm

 11,2 V

7812

 12 V

 0,1uF (Ca) 

1uF (Cb)

 33 ohm

 12,07 V


2. Prinsip Kerja [Kembali]

Transistor merupakan komponen semikonduktor yang tersusun dari tiga lapisan bahan semikonduktor tipe P dan N, sehingga membentuk dua buah persambungan PN (junction). Berdasarkan susunannya, transistor dibagi menjadi dua jenis utama, yaitu transistor NPN dan PNP. Kedua jenis transistor ini memiliki tiga kaki terminal utama, yaitu emitor (E), basis (B), dan kolektor (C). Emitor berfungsi sebagai penyumbang (injector) pembawa muatan, basis bertindak sebagai pengendali aliran arus, dan kolektor berfungsi sebagai penangkap (collector) pembawa muatan yang masuk dari emitor. Prinsip kerja transistor pada dasarnya adalah mengendalikan aliran arus besar melalui kolektor-emitor dengan menggunakan arus kecil yang masuk ke basis. Oleh karena itu, transistor disebut sebagai komponen penguat maupun saklar elektronik.
Untuk transistor NPN, emitor yang bertipe N menyumbangkan elektron ke basis yang tipis dan bertipe P. Karena basis sangat tipis dan hanya sedikit diberi doping, maka sebagian besar elektron yang masuk dari emitor tidak berekombinasi di basis, melainkan diteruskan ke kolektor. Arus kecil yang mengalir ke basis (IB) mampu mengendalikan arus yang jauh lebih besar dari kolektor ke emitor (IC). Hubungan antara arus ini dapat dituliskan dengan persamaan:

                                          
 
Artinya, jika basis diberi arus yang sangat kecil, maka arus kolektor akan mengalir jauh lebih besar, sehingga transistor dapat berfungsi sebagai penguat sinyal.
Pada transistor PNP, prinsipnya mirip, hanya saja arah aliran muatan yang terlibat berbeda. Emitor yang bertipe P menyumbangkan hole (muatan positif) ke basis yang tipis dan bertipe N. Hole ini kemudian diteruskan ke kolektor. Aliran arus pada transistor PNP terjadi dari emitor ke kolektor, sedangkan basis tetap menjadi terminal kendali. Walaupun arah arusnya berlawanan dengan transistor NPN, prinsip penguatan tetap sama, yaitu arus basis kecil dapat mengendalikan arus kolektor yang lebih besar.
Secara sederhana, prinsip kerja transistor dapat digambarkan sebagai sebuah keran air. Basis berfungsi seperti katup kecil yang mengatur seberapa besar air (arus) yang mengalir dari emitor ke kolektor. Meskipun hanya diberi arus kecil di basis, aliran arus besar dapat dikendalikan, sehingga transistor sangat efektif digunakan baik sebagai penguat sinyal dalam rangkaian elektronika analog maupun sebagai saklar dalam rangkaian digital.
Dengan demikian, transistor bekerja berdasarkan mekanisme pengendalian aliran pembawa muatan di dalam semikonduktor, di mana arus kecil di basis mampu mengontrol arus besar di kolektor-emitor. Hal inilah yang menjadikan transistor sebagai salah satu komponen paling penting dalam teknologi elektronika modern, mulai dari rangkaian amplifier, osilator, regulator, hingga sirkuit digital dan mikroprosesor.

1. Fixed Bias
    Prinsip kerja rangkaian fixed bias adalah memberikan tegangan bias ke basis transistor melalui sebuah resistor yang langsung terhubung ke sumber tegangan DC. Dalam konfigurasi ini, arus basis ditentukan oleh nilai resistor basis dan tegangan sumber, sehingga arus kolektor ikut ditentukan oleh hukum dasar transistor yaitu IC=β×IB​. Karena tidak ada mekanisme umpan balik, perubahan kecil pada suhu atau perbedaan parameter transistor (seperti variasi nilai β) dapat menggeser titik kerja transistor. Misalnya, jika suhu meningkat, arus kolektor akan cenderung naik, sehingga transistor bisa masuk ke daerah saturasi atau cut-off. Inilah yang menyebabkan rangkaian fixed bias dikatakan kurang stabil. Walaupun begitu, rangkaian ini tetap sering digunakan pada aplikasi dasar atau percobaan awal karena sangat sederhana, hanya membutuhkan sedikit komponen, dan mudah dianalisis.
  • Prinsip kerja:
    Pada fixed bias, sebuah resistor dipasang antara sumber tegangan DC (Vcc) dengan basis transistor (Rb).
    Arus basis (Ib) diatur langsung oleh nilai resistor basis tersebut.
  • Kelebihan: rangkaian sederhana dan mudah dibuat.
  • Kekurangan: titik kerja (Q-point) sangat bergantung pada β transistor, sehingga kurang stabil terhadap variasi suhu atau perbedaan transistor.
 
