TEKNIK MESIN: TRANSISTOR

PENULIS : RELIGI : TEKNIK MESIN : FACEBOOK : MULTISERVIS : DEWI JMI FASHION : KAFILLAH : MEDICAL : ELECTRONIC REPAIR

Sebenarnya pada awal ditemukannya komponen transistor, fungsi yang diaplikasikan adalah sebagai penguat amplifier suatu sinyal. Namun karena sifat dan karakteristiknya, ternyata transistor juga bisa diaplikasikan sebagai sebuah saklar dalam sebuah rangkaian listrik.

Untuk itu, sebelum kita membahas hal tersebut, saya akan mengajak teman-teman untuk merefresh dulu tentang susunan dan cara kerja transistor. Perhatikan gambar dibawah ini. Kali ini saya memberikan contoh jenis transistor NPN.

Simbol dan gambar transistor NPN

Pada transistor NPN, arus yang berada pada kaki “Collector” hanya akan mengalir ke kaki “Emitor” apabila ada sedikit saja arus atau tegangan yang menyuplai ke kaki “Basis”.

Secara sederhana, transistor bisa dianalogikan sebagai sebuah kran air. Lihat gambar berikut .

Saat ruangan B diberi tekanan air, maka akan mendorong katup kran sehingga air dari ruangan C akan mengalir ke ruangan E. Dari ilustrasi tersebut menggambarkan bahwa besarnya nilai arus/tegangan yang diberikan ke kaki “basis” juga dapat mengontrol nilai arus yang keluar ke “Emitor”.

Kembali pada pembahasan transistor sebagai saklar. Seperti yang kita ketahui bahwa saklar adalah suatu komponen yang memiliki dua keadaan yaitu on dan off. Pada kondisi off arus tidak bisa mengalir karena terputus aliran arusnya. Sedangkan pada kondisi on bisa mengalirkan arus listrik. Dari perumpamaan transistor sebagai saklar pada gambar keran air diatas, diketahui bahwa komponen transistor memiliki sifat / karakteristik saklar. Ketika kaki “Basis” transistor tidak diberikan arus, tidak ada arus emitor, berarti transistor dalam kondisi terbuka (saklar off).

Kalau arus basis yang diberikan cukup, maka arus “Colector” akan mengalir ke kaki “Emitor” . Namun bagaimana bila arus “Basis” yang diberikan lebih besar ? Inilah yang disebut dengan kondisi saturasi. Jika arus pada basis transistor diberikan lebih besar dari yang diperlukan oleh transistor untuk mencapai saturasi, maka transistor berada dalam keadaan over saturation, tegangan kolektor-emitor kecil (sekitar 0,2-0,3 Volt) dan itu berarti transistor berada dalam keadaan saklar tertutup.

Lalu apa kelebihan penggunaan transistor sebagai saklar ini bila dibandingkan saklar mekanis ? berikut adalah kelebihannya :

Tidak menimbulkan suara dan percikan api saat terjadi on-off

Bentuk fisik yang jauh lebih kecil

Lebih ekonomis.

Jadi apabila teman-teman merangkai sebuah rangkaian lisrik namun tidak memiliki relay untuk saklar jarak jauh, maka transistor bisa dijadikan sebuah alternatif pilihan untuk subtitusi relay. Namun tetap perlu diperhatikan berapa maksimal arus yang mampu dilewatkan dari “Collector” ke “Emitor”. Hal tersebut terkait dengan berapa nilai perbesaran dari transistor (sering dinamakan hFE / penguatan / gain).

Contoh: Bila karakteristik transistor tersebut memiliki hFE 50, maka penguatan arus yang terjadi adalah sebesar 50 kali. Terkait dengan pengkodean untuk mengkategorikan jenis jenis transistor akan kita bahas di artikel berkutnya.

Di bawah ini adalah wiring diagram untuk mensimulasikan transistor switching(saklar).

Berikut adalah rangkaian fisiknya untuk lebih memperjelas pemahaman teman-teman.

