CHAPTER 17


1. Pendahuluan[Kembali]

Unijunction Transistor (UJT) adalah jenis transistor khusus yang digunakan terutama sebagai saklar, bukan penguat. UJT memiliki tiga terminal, yaitu satu emitter dan dua base, dengan satu sambungan p-n (unijunction). Karena karakteristiknya yang unik, UJT sering digunakan dalam rangkaian osilator, pengatur waktu, dan pemicu untuk perangkat seperti SCR. Pengoperasiannya yang sederhana dan efisien menjadikannya penting dalam aplikasi rangkaian pulsa dan pengendali elektronik.

2. Tujuan[Kembali]

  1. Melengkapi tugas mata kuliah elektronika yang ditugaskan oleh Bapak Darwison, M.T.
  2. Memahami prinsip kerja unijunction transistor


3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

    1) Instrument 
        a. Osiloskop 
      Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Spesifikasi:
Pin Out:
Keterangan:


  
    2) Generators
        a. Generator Sinus
    Generator sinus adalah alat yang menghasilkan sinyal berbentuk gelombang sinusoidal, yaitu gelombang halus dan berulang yang umum ditemui dalam sistem listrik AC dan komunikasi. Generator sinus berbentuk gelombang sinusoidal secara periodik. Gelombang sinus adalah bentuk sinyal analog paling dasar dan sangat penting dalam dunia teknik elektro, terutama dalam bidang elektronika analog, komunikasi, dan sistem tenaga listrik.


Spesifikasi :
  1. Frekuensi: 1 Hz – 1 MHz (umum)
  2. Amplitudo: 0 – 10 Vpp (dapat diatur)
  3. THD: < 1% (distorsi rendah)
  4. Kontrol: Potensiometer/manual atau digital
  5. Sumber daya: DC (5V/12V) atau AC 220V
  6. IC umum: XR2206, ICL8038, op-amp (Wien Bridge)
  7. Aplikasi: Pengujian audio, osiloskop, eksperimen sinyal
B. Bahan

    1) Resistor
    Resistor atau disebut juga dengan Hambatan adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm.

    Spesifikasi dari Resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan ke dalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu.
Spesifikasi

    Resistor adalah komponen elektronika pasif yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena dia berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Bila kita menginginkan arus yang besar maka kita pasang resistor yang nilai resistansinya kecil, mendekati nol atau sama dengan nol atau tidak dipasang sama sekali dengan demikian arus tidak lagi dibatasi. Resistor berfungsi sebagai  Penghambat arus listrik, Sebagai tahanan arus listrik agar listrik yang melewati resistor di hambat melalui karbon yang berada di dalam tubuh resistor menjadi di perkecil apabila resistansinya besar, Sebagai tahanan arus listrik agar listrik yang melewati resistor di hambat melalui karbon yang berada di dalam tubuh resistor menjadi di perkecil apabila resistansinya besar.

    2) Kapasitor
        Kapasitor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk menyimpan energi dalam bentuk muatan listrik. Kapasitor terdiri dari dua konduktor (biasanya berupa pelat logam) yang dipisahkan oleh bahan isolator yang disebut dielektrik. Ketika tegangan diterapkan pada kapasitor, muatan listrik akan terakumulasi pada pelat-pelat konduktor, sehingga menciptakan medan listrik di antara keduanya.


Spesifikasi :


    3) Uni Junction Transistor (UJT)
    UJT (Uni Junction Transistor) adalah komponen semikonduktor yang memiliki satu persambungan PN (junction) dan digunakan terutama sebagai saklar elektronik atau pemicu (trigger) dalam rangkaian osilator, pewaktu, dan pengendali gelombang. UJT memiliki tiga terminal: Emitter (E), Base1 (B1), dan Base2 (B2). Saat belum aktif, arus hampir tidak mengalir melalui emitter. Namun, ketika tegangan pada emitter melebihi tegangan threshold, arus tiba-tiba meningkat, menyebabkan saklar terbuka dan memicu perubahan kondisi dalam rangkaian.

 
Spesifikasi :
  1. Terdiri dari tiga terminal: Emitter (E), Base1 (B1), dan Base2 (B2)
  2. Tegangan pemicu (peak point voltage): sekitar 0,6 – 0,8 × VBB
  3. Arus pemicu (peak point current): biasanya dalam rentang mikroampere hingga miliampere
  4. Resistansi antar basis (RBB): umumnya 4 kΩ – 10 kΩ
  5. Tegangan maksimum basis (VBB max): sekitar 30V – 60V tergantung tipe
  6. Tidak berfungsi sebagai penguat, melainkan sebagai saklar atau pemicu
  7. Memiliki karakteristik resistansi negatif
  8. Konsumsi daya sangat rendah
Pin :
  1. Emitter (E) : Terminal input yang menerima tegangan untuk memicu UJT agar aktif.
  2. Base1 (B1) : Terminal output bawah yang dihubungkan ke jalur dasar rangkaian.
  3. Base2 (B2) : Terminal output atas yang dihubungkan ke tegangan suplai positif (VBB).



