Laporan Eksperimen - Mengukur Besarnya Tegangan Kolektor-Emitor Transistor Pada Beberapa Rangkaian

Laporan Eksperimen - Mengukur Besarnya Tegangan Kolektor-Emitor Transistor Pada Beberapa Rangkaian. Pada kesempatan kali ini kami akan membagikan sebuah laporan tentang Transistor. Secara garis besar tujuan dari laporan ini adalah mengukur tegangan pada kaki Kolektor-Emitor, membuktikan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff dalam perhitungan tegangan Kolektor-Emitor. Kita tahu bahwa Transistor merupakan salah satu komponen elektronik yang memiliki peran penting dalam dunia elektronika. Fungsi Transistor di antaranya adalah dapat digunakan sebagi penguat, stabulias tegangan, dan modulasi sinyal. Karena Transistor memiliki peran yang sangat penting maka di sini kami akan mencoba bernagi artikel tentang Laporan Eksperimen Transistor. Harapan kami adalah artikel ini dapat di jadikan sebagai acuan untuk eksperimen-eksperimen berikutnya tentang Transistor.

Baca Juga : Laporan Praktikum Fisika Eksperimen - Penentuan Massa Jenis Benda Menggunakan Sensor Jarak

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang 

Dalam mempelajari elektronika kita tidak akan pernah lepas dari dua hukum yakni Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff. Sebelumnya pada mata kuliah Elektronika Dasar I kita telah mempelajari mengenai transistor serta fungsi transistor sebagai penguat tegangan. Transistor sendiri mempunyai dampak yang sangat besar sekali pada bidang elektronika. Transistor telah mengantar ke sejumlah penemuan-penemuan baru yang berkaiatan seperti rangkaian terpadu (IC), piranti-piranti optoelektronik dan mikroprosesor. Dalam kasus penerapan, transistor mengungguli tabung hampa. Penggunaannya memungkinkan pelaksanaan fungsi-fungsi yang sulit atau bahkan tidak mungkin dilakukan dengan tabung hampa, hal ini sangat terasa dalam dunia komputer, sehingga dalam eksperimen I ini saya menggunakan transistor sebagai komponen utama penelitian. 

Baca Juga : Laporan Praktikum Elektronika Dasar 2 - Tapis Lolos Rendah Aktif

Dari suatu rangkaian yang diberikan transistor maka akan terdapat tiga jenis tegangan pada rangkaian tersebut yakni tegangan emitor, tegangan basis, dan tegangan kolektor. Secara perumusan atau secara perhitungan kita dapat langsung menentukan besarnya tegangan tersebut dengan menggunakan dua hukum tadi. Namun tentu saja terdapat perbedaan perumusan dari rangkaian yang berbeda karena perhitungan elektronika itu bersifat fleksibel, jadi pada intinya setiap rangkaian dapat kita analisis jika telah menguasai Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff.

Pada Eksperimen I ini, saya akan mencoba membuktikan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff dari beberapa rangkaian yang diberi transistor, apakah hasil dari pengukuran saat eksperimen sesuai dengan perhitungan atau analisis matematis dengan menggunakan Hukun Ohm serta Hukum Kirchoff. Tentu sebelumnya kita pernah melakukan pembuktian mengenai dua hukum tersebut namun dengan menggunakan rangkaian sederhana tanpa menambahkan komponen-komponen elektronika lain, jadi rangkaiannya hanya tersusun secara seri atau paralel biasa. Untuk itu dalam eksperimen I ini saya akan mencoba menggunakan transistor pada beberapa rangkaian yang akan saya uji, dimana pada eksperimen ini pun juga akan saya uji dengan rangkaian yang berbeda-beda.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimanakan hasil dari pengukuran VCE pada beberapa rangkaian yang berbeda ?
2. Apakah dari hasil pengukuran didapatkan nilai VCE yang sesuai dengan hasil perhitungan atau analisis secara teori ?

