4 0 592 KB
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR KE-4 KARAKTERISTIK BJT COMMON EMITTER AHMAD NAFI’ BUDIANTO 1 D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI B 2221500032 ARI WIJAYANTI, S.T., MT. 09 OKTOBER 2021
PRAKTIKUM 4 KARAKTERISTIK BJT COMMON EMITTER
I.
TUJUAN 1. Memahami konsep bias pada transistor 2. Memahami konfigurasi rangkaian transistor common emitter 3. Menggambarkan karakteristik input dan output dari rangkaian transistor common emitter
II.
TEORI Bipolar Transistor Junction (BJT) merupakan piranti bipolar yang terbuat dari bahan semikonduktor dengan tiga terminal yaitu Base (B) , Collector (C) dan Emitter (E) yang tersusun dari semikonduktor tipe P dan Tipe N. Ada dua tipe pada BJT ini yaitu NPN dan PNP dengan struktor dan simbol yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Bipolar transistor Junction (a) Tipe NPN (b) Tipe PNP
Rangkaian transistor dengan konfigurasi Common Emitter dengan BJT tipe NPN ditunjukkan pada Gambar 2. Dalam konfigurasi ini, terminal Emitter
menjadi ground. Pada konfigurasi ini memiliki dua macam karakteristik,yaitu karakteristik input dan karakteristik output.
Gambar 2. Konfigurasi Common Emitter BJT tipe NPN
Karakteristik input merupakan karakteristik dari tegangan base dan emitter (VBE) sebagai fungsi arus base (IB) dengan VCE dalam keadaan konstan. Karakteristik ini merupakan karakteristik dari junction emitter-base dengan forward bias atau sama dengan karakteristik dioda pada forward bias. Pada BJT seluruh pembawa muatan akan melewati junction Base-Emitter menuju Collector, maka arus pada basis menjadi jauh lebih kecil dari diode PN dengan adanya faktor hfe. Penambahan nilai VCE mengakibatkan arus IB akan berkurang. Arus IB akan mengalir jika tegangan VBE > 0,7 V seperti ditunjukkan oleh karakteristik pada Gambar 3. Karakteristik output merupakan karakteristik dengan tegangan emitter (VCE) sebagai fungsi arus kolektor (IC) terhadap arus base (IB) yang tetap seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Pada saat IB = 0, arus IC yang mengalir adalah arus bocor ICEO (pada umumnya diabaikan), sedangkan pada saat IB ≠ 0 untuk VCE kecil ( ℎ𝑓𝑒 Pada saat VCE diperbesar, IC pun naik hingga melewati level tegangan VCE saturasi (0,2 -1 V) IC
hingga transistor bekerja dalam daerah aktif dengan IB = ℎ𝑓𝑒 ada saat ini kondisi arus IC relatif konstan terhadap variasi tegangan VCE.
Gambar 3. Karakteristik input
Gambar 4. Karakteristik output common emitter
III.
RANGKAIAN PERCOBAAN Berikut adalah lrangkaian percobaan melalui software Multisim :
Gambar 5. Rangkaian percobaan
IV.
PROSEDUR PERCOBAAN Prosedur percobaan yang dilakukan antara lain yaitu : A. KARAKTERISTIK INPUT 1. Cek seluruh peralatan yang akan digunakan dalam kondisi baik. 2. Cari dengan multitester kaki Basis, Collector dan Emittor pada BJT. 3. 3. Buat rangkaian seperti Gambar 5 pada papan rangkai. Ingat polaritas jangan sampai terbalik 4. 4. Cek kembali rangkaian sebelum power supply dinyalakan. Gunakan range terbesar pada ammeter dan voltmeter DC 5. 5.
Atur tegangan VCE =0 V kemudian perlahan naikkan tegangan V1 sehingga arus pada IB=5 μA. Catat tegangan VBE pada Tabel 1.
6. Naikkan tegangan IB mengikuti Tabel 1 kemudian catat nilai VBE. 7. Ulangi prosedur nomor 5 dan 6 dengan memberikan tegangan VCE=4 V dan 8V kemudian catat pada Tabel 1
B. KARAKTERISTIK OUTPUT 1. Untuk rangkaian yang sama pada Gambar 5, atur arus IB=0 μA dan tegangan VCE=0V. Catat arus IC pada Tabel 2. 2. Perlahan naikkan tegangan VCE mengikuti Tabel 2, catat arus IC pada Ammeter pada tabel 2. 3. Ulangi langkah pada prosedur 2 dengan memberikan arus IB=50 μA dan IB =100 μA. Kemudian catat pada Tabel 2
V.
TABEL Berikut adalah tabel yang didapatkan berdasarkan percobaan diatas :
Tabel 1. Karakteristik input IB
VBE (V)
(µA)
VCE = 0V
VCE = 4V
VCE = 8V
5
0.54
0.684
0.684
10
0.56
0.705
0.705
15
0.572
0.716
0.717
20
0.581
0.724
0.725
25
0.587
0.73
0.731
30
0.592
0.735
0.736
35
0.597
0.735
0.741
40
0.601
0.736
0.744
45
0.605
0.736
0.748
50
0.608
0.736
0.751
55
0.611
0.736
0.753
60
0.614
0.736
0.756
65
0.616
0.736
0.758
Tabel 2. Karakteristik output VCE
VI.