    4) SCR
   SCR (Silicon Controlled Rectifier) adalah komponen semikonduktor yang termasuk dalam keluarga thyristor dan berfungsi sebagai saklar elektronik yang hanya menghantar arus dalam satu arah saat diberikan sinyal pemicu pada terminal gate-nya. SCR memiliki tiga terminal utama, yaitu anoda (A), katoda (K), dan gate (G). Dalam kondisi normal, SCR berada dalam keadaan off (tidak menghantar), meskipun diberi tegangan maju antara anoda dan katoda. Namun, saat sinyal kecil diberikan ke gate, SCR akan berubah menjadi kondisi on dan mulai menghantarkan arus dari anoda ke katoda. Setelah aktif, SCR tetap menghantar meskipun sinyal gate dihilangkan, dan hanya bisa dimatikan dengan memutus arus utama atau membalik polaritas tegangan.


Pin Out :


Spesifikasi :
  1. Memiliki 3 terminal: Emitter (E), Base1 (B1), dan Base2 (B2)
  2. Tegangan suplai basis (VBB): hingga 30–60 V
  3. Tegangan pemicu (Vp): sekitar 0,6–0,8 × VBB
  4. Arus pemicu (Ip): beberapa mikroampere hingga miliampere
  5. Resistansi antar basis (RBB): sekitar 4 kΩ – 10 kΩ
  6. Tidak berfungsi sebagai penguat, tetapi sebagai saklar/pemicu
  7. Memiliki karakteristik resistansi negatif
  8. Konsumsi daya sangat rendah
  9. Cocok untuk osilator, pemicu SCR, dan rangkaian pewaktu

Kurva karakteristik :

     5) Komponen Input 
         a. Potensiometer
    
       Potensiometer adalah komponen elektronik pasif berbentuk resistor variabel yang digunakan untuk mengatur atau membagi tegangan dalam suatu rangkaian. Potensiometer memiliki tiga terminal: dua terminal di ujung jalur resistif, dan satu terminal tengah yang disebut wiper. Saat poros potensiometer diputar atau digeser, wiper bergerak di sepanjang jalur resistif sehingga mengubah nilai resistansi antara wiper dan masing-masing ujung terminal. Perubahan ini memungkinkan pengguna mengatur tegangan output yang diambil dari wiper, sehingga potensiometer sering digunakan sebagai pengatur volume, pencahayaan, atau sebagai pembagi tegangan (voltage divider). Selain dalam bentuk putar (rotary), potensiometer juga tersedia dalam bentuk geser (slide) dan trimmer (untuk penyetelan tetap dalam perangkat).

Pin Out :

Spesifikasi :
  1. Memiliki 3 terminal: dua ujung resistif dan satu wiper (penggeser)
  2. Nilai resistansi umum: 1 kΩ – 1 MΩ
  3. Tipe: rotary (putar), slide (geser), dan trimmer (penyetelan tetap)
  4. Daya maksimum: sekitar 0,1 – 2 watt (tergantung ukuran)
  5. Toleransi resistansi: ±10% hingga ±20%
  6. Bahan resistif: karbon, kawat, atau cermet
  7. Fungsi utama: pengatur tegangan, volume, pencahayaan, dan sensor posisi
  8. Umur mekanik: bisa mencapai puluhan ribu siklus putaran
  9. Ukuran fisik bervariasi sesuai aplikasi (panel, PCB, miniatur)
     6) Komponen Output
         a. Lampu
      Lampu adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi cahaya, digunakan sebagai sumber penerangan dalam berbagai aplikasi, mulai dari rumah tangga hingga industri. Secara umum, lampu bekerja berdasarkan dua prinsip utama: pemanasan filamen (seperti pada lampu pijar) atau excitation gas dan semikonduktor (seperti pada lampu neon dan LED). Saat arus listrik mengalir, lampu menghasilkan cahaya melalui proses termal atau elektroluminesensi, tergantung jenisnya.