C. Tujuan

1. Mengetahui serta menganalisis pengaruh-pengaruh komponen dan rangkaian elektronika terhadap besarnya tegangan kolektor-emitor transistor (VCE).
2. Membuktikan Hukum Ohm dan Hukum Kirchoff dalan perhitungan mencari besar VCE (tegangan kolektor-emitor) untuk beberapa rangkaian Elektronika.

D. Manfaat 

Sebagai sarana pembelajaran dalam memahami transistor, dimana pada masa kini transistor sudah menjadi komponen yang sangat penting untuk sebagian besar peralatan elektronika, bahakan dalam penggunaan IC yang memudahkan pekerjaan saat ini berawal dari transistor, jadi akan sangat bermaanfaat bagi kita jika telah memahami sistem kerja transistor itu sendiri.

E. Batasan Masalah

Pada eksperimen ini hanya akan di bahas mengenai kesesuain hukum Ohm serta Hukum Kirchoff dengan hasil pengukuran dari beberapa rangkaian. Disini juga akan di bahas bagaimana perubahan analisis matematis dari perhitungan mencari nilai VCE jika rangkaiannya berubah-ubah, serta pengaruh dari perubahan rangkain tersebut terhadap kerja transistor. Dalam hal ini variabel bebasnya berupa rangkaian dan variabel terikatnya berupa nilai VCE . Di luar dari penjelasan di atas tidak akan di bahas dalam laporan eksperimen ini.

Baca Juga : Laporan Praktikum Elektronika Dasar 2 - Rangkaian Integrator

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian, dibutuhkan beda potensial. Satu cara untuk menghasilkan beda potensial ialah dengan baterai. George Simon Ohm (1787-1854) menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensia V yang diberikan ke ujung-ujungnya :

I ∞ V

Akan sangat membantu jika kita bandingkan arus listrik dengan aliran air di sungai atau pipa yang dipengaruhi oleh gravitasi. Jika pipa (atau sungai) hampir rata, kecepatan alir akan kecil. Tetapi jika satu ujung lebih tinggi dari yang lainnya, kecepatan aliran-atau arus-akan lebih besar. Makin besar perbedaan ketinggian, makin besar arus. Potensial listrik analog, pada suatau kasus gravitasi, dengan ketinggian tebing; dan hal itu berlaku pada kasus ini untuk ketinggian dimana fluida mengalir. Sama seperti penambahan ketinggian menyebabkan aliran air yang lebih besar, demikian pula beda potensial listrik yang lebih besar, atau tegangan, menyebabkan aliran arus listrik menjadi lebih besar. Tepatnya berapa besar aliran arus pada kawat tidak hanya bergantung pada tegangan , tetapi juga pada hambatan yang diberika kawat terhadap aliran elektron. Dinding-dinding pipa, atau tepian sungai dan batu-batu di tengahnya , memberikan hambatan terhadap aliran arus. Dengan cara yang sama, elektron-elektron diperlambat karena adanya interaksi dengan atau atom kawat. Makin tinggi hambatan ini, makin kecil arus untuk suatu tegangan V. Kita kemudian mendefinisikan hambatan sehingga arus berbanding terbalik dengan hambatan. Ketika kita gabungkan hal ini dan kesebandingan di atas, kita dapatkan (Giancoli,2001 : 67-68).

I = V/R

Ada dua hukum yang berlaku bagi rangkaian yang memiliki arus tetap (tunak) kedua hukum ini dinamakan Hukum Kirchoff. Hukum pertama Kirchoff juga bisa disebut hukum simpal, karena pada kenyataannya beda potensial di antara dua titik dalam suatu rangkaian pada keadaan tunak selalu konstan. Pada keadaan tunak, medan listrik pada setiap titik (diluar sumber ggl) dalam rangkaian terjadi karena menumpuknya muatan pada permukaan baterai, resistor, kawat maupun elemen lain pada rangkaian tersebut. Karena medan listrik merupakan medan konservatif, dengan demikian fungsi potensialnya akan berlaku disetiap titik pada ruangan. Saat kita bergerak melintasi suatu simpal rangkaian, beda potensial dapat berkurang atau bertambah jika kita melewati resistor atau baterai, namun jika simpal tersebut telah di lewati sepenuhnya dan kita sampai kembali di titik ‘awal’ lintasan, perubahan potensialnya akan sama dengan nol. Hukum kedua Kirchoff di kenal dengan hukum percabangan, karena hukum ini memenuhi kekekalan muatan. Hukum ini diperlukan untuk rangkaian ,multisimpal yang mengandung....percabangan ketika arus mulai terbagi pada keadaan tunak, tidak ada akumulasi muatan listrik pada semua titik dalam rangkaian, dengan demikian jumlah muatan yang masuk di dalam setiap titik akan meninggalkan titik tersebut dengan jumlah yang sama (Tipler, 2001 : 174-175).

