modul 3 bjt
Post on 08-Nov-2015
47 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
MODUL 3
BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR
LAPORAN PRAKTIKUM
Laporan ini dibuat sebagai syarat lulus mata kuliah MS3204 Mekatronika 1
Disusun oleh :
Saniy Shabrina 13111060
Darel Muhammad Kamil 13112128
Asisten :
Fariz Khairul Arifin (13111019)
FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2015
-
ABSTRAK
Transistor merupakan salah satu komponen elektronik yang terbuat dari bahan
semikonduktor. Salah satu jenis transistor yang dipelajari adalah jenis Bipolar Junction
Transistor. Bahan semikonduktor yang umum kita jumpai sebagai komponen penyusun
BJT(Bipolar Junction Transistor) adalah N dan P dengan susunan NPN atau PNP. Setiap
BJT, memiliki karakteristik tertentu agar bisa dimanfaatkan dengan baik.
Pada laporan ini akan dibahas mengenai karakteristik kolektor dari BJT serta
menganalisis perbandingan arus kolektor dan arus base pada BJT yang digunakan pada saat
praktikum.
Kata kunci : Bipolar Juntction Transistor, cut-off region, saturation region, active region
-
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bipolar Junction Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang
pengaplikasiannya sangat sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu
manfaat dari penggunaan BJT adalah sebagai pengatur arus besar dengan menggunakan
arus yang kecil agar orang yang mengatur arus bisa terhindar terpapar arus yang besar dan
berbahaya bagi keselamatan.
Sudah selayaknya mahasiswa Teknik Mesin yang nantinya akan menjadi
insinyur, sangatlah perlu untuk memahami secara mendalam tentang karakteristik dan
kegunaan dari BJT baik dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam dunia industri
nantinya. Pembelajaran dari ruang kelas saja masih dirasa kurang untuk memahami
tentang BJT. Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum mengengai BJT. Harapannya,
insinyur lulusan Teknik Mesin ITB nanti dapat menemukan masalah, menganlisis
masalah sekaligus mensolusikan permasalahan yang memiliki katian erat dengan BJT.
1.2 Tujuan
a. Membuat dan menganalisis kurva karakteristik kolektor dari Bipolar Junction
Transistor (BJT).
b. Menghitung besarnya dc berdasarkan hasil percobaan
-
BAB 2. DASAR TEORI
BJT terdiri dari 3 bagian semikonduktor yang terpisah oleh dua pn junctions. Tiga
daerah tersebut adalah emitter, base dan collector. Istilah Bipolar mengacu pada penggunaan
kedua holes dan elektron sebagai pembawa arus pada struktur transistor.
Gambar 2.1 Konstruksi BJT
Gambar 2.2 Jenis BJT (npn dan pnp)
-
.
Gambar 2.3 Keadaan kerja BJT
BJT bekerja pada keadaan forward-reverse bias
BJT berpoperasi menggunakan prinsip yang tidak berjauh berbeda dengan dioda yaitu
dengan memanfaatkan daerah deplesi. Gambar di bawah ini menggambarkan bagaimana
proses aliran elektron pada BJT.
Gambar 2.4 Gambaran aliran elektron pada BJT
-
Semikonduktor jenis n, memiliki densitas konduksi elektron bebas yang sangat tinggi.
Elektron bebas ini sangat mudah berdifusi melalui BE junction ke bagian p daerah base. Base
memiliki densitias holes yang kecil sebagai pembawa utama (lingkaran putih pada gambar).
Karena elektron mengalir ke arah n kolektor, maka arus akan cenderung untuk mengalir ke n
emitter.
Gambar 2.5 Simbol BJT
Analisis rangkaian BJT :
Gambar 2.6 Simbol rangkaian BJT
IB : arus base dc
IE : arus emitter dc
IC : arus kolektor dc
VBE : tegangan dc antara base dengan emiter
VCB : tegangan dc antara kolektor dengan base
VCE : tegangan dc antara kolektor dengan emiter
VBB : tegangan supply pada base
VCC : tegangan supply pada kolektor
-
Daerah kerja BJT :
Gambar 2.7 Kurva karakterisik kolektor BJT
Gambar 2.8 Daerah kerja BJT
-
a. Daerah saturasi :
Ketika base junction dalam keadaan bias maju dan arus pada base ditingkatkan,
arus yang ada pada kolektor juga akan meningkat dan VCE akan berkurang sebagai
dari semakin meningkatnya arus kolektor (VCE = VCC ICRC). Nilainya akan terus
berkurang sampai pada keadaan tertentu di mana nilainya akan menjadi VCE(sat)
yang besarnya 0,2 V.
Gambar 2.9 Keadaan saturasi
b. Daerah cutoff
Ketika arus yang mengalir ke base besarnya 0, maka keadaan ini disebut sebagai
cut off. Pada keadaan ini, terdapat arus yang sangat kecil ICEO akibat pembawa
panas. Besar arus tersebut dapat diabaikan, sehingga pada keadaan ini, VCE = VCC.
Gambar 2.10 Keadaan cut-off
c. Daerah aktif :
Merupakan daerah di mana BJT bekerja yang mana besar IB dan VCE melebihi
keadaan kritisnya seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya.
-
Gambar 2.11 Daerah aktif suatu BJT pada IB tertentu
-
BAB 3. METODOLOGI
a. Alat dan Bahan
1. 2 DC Power Supply
2. Digital Multimeter
3. Breadboard
4. Transistor 2N3904
5. Resistor 2 k dan 30 k
b. Prosedur pengukuran
1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar di bawah ini dengan Rb = 30 k dan
Rc = 300
2. Ukurlah nilai IB , Ic , dan VCE . Untuk pengukuran arus Ic bisa melalui
perhitungan tanpa dikur terlebih dahulu
3. Ambil data IB , dari rentang 20 A 80 A dengan rentang sebesar 20 A.
4. Pada data arus tersebut, atur VCE pada power supply dari rentang 2 V 16 V
dengan kenaikan sebesar 2 V.
