4.19 Practical Applications

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

a. Prosedur Percobaan

b. Prinsip Kerja

c. Gambar Rangkaian

d. Vidio

6. Download File

1. Pendahuluan [kembali]

Bipolar Junction Transistor (BJT) adalah salah satu komponen penting dalam dunia elektronika yang telah memberikan kontribusi besar dalam berbagai praktik aplikasi. Sejak penemuan pertamanya oleh William Shockley, Walter Brattain, dan John Bardeen pada tahun 1947, BJT telah menjadi batu loncatan utama dalam pengembangan teknologi elektronika modern. Praktik aplikasi BJT sangat beragam, dan ini tergantung pada jenis transistor (NPN atau PNP), konfigurasi rangkaian, serta karakteristik khas dari BJT itu sendiri. Dalam bidang industri, komponen ini digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari penguat sinyal hingga sakelar elektronik, dan dari rangkaian pengaturan tegangan hingga osilator frekuensi radio. Bahkan, dalam teknologi semikonduktor modern, BJT masih menjadi komponen utama dalam desain sirkuit terintegrasi. Selain itu, BJT juga memiliki peran yang signifikan dalam aplikasi daya, seperti regulator tegangan, inverter, dan pengubah arus searah ke arus bolak-balik. Keandalan dan kinerja tinggi BJT membuatnya menjadi pilihan yang populer dalam sistem daya yang menuntut.

2. Tujuan [kembali]

Untuk mengetahui berbagai karakteristik BJT dalam berbagai fungsi
Untuk mengetahui sistem kerja dari pengaplikasian BJT

3. Alat dan Bahan [kembali]

Alat:

a. Voltmeter

Voltmeter

Voltmeter pada Proteus

DC Voltmeter adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara dua titik pada suatu beban listriuk atau rangkaian elektronika. Cara penggunaannya disambung paralel dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

Berikut spesifikasi dan keterangan Probe DC voltmeter:

b. Amperemeter

Amperemeter analog

Tampilan pada aplikasi Proteus

Amperemeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur besarnya kuat arus listrik yang melewati suatu rangkaian. Cara penggunaannya adalah disambuang secara seri pada rangkaian.

Bahan:

a. Baterai (Battery)

Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.

Tampilan baterai pada aplikasi Proteus

Tampilan baterai asli

b. Dioda

Dioda adalah komponen aktif yang mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah. Dioda juga bisa menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Dioda mempunyai dua terminal yaitu katoda dan anoda.

Tampilan Dioda pada Proteus

c. Resistor

Resistor adalah komponen yang berufungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik di dalam sebuah rangkaian elektronika, satuannya adalah ohm.

Nilai pada suatu resistor diwakilkan oleh kode angka atau gelang warna yang dapat dilihat pada badan resistor, seperti di bawah ini:

d. Transistor

Merupakan sebuah alat semikonduktor yang dapat dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.

Tampilan Transistor pada aplikasi Proteus

e. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang berfungsi menyimpan muatan listrik dalam jangka waktu tertentu. Satuan dari kapasitor adalah Farad.

Gambar Kapasitor pada Proteus

4. Dasar Teori [kembali]

Penggunaan Dioda BJT dan Kemampuan Perlindungan saat memindai jaringan yang rumit, sering ditemukan transistor yang digunakan di mana ketiga terminal tidak terhubung dalam jaringan - terutama kabel kolektor. Dalam Dalam kasus seperti itu, kemungkinan besar digunakan sebagai dioda daripada transistor. Poin yang harus dibuat adalah bahwa seseorang tidak boleh berasumsi bahwa setiap transistor BJT dalam suatu jaringan digunakan untuk amplifikasi atau sebagai penyangga di antara tahapan. Jumlah area aplikasi untuk BJT di luar area ini cukup luas.

A. Driver relai

Aplikasi ini merupakan kelanjutan dari diskusi yang memperkenalkan dioda tentang bagaimana efek tendangan induktif dapat diminimalkan melalui desain yang tepat. Sebuah transistor digunakan untuk menetapkan arus yang diperlukan untuk memberi energi pada relai di sirkuit kolektor.