2. Emitter Stabilized Bias
    Pada rangkaian emitter stabilized bias, prinsip kerjanya adalah menambahkan resistor pada jalur emitter untuk menciptakan stabilisasi terhadap arus kolektor. Resistor emitter (RE​) ini menghasilkan tegangan jatuh yang berfungsi sebagai umpan balik negatif. Mekanismenya, jika arus kolektor meningkat akibat perubahan suhu, maka arus emitter juga naik. Akibatnya, tegangan jatuh pada resistor emitter (VE=IE×RE ​) meningkat. Hal ini akan mengurangi tegangan basis-emitter (VB), sehingga arus basis ikut turun, dan pada akhirnya arus kolektor kembali dikendalikan agar tidak naik terlalu tinggi. Dengan cara ini, titik kerja transistor dapat dipertahankan lebih stabil. Dibandingkan fixed bias, konfigurasi ini lebih handal untuk aplikasi penguat karena efek variasi suhu dapat diminimalisir, meskipun perhitungan desainnya sedikit lebih kompleks.
  • Prinsip kerja:
    Hampir sama dengan fixed bias, tetapi ditambahkan resistor pada emitor (Re).
    Resistor emitor menghasilkan umpan balik negatif (negative feedback) yang membuat arus kolektor (Ic) lebih stabil.
  • Kelebihan: lebih stabil dibanding fixed bias.
  • Kekurangan: memerlukan tambahan resistor sehingga boros daya karena sebagian tegangan jatuh pada Re.
 
3. Self Bias
    Prinsip kerja self bias adalah memanfaatkan resistor yang dihubungkan dari kolektor ke basis transistor, sehingga tegangan basis diperoleh secara otomatis dari tegangan kolektor. Konfigurasi ini menghasilkan suatu bentuk umpan balik negatif. Jika arus kolektor meningkat, maka tegangan kolektor akan turun. Penurunan tegangan kolektor tersebut akan mengurangi tegangan basis, sehingga arus basis ikut menurun. Dengan berkurangnya arus basis, arus kolektor juga akan ditekan kembali ke nilai yang lebih stabil. Oleh karena itu, rangkaian ini bisa menjaga titik kerja transistor agar tidak mudah bergeser akibat perubahan suhu atau variasi β. Namun, kestabilan rangkaian ini masih lebih rendah dibanding voltage divider bias karena tegangan bias masih cukup bergantung pada variasi kondisi transistor. Rangkaian ini umumnya digunakan pada aplikasi sederhana yang memerlukan stabilisasi dasar dengan jumlah komponen yang tidak terlalu banyak.
  • Prinsip kerja:
    Pada metode ini, resistor basis (Rb) dihubungkan ke kolektor (Vc), bukan langsung ke Vcc.
    Jika arus kolektor (Ic) naik, maka tegangan kolektor turun → mengurangi tegangan basis → arus basis (Ib) berkurang.
    Mekanisme ini menciptakan umpan balik negatif otomatis sehingga titik kerja stabil.
  • Kelebihan: stabilitas lebih baik dari fixed bias.
  • Kekurangan: masih ada pengaruh β transistor.
 