Jika teman-teman berminat mencoba, berikut adalah komponen-komponen yang dibutuhkan:

Sumber tegangan DC 6 V (4 buah baterai jam dinding)

Transistor C945 atau BC548

Resistor 1 KΩ ( bisa diganti menggunakan Potentiometer 1 KΩ untuk menguji arus yang masuk ke “emitor”)

Lampu 6 V / 60 mA

Saklar mekanis

Selamat mencoba, Semoga bermanfaat

➡➡➡➡ Teori Dasar Elektronika

1. Proton dan Neutron: Apa Itu?

Dalam atom, ada tiga partikel utama:
1️⃣ Proton → Bermuatan positif (+)
2️⃣ Neutron → Tidak bermuatan (netral)
3️⃣ Elektron → Bermuatan negatif (-)

👉 Proton dan neutron ada di dalam inti atom (nukleus), sedangkan elektron mengelilinginya.

2. Proton (p⁺) – Si Pembawa Identitas Atom

🔹 Proton adalah partikel bermuatan positif yang ada di inti atom.
🔹 Jumlah proton menentukan jenis unsur (nomor atom).
🔹 Contoh:

Hidrogen (H) → 1 proton
Karbon (C) → 6 proton
Uranium (U) → 92 proton
🔹 Jika jumlah proton berubah, maka unsur berubah!

3. Neutron (n⁰) – Si Penyeimbang Inti

🔹 Neutron tidak memiliki muatan (netral).
🔹 Fungsi utama neutron adalah menjaga kestabilan inti atom agar tidak pecah.
🔹 Jumlah neutron bisa berbeda dalam satu unsur, menghasilkan isotop.
🔹 Contoh:

Karbon-12 (C-12) → 6 proton, 6 neutron
Karbon-14 (C-14) → 6 proton, 8 neutron (isotop radioaktif)

4. Perbandingan Proton vs. Neutron

Karakteristik	Proton	Neutron
Muatan	Positif (+)	Netral (0)
Lokasi	Dalam inti atom	Dalam inti atom
Menentukan?	Jenis unsur	Isotop suatu unsur
Dapat berubah?	Mengubah unsur jika jumlahnya berubah	Mengubah isotop jika jumlahnya berubah

5. Contoh dalam Uranium

Isotop	Proton	Neutron	Nomor Massa
Uranium-238 (U-238)	92	146	238
Uranium-235 (U-235)	92	143	235

💡 Perhatikan:

Semua uranium punya 92 proton (karena semua uranium adalah unsur yang sama).
Jumlah neutron yang berbeda membuat isotop yang berbeda.

Kesimpulan

🔹 Proton menentukan jenis unsur.
🔹 Neutron menentukan isotop dan kestabilan inti atom.
🔹 Elektron berperan dalam reaksi kimia, tetapi tidak memengaruhi jenis unsur.

Kalau abang ada pertanyaan lagi, Nona siap bantu! 😊

katatan pada tentang transistor NPN

Berikut adalah catatan singkat tentang Transistor NPN:

1. Apa Itu Transistor NPN?

🔹 Transistor NPN adalah jenis transistor bipolar (BJT) yang memiliki dua lapisan semikonduktor tipe "N" dan satu lapisan tipe "P" di tengahnya.
🔹 Arus mengalir dari kolektor (C) ke emitor (E) ketika ada tegangan positif pada basis (B).

2. Struktur dan Simbol Transistor NPN

🟢 Lapisan Semikonduktor

Emitor (E) → Tipe N (melepas elektron)
Basis (B) → Tipe P (tipis, mengontrol arus)
Kolektor (C) → Tipe N (menangkap elektron)

📌 Simbol NPN
👉 Panah pada emitor menunjuk keluar, menandakan arah aliran elektron.

3. Cara Kerja Transistor NPN

✅ Mode Aktif (Sebagai Penguat Sinyal)

Basis diberi tegangan positif lebih tinggi dari emitor (V_BE ≈ 0,7V untuk silikon).
Arus kecil di basis mengontrol arus besar dari kolektor ke emitor.
Digunakan dalam rangkaian amplifier, sensor, dan switching.

✅ Mode Cut-Off (Mati)

Jika tidak ada arus basis, transistor tidak menghantarkan arus (OFF).

✅ Mode Saturasi (Switching ON)

Jika tegangan basis sangat tinggi, transistor menjadi saklar tertutup (ON), arus kolektor-emitor maksimal.
Digunakan dalam aplikasi saklar elektronik.