I1 = I2 + I3

Transistor adalah suatu komponen aktif dibuat dari bahan semikonduktor. Ada dua macam transistor, yaitu transistor dwikutub (bipolar) dan transistor efek medan (Field Effect Transistor-FET). Transistor digunakan di dalam rangkaian untuk memperkuat isyarat, artinya isyarat lemah pada masukan diubah menjadi isyarat yang kuat pada keluaran. Pada masa kini transistor ada dalam setiap peralatan elektronika. Jika memahami dasar kerja transistor niscaya kita akan lebih mudah mempelajari cara kerja berpagai peralatan elektronika. Transistor dwikutub dibuat dengan menggunakan semikonduktor ekstrinsik jenis p dan jinis n, yang disusun seperti pada gambar :

Ketiga bagian transistor ini disebut emitor, basis, dan kolektor. Masing-masing bagian transistor ini dihubungkan keluar transistor dengan menggunakan konduktor sebgai kaki transistor. Pada transistor dwikutub sambungan p-n antara emitor dan basis diberi panjar maju sehingga arus mengalir dari emitor ke basis. Panjar (Inggris : bias) adalah tegangan dan arus dc yang harus lebih dahulu di pasang agar rangkaian transistor bekerja. Seperti lazimnya, arus listrik ditentukan mempunyai arah seperti gerak muatan positif (Sutrisno, 1986 :117).

Baca Juga : Laporan Praktikum Elektronika Dasar 2 - DASAR-DASAR PENGUAT OPRASIONAL

Downlaod File Bab 3 dan Bab 4

C. Pembahasan

Pada eksperimen I ini dilakukan pengukuran mencari besar tegangan kolektor-emitor transistor pada 3 (tiga) jenis rangkaian yang berbeda. Dimana pada rangkaian tersebut diberikan tegangan dc yang berasal dari power supply. Setelah diamati pada rangkaian (a) dimana terdapat 2 (dua) masukan, dihasilkan nilai VCE  sebesar (4 ± 0.005) v pada saat eksperimen, sedangkan pada analisis data dengan menggunakan Hukum Kirchoff dan Hukum Ohm, dimana pada perhitungan matematis ini, saya menggunakan hukun Kirchoff I yakni ΣV=0, dan hukum Kirchoff II yang menyatakan bahwa jumlah arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar sehingga di dapatkanlah rumusan mencari besar VCE  yakni besarnya VCC di kurangai hasil kali antara arus C dengan hambatan C di dapatkan nilai VCE  sebesar (3.55 ± 7.73x10-3) v. Dari nilai tersebut dapat kita lihat perbedaan nilai yang tidak terlalu jauh, hai ini menunjukkan bahwa perhitungan matematis dengan menggunakan Hukum Kirchoff dan Hukum Ohm dapat diterima. 