4. Voltage Divider Bias
    Voltage divider bias merupakan metode biasing transistor yang paling populer dan paling stabil. Prinsip kerjanya adalah menggunakan dua resistor yang disusun sebagai pembagi tegangan (voltage divider) untuk memberikan tegangan bias yang konstan pada basis transistor. Tegangan basis yang dihasilkan tidak terlalu bergantung pada parameter transistor karena ditentukan oleh rasio resistor pembagi tegangan. Selain itu, biasanya dipasang resistor emitter untuk menambah efek stabilisasi melalui umpan balik negatif. Jika arus kolektor meningkat akibat suhu, tegangan emitter akan naik, sehingga VBE​ berkurang, dan arus basis ikut turun untuk menyeimbangkan kondisi. Dengan mekanisme ini, titik kerja transistor tetap berada di posisi yang stabil meskipun ada perubahan suhu atau variasi transistor. Karena keunggulan stabilitasnya, rangkaian ini banyak digunakan dalam perancangan penguat sinyal AC, osilator, maupun rangkaian analog lain yang membutuhkan performa konsisten.
  • Prinsip kerja:
    Menggunakan dua resistor (R1 dan R2) yang membentuk pembagi tegangan untuk memberikan bias ke basis.
    Ditambah resistor emitor (Re) agar lebih stabil.
    Rangkaian ini yang paling banyak dipakai karena tegangan basis hampir independen dari β transistor.
  • Kelebihan: paling stabil, cocok untuk desain praktis.
  • Kekurangan: memerlukan lebih banyak komponen (R1, R2, Re).
 
5.Regulator Power Supply
    Prinsip kerja regulator power supply adalah menjaga agar tegangan keluaran tetap stabil meskipun terjadi variasi pada tegangan input maupun perubahan beban. Regulator bekerja dengan cara membatasi, menambah, atau mengatur arus yang dialirkan ke beban sehingga tegangan keluaran tetap konstan. Dalam sistem yang sederhana, regulator bisa menggunakan dioda zener yang memberikan tegangan referensi tetap, atau menggunakan transistor sebagai penguat arus. Pada sistem yang lebih kompleks, digunakan IC regulator seperti seri 78xx atau 79xx yang sudah terintegrasi dengan pengaman terhadap arus lebih (overcurrent) dan panas berlebih (overheating). Mekanismenya adalah: ketika tegangan input naik, regulator akan menurunkan arus keluaran sehingga tegangan tetap berada pada level yang diinginkan; sebaliknya, jika input turun atau beban bertambah, regulator akan meningkatkan aliran arus agar tegangan tidak turun drastis. Dengan prinsip ini, regulator power supply sangat penting dalam melindungi rangkaian elektronik dari kerusakan akibat tegangan yang tidak stabil, serta memastikan perangkat bekerja sesuai kebutuhan dayanya.
  • Prinsip kerja:
    Sebuah IC regulator (misalnya 7805, LM317, dll) digunakan untuk menjaga tegangan keluaran tetap konstan meskipun tegangan input atau beban berubah.
    IC ini memiliki sistem kontrol internal:
    • Membandingkan tegangan keluaran dengan referensi internal.
    • Memberikan umpan balik untuk mengatur elemen pass (transistor dalam IC).
    • Hasilnya, keluaran stabil pada tegangan tertentu (misalnya 5V, 12V).
  • Kelebihan: praktis, efisien, dan proteksi internal (overcurrent, overheat).
  • Kekurangan: ada disipasi daya pada IC (jika perbedaan Vin dan Vout besar).

3. Video Percobaan [Kembali]


1. Fixed Bias




2. Emitter Stabilizied Bias




3. Self Bias




4.  Voltage Divider Bias





5. Power IC




6. Penjelasan Kondisi







4. Analisa[Kembali]

1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian self bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan.
Jawab :

Dari hasil pengukuran, saya memperoleh VB = 6,40 V, VE = 5,75 V, dan VBE = 0,705 V, yang menunjukkan bahwa transistor dalam kondisi forward bias pada basis–emitter. Tegangan VC = 6,54 V dan VCE = 0,74 V menandakan bahwa transistor berada pada daerah jenuh (saturation) karena tegangan kolektor hampir sama dengan emitter. Nilai arus basis (IB = 1,32 mA) juga lebih besar dibandingkan arus kolektor (IC = 0,45 mA), sehingga penguatan arus (β) sangat kecil. Hal ini terjadi karena arus basis terlalu besar akibat nilai resistor yang digunakan, terutama pada bagian basis dan kolektor. Dari analisa ini dapat saya simpulkan bahwa rangkaian self bias sudah bekerja dalam memberikan bias pada transistor, namun titik kerjanya belum tepat karena transistor masih berada di daerah jenuh. Untuk mendapatkan kerja di daerah aktif, nilai resistor perlu disesuaikan agar arus basis berkurang dan transistor dapat bekerja lebih stabil serta menghasilkan penguatan sinyal yang optimal.