4. Rumus Dasar Transistor NPN

💡 Hukum Arus Transistor:
$I_C = \beta \cdot I_B$
Di mana:

I_C = Arus kolektor
I_B = Arus basis
β (hFE) = Gain penguatan arus (biasanya antara 20-1000)

💡 Tegangan Basis-Emitor:
$V_{BE} \approx 0,7V$ untuk transistor berbahan silikon.

5. Contoh Penggunaan Transistor NPN

🔹 Amplifier audio → Menguatkan sinyal kecil menjadi lebih besar.
🔹 Saklar elektronik → Mengontrol lampu LED atau relay.
🔹 Sensor sentuhan → Menggunakan arus kecil dari sentuhan untuk mengaktifkan sirkuit.
🔹 PWM (Pulse Width Modulation) → Digunakan dalam rangkaian motor DC.

6. Contoh Transistor NPN yang Umum

📌 Jenis umum transistor NPN:

2N3904 → Transistor switching dan amplifier kecil.
BC547 → Transistor NPN untuk general purpose.
TIP41C → Transistor daya tinggi untuk beban besar.

Kesimpulan

✔ Transistor NPN bekerja jika basis lebih positif dari emitor.
✔ Bisa digunakan sebagai saklar atau penguat sinyal.
✔ Banyak digunakan dalam rangkaian elektronik modern.

Kalau abang ingin contoh rangkaian atau lebih detail tentang perhitungan transistor, Nona siap bantu! 😊

Gambar yang abang unggah menunjukkan simbol transistor NPN.

🔹 B (Base) → Terminal kontrol, jika diberi tegangan positif, transistor akan aktif.
🔹 C (Collector) → Terminal input arus, arus mengalir dari kolektor ke emitor saat transistor aktif.
🔹 E (Emitter) → Terminal output arus, arus mengalir keluar ke rangkaian.

💡 Ciri khas transistor NPN:

Panah pada emitor menunjuk keluar, menunjukkan arah aliran elektron.
Basis harus lebih positif dari emitor (V_BE ≈ 0,7V) agar transistor aktif.

Kalau abang ingin penjelasan lebih lanjut, misalnya bagaimana cara menghitung arus atau tegangan dalam rangkaian transistor, Nona siap bantu! 😊

apakah gambar itu panah nya salah

Tidak, panah pada gambar benar untuk transistor NPN.

🔹 Ciri khas transistor NPN:

Panah selalu menunjuk keluar dari emitor (E) → menunjukkan arah aliran elektron dari emitor ke kolektor.
"NPN" = "Not Pointing iN" (bisa diingat sebagai trik mudah bahwa panah tidak menunjuk ke dalam).

Jika panahnya menunjuk ke dalam, itu adalah transistor PNP, bukan NPN.

Jadi, gambar yang abang unggah sudah benar sebagai simbol transistor NPN. 👍

terangkan pada ku tentang Dioda dan pungsinya dalam rangkain elektronika

Dioda dan Fungsinya dalam Rangkaian Elektronika

Dioda adalah komponen elektronik semikonduktor yang berfungsi untuk mengalirkan arus listrik hanya dalam satu arah.

1. Struktur Dioda

🔹 Terdiri dari dua lapisan semikonduktor:

Anoda (+) → Material P (positif, kaya hole).
Katoda (-) → Material N (negatif, kaya elektron).

🔹 Simbol Dioda:

Garis segitiga menunjuk ke depan menunjukkan arah arus konvensional (+ ke -).
Garis tegak lurus di katoda sebagai batas arus.

2. Cara Kerja Dioda

✅ Bias Maju (Forward Bias) → Dioda Menghantar

Anoda diberi tegangan lebih positif dari katoda.
Arus listrik dapat mengalir dari anoda ke katoda.
Tegangan maju minimal 0,7V untuk dioda silikon dan 0,3V untuk dioda germanium.

❌ Bias Mundur (Reverse Bias) → Dioda Tidak Menghantar

Anoda lebih negatif dari katoda.
Dioda menghambat arus, kecuali jika tegangan terlalu tinggi (breakdown).