Pada rangkaian kedua (b), dimana rangkaian ini biasa disebut bias umpan balik emitor. Ada pun rangkaian bias umpan balik emitor ini merupakan rangkaian yang nilai arus kolektornya sangat cepat berubah tergantung suhu/temperatur, jadi bisa dikatakan bahwa rangkain ini sangat sensitif. Pada saat melakukan eksperimen didapatkan nilai VCE  sebesar (1 ± 0.005) v, sedangkan pada analisis data dengan menggunakan analisis Kirchoff dan Ohm didapatkan nilai VCE  sebesar (0.73 ± 0.015) v, dapat kita lihat nilai VCE  masih memiliki perbedaan yang tidak terlalu jauh sehingga masih dapat diterima. Dari rangkaian (a) dan rangkain (b) dapat kita lihat nilai VCE  yang jauh berbeda , faktor utamanya tentu saja karena perbedaan rangkain, dimana pada rangkaian (a) terdapat dua masukan dan tidak terdapat  hambatan RE sedangkan pada rangkain (b) hanya terdapat satu masukan dan terdapat hambatan RE yang nilainya lebih kecil dibandingkan nilai RE/ βdc sehingga mengakibatkan nilai VCE  kecil bahkan mendekati nol.

Selanjutnya pada rangkain terakhir (c) yakni rangkaian yang biasa disebut bias pembagi tegangan. Konfigurasi ini paling sering digunakan dalam rangkain transistor linier . Istilah ini berasal dari pembagi tegangan (R1 dan R2) yang terdapat dalam rangkaian basis. Apabila rangkaian dirancang dengan tepat maka tegangan pada R2 akan memberi prategangan maju pada diode emitor dan menghasilkan arus kolektor yang hampir tidak bergantung pada βdc. Berbeda dengan rangkaian (a) dan (b), rangkaian (c) sendiri memiliki karakteristik berbeda dimana arus kolektor sama sekali tidak bergantung pada βdc , sehingga nilai VCE  yang di dapatkan saat eksperimen yakni sebesar (6 ± 0.005) v, sedangkan pada analisis data didapatakan nilai VCE  sebesar (5.57 ± 0.037) v. Dapat kita lihat perbedaan nilai VCE  masih terbilai wajar. Selain itu jika kita amati lagi untuk perbandingan nilai VCE  saat eksperimen dan dengan perhitungan matematis menggunakan Hukum Kirchoff dan Hukum Ohm untuk seluruh rangkain di dapat nilai yang lebih teliti saat menggunakan analisis Kirchoff dan Ohm didanding saat eksperimen dengan menggunakan multimeter. Namun nilai yang terbilang tidak jauh ini dapat kita terima dan dapat kita katakan bahwa eksperimen ini terbilang berhasil.

BAB V

SIMPULAN

Setiap rangkain yang memiliki karakteristik berbeda memiliki besar VCE  yang berbeda pula, misalnya saja pada tiga rangkaian dalam eksperimen ini diman pada rangkaian (a) di dapat nilai VCE  sebesar (4 ± 0.005) v, sedangkan pada analisis data dengan menggunakan Hukum Kirchoff dan Hukum Ohm di dapatkan nilai VCE  sebesar (3.55 ± 7.73x10-3) v. Pada rangkaian (b) yang disebut rangkain bias umpan balik emitor didapatkan nilai VCE  sebesar (1 ± 0.005) v, sedangkan pada analisis data didapatkan nilai VCE  sebesar (0.73 ± 0.015) v, dan untuk rangkian (c) yang biasa disebut rangkain bias pembagi tegangan didapatkan nilai VCE  sebesar (6 ± 0.005) v, sedangkan pada analisis data didapatkan nilai VCE  sebesar (5.57 ± 0.037) v.

Dari seluruh rangkaian yang telah di analisis dengan menggunakan Hukum Kirchoff serta Hukum Ohm, di dapatkan nilai yang bisa dikatakan sesuai meski masih terdapat sedikit perbedaan namun dapat dikatakan bahwa dengan menggunakan analisis Kirchoff serta Ohm kita mendapat nilai VCE  yang cukup teliti dan akurat.

Baca Juga : Laporan Praktikum Elektronika Dasar 2 - Op-Amp Sebagai Voltage Follower

DAFTAR PUSTAKA

Giancoli, Douglas C.2001. Fisika Jilid 2. Jakarta : Erlangga.

Tipler, Paul A.2001.Fisika Untuk Sains Dan Teknik. Jakarta : Erlangga.

Sutrisno.1986. Elektronika Teori dan Penerapannya. Bandung : ITB.

Share this post