2. Analisa prinsip kerja dari rangkaian voltage divider bias berdasarkan nilai parameter yang didapatkan ketika percobaan.
Jawab :

Berdasarkan hasil pengukuran, tegangan pembagi pada VR1 dan VR2 sebesar 10,19 V dan 2,173 V menghasilkan tegangan basis (VB) sekitar 2,1 V. Nilai ini menunjukkan bahwa pembagi tegangan bekerja dengan baik dalam memberikan bias yang stabil pada basis transistor. Tegangan VBE sebesar 0,67 V menunjukkan bahwa junction basis–emitter berada dalam kondisi forward bias, sesuai karakteristik transistor silikon. Tegangan emitter (VE) terukur 1,546 V, yang mendekati nilai teoritis VB − VBE ≈ 1,43 V, sehingga hubungan antara basis dan emitter sudah sesuai. Namun, tegangan kolektor (VC) hanya 1,561 V, sangat dekat dengan tegangan emitter, sehingga VCE = 15,1 mV. Nilai ini sangat kecil dan menandakan transistor bekerja pada daerah jenuh (saturation), bukan di daerah aktif seperti yang diharapkan. Kondisi jenuh ini disebabkan oleh arus basis (IB = 0,124 mA) yang relatif besar terhadap nilai resistor kolektor, sehingga arus kolektor (IC = 0,87 mA) meningkat dan menyebabkan penurunan tegangan kolektor yang signifikan. Secara keseluruhan, prinsip kerja rangkaian sudah benar karena pembagi tegangan berhasil memberikan bias yang stabil, tetapi pemilihan nilai resistor belum tepat sehingga transistor tidak bekerja di daerah aktif. Untuk memperbaikinya, nilai resistor basis dapat diperbesar atau nilai resistor kolektor ditingkatkan agar VCE naik dan transistor dapat bekerja sebagai penguat.


3. Analisa pengaruh variasi kapasitor dan resistor terhadap output pada rangkaian Power Supply dengan IC Regulator.
Jawab :

Pada percobaan power supply dengan IC 7805, 7809, dan 7812, digunakan kapasitor input 0,1 µF (Ca), kapasitor output 1 µF (Cb), serta resistor 33 Ω sebagai beban. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa Vout mendekati nilai nominal masing-masing IC, yaitu sekitar 6,24 V, 11,2 V, dan 12,07 V, meskipun terdapat sedikit selisih akibat beban dan kondisi input. Variasi kapasitor dan resistor berpengaruh pada stabilitas, ripple, dan nilai Vout. Kapasitor input dan output berfungsi meredam ripple, mencegah osilasi, dan menstabilkan tegangan. Jika nilainya terlalu kecil atau letaknya jauh dari IC, tegangan output bisa berosilasi atau menyimpang, sedangkan kapasitor yang lebih besar membuat Vout lebih stabil. Resistor berfungsi sebagai beban, di mana semakin kecil nilainya maka arus beban meningkat dan regulator bekerja lebih berat. Jika Vin tidak memenuhi syarat (Vin ≥ Vout + dropout ≈ 2 V) atau beban terlalu besar, Vout akan turun. Jadi, kombinasi kapasitor yang tepat dan beban yang sesuai membuat keluaran regulator lebih stabil, ripple kecil, dan mendekati tegangan nominal.




5. Download File[Kembali]

download Laporan Akhir [Disini]

download video Penjelasan Kondisi [Disini]

Link video percobaan :

Percobaan rangkaian Fixed Bias [Disini]

Percobaan rangkaian Emittor Stabilized Bias[Disini]

Percobaan rangkaian Self Bias[Disini]

Percobaan rangkaian Voltage Divider Bias[Disini]

Percobaan rangkaian Power IC [Disini]

Komentar

Posting Komentar