3. Fungsi Dioda dalam Elektronika

💡 Penyearah (Rectifier)

Mengubah arus AC menjadi DC dalam adaptor atau power supply.
Contoh: Dioda 1N4007 dalam penyearah jembatan (bridge rectifier).

💡 Proteksi Tegangan Terbalik

Melindungi rangkaian dari tegangan terbalik yang bisa merusak komponen.
Contoh: Dioda Schottky dalam catu daya.

💡 Detektor Gelombang Radio

Mengubah sinyal RF menjadi sinyal audio dalam radio detektor AM.

💡 Pemancar Cahaya (LED – Light Emitting Diode)

Dioda yang memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik.

💡 Zener Regulator Tegangan

Dioda Zener digunakan untuk menstabilkan tegangan pada level tertentu.

💡 Switching Cepat dalam Rangkaian Digital

Dioda Schottky digunakan dalam prosesor komputer karena responnya cepat.

4. Jenis-Jenis Dioda

Jenis Dioda	Fungsi Utama	Contoh Penggunaan
Dioda Penyearah	Mengubah AC ke DC	Adaptor, Power Supply
LED (Light Emitting Diode)	Menghasilkan cahaya	Lampu indikator, Display
Dioda Zener	Menstabilkan tegangan	Voltage Regulator
Dioda Schottky	Switching cepat, tegangan jatuh rendah	Prosesor, RF Circuit
Dioda Varactor	Kapasitansi variabel	Tuner Radio & TV
Dioda Fotodioda	Deteksi cahaya	Sensor kamera, Remote TV

Kesimpulan

✔ Dioda hanya mengalirkan arus dalam satu arah (anoda ke katoda).
✔ Digunakan sebagai penyearah, proteksi, deteksi sinyal, dan pemancar cahaya.
✔ Terdapat berbagai jenis dioda dengan fungsi khusus dalam elektronika.

Kalau abang ingin tahu lebih dalam atau ingin contoh rangkaian dioda, Nona siap bantu! 😊

2/2

baagai mana dioda berkerja untuk hal ini: Detektor Gelombang Radio Mengubah sinyal RF menjadi sinyal audio dalam radio detektor AM.

Cara Kerja Dioda sebagai Detektor Gelombang Radio AM

Dioda dalam rangkaian radio AM digunakan sebagai detektor sinyal, yaitu untuk memisahkan sinyal audio dari sinyal RF (Radio Frequency) yang diterima oleh antena.

1. Prinsip Dasar Deteksi Sinyal AM

Sinyal AM (Amplitude Modulation) adalah gelombang pembawa RF yang mengandung informasi suara dalam bentuk perubahan amplitudo.
🔹 Frekuensi Radio (RF) → Gelombang tinggi (kHz - MHz).
🔹 Frekuensi Audio (AF) → Gelombang suara (20 Hz - 20 kHz).
🔹 Dioda berfungsi sebagai penyearah untuk memisahkan komponen frekuensi rendah (audio) dari frekuensi tinggi (RF).

2. Proses Kerja Dioda sebagai Detektor AM

1️⃣ Antena menangkap sinyal AM

Antena menerima sinyal RF dari pemancar radio.
Sinyal ini merupakan gelombang pembawa yang termodulasi dengan sinyal audio.

2️⃣ Dioda sebagai Penyearah (Demodulasi)

Sinyal AM berosilasi bolak-balik (AC).
Dioda menyearahkan sinyal ini hanya melewatkan setengah gelombang positif, sehingga gelombang RF yang diubah tetap memiliki pola amplitudo sesuai sinyal audio.

3️⃣ Kapasitor untuk Penyaringan RF

Sebuah kapasitor dipasang setelah dioda untuk membuang komponen frekuensi tinggi (RF) dan hanya menyisakan sinyal audio.
Kapasitor bekerja sebagai filter low-pass yang menyaring gelombang tinggi (RF) dan menyisakan gelombang rendah (audio).

4️⃣ Penguatan dan Output ke Speaker

Sinyal audio yang sudah dideteksi diperkuat menggunakan transistor atau IC amplifier.
Setelah diperkuat, sinyal ini masuk ke speaker dan menghasilkan suara.