5. Catat Vcc yang terukur pada mikrometer setiap rentang IB dengan merubah
VCE dari 2 V sampai 16 V.
-
BAB 4. DATA DAN ANALISIS
Data yang didapatkan berupa data VCC :
VCE IB = 20 A IB = 40 A IB = 60 A IB = 80 A
2 V 4.4 6.5 8.3 11.5
4 V 6.4 8.5 10.5 13.7
6 V 8.3 11 12.9 16.7
8 V 10.5 13.2 15.2 19.3
10 V 12.3 15.3 17.6 21.6
12 V 14.7 17.7 20.1 25.1
14 V 17.0 20.5 23.1 28.5
16 V 19.2 23 25.3 31.5
Untuk mencari data Icc (dengan Rc = 298 )
Icc =
VCE (V)
IB = 20 A IB = 40 A IB = 60 A IB = 80 A
2 0.00805369 0.01510067 0.02114094 0.03187919
4 0.00805369 0.01510067 0.02181208 0.03255034
6 0.00771812 0.01677852 0.02315436 0.03590604
8 0.00838926 0.01744966 0.02416107 0.03791946
10 0.00771812 0.01778523 0.02550336 0.03892617
12 0.0090604 0.01912752 0.02718121 0.04395973
14 0.01006711 0.02181208 0.03053691 0.04865772
16 0.01073826 0.02348993 0.03120805 0.05201342
Untuk mendapatkan nilai maka : = IC/IB sehingga :
VCE (V) 20 40 60 80
2 402.6845638 377.5168 352.349 398.4899
4 402.6845638 377.5168 363.5347 406.8792
6 385.9060403 419.4631 385.906 448.8255
8 419.4630872 436.2416 402.6846 473.9933
10 385.9060403 444.6309 425.0559 486.5772
12 453.0201342 478.1879 453.0201 549.4966
14 503.3557047 545.302 508.9485 608.2215
16 536.9127517 587.2483 520.1342 650.1678
-
Karakteristik hubungan antara dan IC
Dari datasheet 2N3409, menunjukkan bahwa besarnya DC Gain ( ) adalah sebagai berikut :
Besar DC gain yang ditunjukkan adalah maksimumnya 300, sedangkan jika dirata-ratakan
hasil DC Gain ( ) yang didapatkan pada saat praktikum adalah : 455.948. Nilai ini jauh
berbeda dengan datasheet yang ada, hal ini bisa dikarenakan oleh :
0
100
200
300
400
500
600
700
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Ic
vs Ic
I base 20 A
I base 40 A
I base 60 A
I base 80 A
-
1. Besarnya arus dari base yang dikeluarkan
2. Material yang digunakan oleh transistor
3. Ketelitian dari alat ukur yang digunakan, seperti multimeter digital juga bisa
mempengaruhi hasil yang didapatkan berbeda dari data katalog.
Besar gain seharusnya tidak stabil di masukan dan keluaran yang berubah-ubah, karena pada
arus masukan atau operasi maju jauh lebih besar dibandingkan operasi mundur, bisa sampai
2x dari operasi mundur sehingga nilai gainnya akan berubah-ubah, dan nilai gain ini juga
dipengaruhi oleh nilai arus pada base dan arus yang dihasilkan oleh collector.
Kurva Karakteristik BJT 2N3409
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0 5 10 15 20
Ic (
A)
Vce (V)
Kurva Karakteristik BJT 2N3409
I base = 20 A
I base = 40 A
I base = 60 A
I base = 80 A
-
BAB 5. KESIMPULAN
1. Berdasarkan hasil praktikum Modul 3 (BJT) ini maka dihasilkan kurva karakteristik kolektor
pada BJT sebagai berikut :
2. Besarnya nilai dc dengan arus base yang berbeda-beda dan tegangan VCE yang
berbeda-beda didapatkan hasil dc sebagai berikut :
3.
VCE (V) 20 40 60 80
2 402.6845638 377.5168 352.349 398.4899
4 402.6845638 377.5168 363.5347 406.8792
6 385.9060403 419.4631 385.906 448.8255
8 419.4630872 436.2416 402.6846 473.9933
10 385.9060403 444.6309 425.0559 486.5772
12 453.0201342 478.1879 453.0201 549.4966
14 503.3557047 545.302 508.9485 608.2215
16 536.9127517 587.2483 520.1342 650.1678
Pada IB = 20 A didapatkan rata-rata nilai dc sebesar 436.25, IB = 40 A didapatkan rata-
rata nilai dc sebesar 458.3, IB = 60 A didapatkan rata-rata nilai dc sebesar 426.5 dan IB =
80 A didapatkan rata-rata nilai dc sebesar 502.8, data tersebut berdasarkan dari VCE
yang berbeda-beda atau bervariasi, sehingga jika dirata-ratakan semua nilai tersebut
hasil dari dc sebesar 455.948.
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0 5 10 15 20
Ic (
A)
Vce (V)
Kurva Karakteristik BJT 2N3409
I base = 20 A
I base = 40 A
I base = 60 A
I base = 80 A
-
DAFTAR PUSTAKA
Floyd, Thomas L. Electronic devices : electron flow version / Thomas L. Floyd. 9th
ed. Pearson, 2012
Alciatore, David G.Introduction to mechatronics and measurement systems / David G.
Alciatore.4th ed, 2012
top related