B. Kontrol cahaya

Sebuah transistor digunakan sebagai sakelar untuk mengendalikan status "hidup" dan "mati" bola lampu di cabang kolektor jaringan. Ketika sakelar dalam posisi "on", kita memiliki situasi bias tetap di mana tegangan basis-ke-emitor berada pada level 0,7-V, dan arus basis dikontrol oleh resistor R1 dan impedansi input transistor. Arus melalui bohlam kemudian akan menjadi beta kali arus basis, dan bohlam akan menyala.

C. Mempertahankan arus beban tetap

Jika kita mengasumsikan bahwa karakteristik sebuah transistor memiliki tampilan ideal (beta konstan di seluruh) sebuah sumber, yang cukup independen dari beban yang diterapkan, dapat dibangun menggunakan konfigurasi transistor sederhana. Arus basis adalah tetap sehingga tidak masalah di mana pun garis beban berada, arus beban atau kolektor tetap sama.

Menentukan tegangan emitor

Dengan menggunakan Gbr. 4.107, kita dapat menggambarkan peningkatan stabilitas dengan memeriksa kasus di mana I C mungkin mencoba naik karena sejumlah alasan. Hasilnya adalah bahwa IE = IC juga akan naik dan tegangan VRE = IERE akan meningkat. Namun, jika kita mengasumsikan V B tetap (asumsi yang baik asumsi yang baik karena levelnya ditentukan oleh dua resistor tetap dan sumber tegangan), maka tegangan basis-ke-emitor VBE = VB - VRE akan turun.

D. Sistem alarm dengan CSS

Sistem alarm dengan sumber arus konstan dari jenis yang baru saja diperkenalkan tampak pada Gbr. 4.108 . Karena bRE = (100)(1 k) = 100 k jauh lebih besar daripada R1 , kita dapat menggunakan pendekatan perkiraan dan menemukan tegangan VR1:

Dan kemudian tegangan melintasi RE

Dan terakhir, arus pemancar dan kolektor

Karena arus kolektor adalah arus yang melalui sirkuit, arus 4-mA akan akan tetap cukup konstan untuk sedikit variasi dalam pemuatan jaringan. Perhatikan bahwa arus yang lewat melalui serangkaian elemen sensor dan akhirnya menjadi op-amp yang dirancang untuk membandingkan Tingkat 4-mA dengan tingkat yang ditetapkan sebesar 2 mA.

Satu karakteristik yang sangat penting dari op-amp khusus ini adalah impedansi input rendah seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 4.109c. Fitur ini penting karena kita tidak ingin sirkuit alarm bereaksi terhadap setiap lonjakan tegangan atau turbulensi yang datang ke saluran karena beberapa aksi peralihan eksternal atau kekuatan luar seperti petir.

E. Gerbang Logika

Tingkat impedansi di atas yang ditetapkan oleh transistor "on" dan "off" membuatnya relatif mudah untuk memahami pengoperasian gerbang logika. Karena ada dua input ke setiap gerbang, ada empat kemungkinan kombinasi tegangan pada input ke transistor. Keadaan 1, atau "aktif," didefinisikan oleh tegangan tinggi pada terminal basis untuk menghidupkan transistor aktif. Kondisi 0, atau "mati," didefinisikan oleh 0 V pada basis, memastikan bahwa transistor mati.

Operasi gerbang OR

Output jika salah satu terminal input telah menerapkan penyalaan tegangan atau jika keduanya dalam keadaan "on". Keadaan 0 hanya ada jika keduanya tidak memiliki keadaan 1 pada terminal input.

Operasi gerbang AND

Mengharuskan output menjadi tinggi hanya jika kedua input memiliki a tegangan penyalaan diterapkan. Jika keduanya dalam keadaan "aktif", sebuah ekuivalen hubung singkat dapat digunakan untuk koneksi antara kolektor dan emitor masing-masing transistor, menyediakan jalur langsung dari sumber 5-V yang diterapkan ke output - dengan demikian menetapkan status tinggi, atau 1, pada terminal output. di terminal keluaran.