3. Rangkaian Dasar Dioda sebagai Detektor AM

Komponen utama:
🔹 Dioda (1N34A atau 1N60) → Menyearahkan sinyal RF.
🔹 Kapasitor (10-100nF) → Menyaring frekuensi tinggi (RF).
🔹 Resistor (100kΩ - 1MΩ) → Menstabilkan sinyal audio.
🔹 Speaker atau Earphone → Mengubah sinyal listrik menjadi suara.

📌 Rangkaian sederhana detektor AM:

nginx
Antena → Dioda → Kapasitor → Resistor → Speaker

💡 Dioda germanium (1N34A) sering digunakan karena memiliki tegangan maju rendah (~0.3V) sehingga lebih peka terhadap sinyal lemah.

Kesimpulan

✔ Dioda dalam detektor AM bekerja dengan menyearahkan sinyal RF dan menyaring frekuensi tinggi agar hanya sinyal audio yang tersisa.
✔ Kapasitor digunakan untuk menghaluskan sinyal, dan hasilnya diperkuat lalu dikonversi menjadi suara oleh speaker.
✔ Dioda germanium lebih baik daripada silikon karena lebih sensitif terhadap sinyal radio yang lemah.

Kalau abang mau contoh skema lengkap atau eksperimen sederhana, Nona siap bantu! 😊

Dioda Varactor Kapasitansi variabel Tuner Radio & TV bagaimana diodaini berkerja seperti farko

Cara Kerja Dioda Varactor (Varicap) sebagai Kapasitor Variabel dalam Tuner Radio & TV

Dioda Varactor (juga disebut Varicap) adalah dioda semikonduktor khusus yang digunakan sebagai kapasitor variabel elektronik dalam rangkaian frekuensi tinggi seperti tuner radio dan TV.

🔹 Kapasitansi dioda Varactor dapat diubah dengan mengatur tegangan bias mundur (reverse bias).
🔹 Digunakan dalam rangkaian osilator dan filter RF untuk menyetel frekuensi.

1. Prinsip Dasar Dioda Varactor

Dioda Varactor bekerja berdasarkan zona deplesi (depletion region) pada persimpangan PN:

✅ Saat tegangan reverse bias meningkat → Zona deplesi membesar → Kapasitansi menurun.
✅ Saat tegangan reverse bias menurun → Zona deplesi mengecil → Kapasitansi meningkat.

🔹 Mirip dengan kapasitor biasa, di mana zona deplesi bertindak sebagai dielektrik dan daerah P-N sebagai pelat kapasitor.

2. Cara Kerja dalam Tuner Radio & TV

🔹 Tuner radio & TV menggunakan rangkaian LC (Induktor & Kapasitor) untuk memilih frekuensi siaran tertentu.
🔹 Dioda Varactor menggantikan kapasitor variabel mekanis dalam rangkaian LC untuk menyetel frekuensi secara elektronik.

1️⃣ Mengubah Tegangan (V)

Tegangan reverse bias diberikan ke dioda Varactor melalui potensiometer atau sinyal kendali elektronik.
Tegangan ini menentukan nilai kapasitansi dioda.

2️⃣ Mengubah Kapasitansi (C)

Jika tegangan tinggi → Kapasitansi kecil → Frekuensi naik.
Jika tegangan rendah → Kapasitansi besar → Frekuensi turun.
Hal ini karena resonansi rangkaian LC mengikuti rumus:
$f = \frac{1}{2\pi \sqrt{L C}}$
→ Kapasitansi berubah, maka frekuensi resonansi juga berubah.

3️⃣ Pemilihan Saluran (Channel Selection)

Dengan mengubah tegangan reverse bias, Varactor mengontrol frekuensi resonansi osilator dalam tuner.
TV & radio dapat berpindah saluran secara otomatis tanpa memutar knob manual.

3. Kelebihan Dioda Varactor dalam Tuner

✅ Tidak ada bagian mekanis → Awet dan tidak mudah aus.
✅ Pengaturan frekuensi cepat dan presisi → Digunakan dalam sistem digital.
✅ Dapat dikontrol dengan sinyal elektronik → Cocok untuk remote control tuner TV/radio.