Ic (mA)
(V)
IB = 0µA
IB = 50µA
IB = 100µA
0
0
-0.021
-0.025
1
0
1.918
1.954
2
0
3.983
4.207
3
0
6.604
6.114
4
0
8.144
8.207
5
0
10
10
6
0
12
12
7
0
12
14
8
0
13
17
9
0
13
19
10
0.00178
13
20
GRAFIK Berikut adalah grafik berdasarkan tabel diatas
VII.
ANALISA Dari percobaan diatas dapat dianalisa sebagai berikut : •
Percobaan yang dilakukan adalah menggunakan transistor dengan tipe 2N5232 yang dirangkai seperti pada gambar rangkaian percobaan.
•
Pada percobaan karakteristik input, mengukur tegangan pada VBE dengan memberikan tegangan melalui V2 dan terukur sebagai VCE antara lain yaitu 0V, 4V, dan 8V dengan arus yang terukur pada IB ditetapkan pada tabel, sehingga perlu mengatur V1 sampai arus yang terukur pada ammeter IB sesuai dengan yang telah ditetapkan pada tabel, yaitu kelipatan 5 antara 5µA hingga 65µA. selama percobaan berlangsung, diantara ketiga VCE yang telah ditetapkan, kenaikan pada VBE tidak terlalu signifikan, semakin tinggi IB yang terukur, maka kenaikan pada VBE semakin kecil, hingga menghasilkan grafik yang lebih vertical. VBE yang terukur pada voltmeter jika diberikan VCE = 0V dan IB = 5-65µA adalah sebesar 0.540.616V. Apabila VBE yang terukur pada voltmeter jika diberikan VCE = 4V dan IB = 5-65µA adalah sebesar 0.684-0.736V. Dan jika VBE yang terukur pada voltmeter jika diberikan VCE = 8V dan IB = 5-65µA adalah sebesar 0.684-0.758V.
•
Pada percobaan karakteristik output, mengukur arus yang terukur pada IC dengan memberikan tegangan VCE antara 0 hingga 10V dan mengaturnya melalui V2 dan dengan menetapkan nilai arus pada IB antara lain yaitu 0 µA, 50 µA, dan 100 µA. Seperti pada percobaan kedua, perlu mengatur V1 hingga nilai IB yang terukur sesuai dengan yang ditetapkan. Dari percobaan tersebut, apabila IB yang terukur sebesar 0 µA, maka IC yang terukur sebesar 0 µA kecuali pada VCE = 10V yang mmenghasilkan sedikit arus, kemungkinan itu adalah arus bocor. Jika diberi tegangan VCE sebesar 0-10V dan arus yang terukur pada ammeter IB sebesar 50 µA, IC yang terukur pada ammeter adalah sebesar -0.021mA hingga 13mA. Dan Jika diberi tegangan VCE sebesar 0-10V serta arus yang terukur pada ammeter IB sebesar 100 µA, IC yang terukur pada ammeter adalah sebesar -0.025mA hingga 20mA.
VIII.
KESIMPULAN Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan melalui software Multisim dan dari Analisa yang telah dibuat, dapat diambil kesimpulan bahwa transistor akan bekerja apabila base, collector, emitter mendapatkan arus listrik dari sumber tegangan, apabila salah satu dari ketiga komponen tersebut tidak mendapatkan arus listrik atau tidak dihubungkan dengan rangkaian, maka dipastikan bahwa transistor tersebut tidak akan bekerja atau dalam kata lain I=0, selain itu dalam menghubungkan suatu perangkat elektronika, mahasiswa harus mengetahui dimana polaritas yang tepat. Jika hal tersebut tidak dilakukan, maka akan menyebabkan kerusakan pada piranti elektronika tersebut.
IX.
LAMPIRAN 1. Plot atau gambar grafik karakteristik : a. VBE – IB b. VCE – IC dari data hasil percobaan pada kertas millimeter
2. Hitung harga β dengan persamaan : =
𝐼𝐶
| | VCE = konstan 𝐼𝐵
VCE
IB (µA)
Ic (µA)
0
0
0
0
1
0
0
0
2
0
0
0
3
0
0
0
4
0
0
0
5
0
0
0
6
0
0
0
7
0
0
0
8
0
0
0
9
0
0
0
10
0
1.78
0
VCE
IB (µA)
Ic (µA)
0
50
-21
0
1
50
1981
38.36
2
50
3983
159.32
3
50
6604
396.24
4
50
8144
651.52
5
50
10000
1000
6
50
12000
1440
7
50
12000
1680
8
50
13000
2080
9
50
13000
2340
10
50
13000
2600
VCE
IB (µA)
Ic (µA)
0
100
-25
0
1
100
1954
19.54
2
100
4207
84.14
3
100
6114
183.42
4
100
8207
328.28
5
100
10000
500
6
100
12000
720
7
100
14000
980
8
100
17000
1360
9
100
19000
1710
10
100
20000
2000