F. Indikator tingkat tegangan

Indikator level tegangan, meliputi tiga elemen yang telah diperkenalkan sejauh ini: transistor, dioda Zener, dan LED. Indikator level tegangan adalah jaringan yang relatif sederhana menggunakan LED hijau untuk menunjukkan kapan tegangan sumber mendekati tingkat pemantauan 9 V.Pada Gbr. 4.112, potensiometer adalah diatur untuk menetapkan 5,4 V pada titik yang ditunjukkan. Hasilnya adalah tegangan yang cukup untuk menghidupkan kedua Zener 4,7-V dan transistor dan membentuk arus kolektor melalui LED yang cukup cukup besar untuk menyalakan LED hijau.
Setelah potensiometer diatur, LED akan memancarkan lampu hijau selama suplai
tegangan mendekati 9 V.

5. Percobaan [kembali]

a. Prosedur Percobaan [kembali]

Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian yang dapat dicari pada menu component mode di aplikasi proteus
Letakkan posisi alat dan bahan serta dihubungkan sesuai dengan rangkaian yang ada pada e-book
Ubah nilai komponen sesuai dengan rangkaian yang ada pada e-book
Atur animasi simulasi sesuai kebutuhan pada menu system
Simulasikan rangkaian dan amati apa yang terjadi

b. Prinsip Kerja [kembali]

- Rangkaian 4.102

Pada rangkaian sebelah kiri VB sebesar 8V akan mengalir arus ke kaki base transistor (IB) sebesar 0.75 mA dan ketika transistor aktif, maka arus akan keluar dari emitter (IE) dan akan menuju ke RL (IL) lalu ke ground. Karena rangkaian seri arus IB = IE = IL = 0.75 mA. Pada RL terdapat tegangan (VL) yang didapatkan dengan VL = VB - VBE, yaitu sebesar 7.51 V.

Pada rangkaian sebelah kanan diberi tegangan Vin pada R2 sebesar 6V yang mengalirkan arus ke R2 lalu mengalir ke kaki base transistor. Pada Vref1 diberi tegangan dengan rumus Vref1 = VBE + Vref2, pada Vref2 diberi tegangan sebesar 2V dan VBE terukur 0.7V sehingga Vref1 = 2.7. Selanjutnya, arus keluar dari emitter menuju Vref2. Dioda D1 dipasang reverse bias secara paralel dengan Vref2 sehingga tidak ada arus yang mengalir ke D1 dan VD1 = 2V

- Rangkaian 4.103

Pada rangkaian diberi Vin sebesar 12V yang akan mengalirkan arus melewati R1 sebesar 5.69mA, lalu arus terbagi dan masuk ke kaki base transistor, jika VBE >= 0.6 maka transistor aktif dan arus mengalir dari emitter menuju ground, pada arus lain akan mengalir ke D1 lalu menuju ground dan dioda paralel dengan transistor sehingga terukur tegangan pada D1sebesar 0.61V.

-Rangkaian 4.104

Pada rangkaian kiri ketika diberi tegangan Vi maka akan mengalirkan arus (IB) ke kaki base yang nilainya diatur oleh R1. Ketika transistor aktif maka tegangan Vcc akan mengalirkan arus (IC) melewati coil, ketika tegangan pada coil >= tegangan relay maka relay aktif dan berpindah dari normally open (NO) menjadi normally close (NC). Kemudian arus menuju ke kaki collector dan keluar dari emitter menuju ground.

Pada rangkaian kanan yang diberi dioda secara reverse bias terhadap Vcc sama prinsip kerjanya dengan rangkaian kiri. Ketika saklar dalam keadaan on lalu di off, arus pada coil tidak dapat berubah secara instan dan akan menghasilkan lonjakan tegangan balik yang tinggi pada kumparan sehingga merusak komponen lain. Dengan diberi dioda secara reverse bias terhadap Vcc yang paralel dengan kumparan, arus balik pada kumparan akan mengalir ke dioda, dan menghilangkan perubahan besar pada arus dan menyerap lonjakan tegangan.