Spesifikasi :
  1. Tegangan kerja: umum 3V, 6V, 12V, 24V, 220V (tergantung tipe)
  2. Daya listrik: bervariasi, mulai dari 0,5W hingga >100W
  3. Jenis cahaya: putih, kuning, biru, merah, dll.
  4. Tipe lampu: pijar, LED, neon, halogen, CFL
  5. Umur pakai: LED hingga 50.000 jam, pijar sekitar 1.000 jam
  6. Efisiensi cahaya: LED sangat efisien, pijar rendah
  7. Basis/soket: E27, E14, GU10, B22, dan lainnya
  8. Fungsi: penerangan, indikator, sinyal, dan dekorasi
  9. Intensitas cahaya (lumen): tergantung daya dan jenis lampu
  10. Waktu respon: LED sangat cepat, neon dan CFL sedikit lambat

4. Dasar Teori[Kembali]

A. Resistor 

    Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I R).

Simbol :

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:
  1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama
  2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua
  3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga
  4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10(10^n)


Rumus :



Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.   

B. Kapasitor


      Adapun rangkaian HPF +40dB/dec adalah seperti pada rangkaian dibawah. Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diserikan dengan kapasitor C, sehingga sinyal input yang berfrekuensi diatas frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya dibawah frekuensi cut-off akan diredam atau dilemahkan. Pelemahan terjadi karena reaktansi XC akan semakin besar apabila frekuensi semakin kecil seperti hubungan berikut.

Simbol :

Cara menghitung nilai kapasitor :
  1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
  2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
  3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
  4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.
    Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
  1. B = 0.10pF
  2. C = 0.25pF
  3. D = 0.5pF
  4. E = 0.5%
  5. F = 1%
  6. G = 2%
  7. H = 3%
  8. J = 5%
  9. K = 10%
  10. M = 20%
  11. Z = + 80% dan -20%
Rumus kapasitor 

C. Uni Junction Transistor (UJT)

      Transistor Unijunction atau yang disingkat UJT , adalah perangkat solid state tiga terminal lain yang dapat digunakan dalam pulsa gerbang, rangkaian pengaturan waktu dan aplikasi generator pemicu untuk mengaktifkan dan mengendalikan thyristor dan triac untuk aplikasi jenis pengendalian daya AC. Meskipun Transistor Unijunction memiliki nama transistor, karakteristik switching-nya sangat berbeda dari transistor bipolar atau transistor efek medan konvensional karena tidak dapat digunakan untuk memperkuat sinyal tetapi digunakan sebagai transistor switching ON-OFF. UJT memiliki konduktivitas searah dan karakteristik impedansi negatif yang bertindak lebih seperti pembagi tegangan variabel selama kerusakan.

Simbol :

Rumus :
Total resistansi batang silikon (resistansi Ohmiknya) akan bergantung pada tingkat doping semikonduktor yang sebenarnya serta dimensi fisik saluran silikon tipe-N, tetapi dapat direpresentasikan oleh RBB.


Karakteristik :


D. SCR Triggering

      SCR Triggering adalah proses untuk mengaktifkan Silicon Controlled Rectifier (SCR), yang merupakan komponen semikonduktor yang berfungsi seperti saklar yang dapat dikendalikan secara elektronik. SCR memiliki tiga terminal utama, yaitu anoda, katoda, dan gate. Dalam keadaan normal, SCR berada dalam posisi "OFF" sehingga tidak ada arus yang mengalir. Namun, SCR dapat diaktifkan atau dipicu dengan memberikan tegangan atau arus kecil pada terminal gate. Ketika ada arus positif yang diterapkan ke gate dan ada tegangan yang cukup antara anoda dan katoda, SCR akan berubah menjadi konduktif dan memungkinkan arus mengalir. Proses ini disebut dengan triggering. 

      Triggering pada SCR dapat dilakukan dengan berbagai cara, seperti voltage triggering (tegangan positif pada gate), current triggering (arus kecil yang diberikan pada gate), atau pulse triggering (menggunakan pulsa untuk memicu SCR). Setelah SCR terpicu dan mengalirkan arus, ia akan tetap berada dalam keadaan "ON" selama tegangan antara anoda dan katoda tetap melebihi arus tertentu yang disebut holding current. SCR banyak digunakan dalam aplikasi seperti pengontrol daya AC, pengatur kecepatan motor, dan dimmer pencahayaan, di mana kontrol presisi terhadap waktu pemicu sangat penting untuk mengatur daya yang diberikan pada beban.

Simbol :

Rumus :


Bentuk gelombang :


Karakteristik :


1. Forward breakover voltage (V(BR)F*) adalah tegangan di atas mana SCR memasuki wilayah konduksi. Tanda bintang (*) adalah huruf yang akan ditambahkan yang tergantung pada kondisi terminal gerbang sebagai berikut:
O = sirkuit terbuka dari G ke K
S = korsleting dari G ke K
R = resistor dari G ke K
V = bias tetap (tegangan) dari G ke K

2. Holding current (IH) adalah nilai arus di bawah ini yang SCR beralih dari kondisi konduksi ke daerah blok maju di bawah kondisi yang disebutkan.