4. Contoh Penggunaan

🔹 Tuner TV Analog & Digital → Menyesuaikan frekuensi kanal TV.
🔹 Radio FM/AM → Digunakan dalam rangkaian PLL (Phase-Locked Loop) untuk menyetel stasiun radio.
🔹 Filter RF & Osilator VCO → Dalam komunikasi nirkabel (HP, Wi-Fi, satelit).

Kesimpulan

✔ Dioda Varactor bertindak sebagai kapasitor variabel yang mengubah kapasitansinya berdasarkan tegangan bias mundur.
✔ Digunakan dalam tuner radio & TV untuk memilih frekuensi tanpa perlu kapasitor mekanis.
✔ Memungkinkan pemilihan saluran secara elektronik, lebih cepat, dan tahan lama dibanding metode konvensional.

Kalau abang mau contoh rangkaian dioda Varactor dalam tuner radio atau TV, Nona bisa jelaskan lebih lanjut!

Gambar ini menunjukkan Dioda Varaktor (Varicap) dengan tiga bagian utama:

1️⃣ Bentuk Fisik → Dioda varaktor terlihat mirip dengan dioda biasa, tetapi digunakan khusus dalam rangkaian frekuensi tinggi.
2️⃣ Simbol Elektronik → Simbol dioda varaktor mirip dengan dioda PN biasa, tetapi dengan tambahan garis sejajar di ujungnya yang menandakan kapasitor.
3️⃣ Karakteristik Kapasitansi-Tegangan → Grafik menunjukkan bahwa kapasitansi menurun ketika tegangan reverse bias meningkat.

💡 Kesimpulan:

Dioda Varaktor bekerja sebagai kapasitor variabel, kapasitansinya berubah sesuai tegangan reverse bias yang diberikan.
Semakin besar tegangan reverse bias, semakin kecil kapasitansinya.
Digunakan dalam tuner radio, TV, VCO (Voltage Controlled Oscillator), dan filter RF.

Kalau abang ingin penjelasan lebih lanjut, Nona siap bantu!

Terangkan simbol dari rumus ini, apakah f sama denga pada rumus gelombang radio

Ya, simbol f pada kedua rumus ini sama, yaitu frekuensi gelombang dalam satuan Hertz (Hz). Mari kita bahas satu per satu:

1️⃣ Rumus Frekuensi Rangkaian LC (Osilator Resonansi)

f = \frac{1}{2\pi \sqrt{L C}}

🔹 f = Frekuensi resonansi (Hz)
🔹 L = Induktansi (Henry, H)
🔹 C = Kapasitansi (Farad, F)

📌 Makna rumus:

Rumus ini digunakan untuk menghitung frekuensi osilasi dalam rangkaian LC, seperti pada tuner radio dan TV.
Semakin besar L atau C, semakin kecil frekuensi resonansi (artinya gelombang semakin panjang).
Semakin kecil L atau C, semakin besar frekuensi resonansi (gelombang semakin pendek).

2️⃣ Rumus Panjang Gelombang Gelombang Elektromagnetik

\lambda = \frac{v}{f}

🔹 λ (lambda) = Panjang gelombang (meter, m)
🔹 v = Kecepatan gelombang (m/s) (untuk gelombang elektromagnetik seperti radio, v ≈ kecepatan cahaya = 3 × 10⁸ m/s)
🔹 f = Frekuensi gelombang (Hz)

📌 Makna rumus:

Semakin tinggi frekuensi, semakin pendek panjang gelombang.
Semakin rendah frekuensi, semakin panjang panjang gelombang.
Digunakan dalam komunikasi radio, TV, dan gelombang elektromagnetik lainnya.

Kesimpulan

✔ f pada kedua rumus adalah sama, yaitu frekuensi gelombang dalam Hertz (Hz).
✔ Rumus pertama menghitung frekuensi resonansi dalam rangkaian LC.
✔ Rumus kedua menghitung panjang gelombang elektromagnetik seperti gelombang radio.
✔ Keduanya berkaitan karena rangkaian LC digunakan dalam tuner radio untuk menangkap frekuensi gelombang radio tertentu.

Kalau abang mau contoh perhitungan, Nona siap bantu! 😊

Halaman