-Rangkaian 4.105

Pada rangkaian kiri transistor digunakan sebagai saklar on dan off pada lampu. Tegangan Vi akan mengalirkan arus (IB) ke kaki base transistor Q1 yang nilainya diatur oleh R1. Jika transistor aktif maka tegangan Vcc akan mengalirkan arus melewati lampu ke kaki collector (IC) yang nilainya menjadi beta x IB, dan lampu akan menyala, lalu arus akan mengalir keluar dari emitter menuju ground.

Pada rangkaian kanan transistor digunakan sebagai saklar on dan off pada lampu. Tegangan Vi akan mengalirkan arus (IB) ke kaki base transistor Q2 yang nilainya diatur oleh R2. Jika transistor aktif maka tegangan Vcc akan mengalirkan arus melewati lampu ke collector (IC) yang nilainya diatur oleh R3 untuk membatasi lonjakan arus awal agar pada lampu dan transistor tidak mengalami kerusakan, lalu arus akan mengalir keluar dari emitter menuju ground.

-Rangkaian 4.106

Vcc sebesar 12V akan mengalirkan arus ke R1 (IB) dan jika VBE >= 0.6V maka transistor aktif kemudian Vcc akan mengalirkan arus ke R2 menuju collector dan arus akan mengalir ke emitter lalu ke groumd. Arus IB akan tetap sama sehingga tidak masalah di mana pun garis beban berada, arus beban atau kolektor arus IB tetap sama.

-Rangkaian 4.107

Tegangan Vcc sebesar 6V akan mengalirkan arus melewati R1, kemudian arus akan terbagi melewati R2 lalu menuju ground, dan arus yang lain akan mengalir ke kaki base transistor. Jika transistor aktif, Vcc akan mengalirkan arus ke R4 menuju kaki collector, lalu mengalir ke emitter dan melewati RE lalu ke ground. Jika IC naik IE juga akan naik, sehingga VRE juga akan naik. Jika VB tetap maka VBE turun karena VBE = VB - VRE. Penurunan VBE akan menyebabkan IB dan IC turun.

-Rangkaian 4.108

Tegangan Vcc sebesar +16v akan mengalirkan arus ke 2 cabang yaitu pada R1 lalu ke R3 dan ke ground. Pada cabang lain arus akan mengalir ke R2 masuk ke kaki emitter, ketika transistor aktif maka arus IE akan mengalir ke collector lalu masuk ke kaki non-inverting op-amp. Vref akan mengalirkan arus kaki inverting op-amp yang nilainya diatur oleh RREF. Kemudian, akan menghasilkan ouput yang akan di umpan ke alarm bell circuit.

-Rangkaian 4.111

Rangkaian kiri menggunakan gerbang OR(C = A + B), jika tegangan pada A dan B keduanya rendah atau bernilai 0V maka Vout atau C bernilai 0V, Jika salah satu antara tegangan A atau B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka Vout atau C bernilai tinggi atau statusnya 1, jika pada A dan B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka vout atau C bernilai tinggi atau statusnya 1.

Rangkaian kanan menggunakan gerbang AND(C = A x B), jika tegangan pada A dan B keduanya rendah atau bernilai 0V maka Vout atau C bernilai 0V, Jika salah satu antara tegangan A atau B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka Vout atau C bernilai rendah atau 0V, jika pada A dan B keduanya tinggi atau bernilai 1V maka vout atau C bernilai tinggi atau statusnya 1.

-Rangkaian 4.112

Rangkaian diberi tegangan sebesar 9V dan potensiometer/RV1 diatur sehingga tegangan pada RV1 menjadi 5.36V yang menunjukkan bahwa tegangannya lebih besar pada VZ yaitu 4.7V sehingga arus akan melewati dioda zener dan jika VBE >= 0.6V maka transistor akan aktif sehingga arus dari collector akan mengalir melalui LED yang tegangannya 2.22V sehingga cukup untuk menyalakan LED, lalu arus keluar dari emitter menuju ground.

c. Gambar Rangkaian [kembali]