3. Forwarding dan reverse blocking region adalah daerah yang sesuai dengan kondisi open circuit untuk penyearah terkontrol yang memblokir aliran muatan (arus) dari anoda ke katoda.


4. Reverse breakdown voltage setara dengan wilayah Zener atau longsoran dioda semikonduktor dua lapisan dasar.

4. Dasar Teori[Kembali]

CHAPTER 17: TRANSISTOR FET (FIELD EFFECT TRANSISTOR)

Chapter 17 membahas Transistor Efek Medan (FET), yang merupakan jenis transistor unipolar yang hanya mengandalkan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole) untuk operasinya. FET memiliki karakteristik yang berbeda dari BJT (Bipolar Junction Transistor) yang dibahas di chapter sebelumnya, terutama dalam hal impedansi input yang sangat tinggi dan ketergantungan pada tegangan (bukan arus) untuk pengontrolannya.

Jenis-Jenis FET

  1. JFET (Junction Field-Effect Transistor)
    • Terdiri dari dua tipe: n-channel dan p-channel.
    • Operasinya dikendalikan oleh tegangan gerbang (gate) yang membalikkan bias junction.
    • Memiliki tiga terminal: Gate (G), Drain (D), dan Source (S).
    • Karakteristik penting meliputi VGS(off) (tegangan pinch-off) dan IDSS (arus drain saat VGS = 0).
  2. MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor FET)
    • Dibagi menjadi MOSFET Depletion-mode dan Enhancement-mode.
    • Depletion-mode: Dapat beroperasi dengan tegangan gerbang positif atau negatif.
    • Enhancement-mode: Hanya aktif saat tegangan gerbang melebihi threshold voltage (Vth).
    • MOSFET sangat dominan dalam aplikasi digital dan daya tinggi karena efisiensi dan kecepatan switching-nya.

Karakteristik dan Parameter FET

  • Kurva Transfer: Menunjukkan hubungan antara VGS (tegangan gate-source) dan ID (arus drain).
  • Transconductance (gm): Ukuran seberapa besar arus drain berubah terhadap perubahan tegangan gate.
  • Impedansi Input: Sangat tinggi (hingga orde megaohm atau gigaohm), membuat FET ideal untuk aplikasi penguat sinyal kecil.

Aplikasi FET

  1. Penguat (Amplifiers)
    • FET digunakan dalam penguat sinyal kecil karena noise-nya yang rendah dan impedansi input tinggi.
    • Contoh: Common-Source, Common-Drain (Source Follower), dan Common-Gate configurations.
  2. Saklar (Switches)
    • MOSFET, khususnya, banyak digunakan dalam rangkaian digital (sebagai komponen dasar CMOS) dan power switching.
  3. Pengaturan Impedansi
    • JFET sering dipakai dalam rangkaian buffer atau pengatur impedansi karena karakteristiknya yang linear.

Perbandingan FET vs. BJT

Parameter

FET

BJT

Jenis Pembawa

Unipolar (hanya elektron atau hole)

Bipolar (elektron dan hole)

Kontrol

Tegangan (VGS)

Arus (IB)

Impedansi Input

Sangat Tinggi (≈MΩ-GΩ)

Rendah (≈kΩ)

Noise

Rendah

Lebih Tinggi

Aplikasi

Penguat sinyal kecil, switching

Penguat daya, switching

Keunggulan FET

  • Konsumsi daya rendah karena arus gate yang hampir nol.
  • Stabilitas termal lebih baik dibanding BJT.
  • Lebih tahan terhadap radiasi, membuatnya cocok untuk aplikasi khusus.

Chapter 17 membahas secara mendalam tentang Field Effect Transistor (FET), keluarga transistor yang bekerja berdasarkan prinsip medan listrik untuk mengontrol aliran arus. Berbeda dengan BJT yang merupakan perangkat bipolar, FET termasuk dalam kategori transistor unipolar karena hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole) dalam operasinya. Karakteristik utama FET yang dibahas di chapter ini mencakup impedansi input yang sangat tinggi dan pengontrolan melalui tegangan (bukan arus seperti pada BJT).

Bagian pertama chapter ini menjelaskan dua jenis utama FET. Junction FET (JFET) bekerja dengan mengontrol lebar saluran konduksi melalui bias reverse pada junction PN. Terdapat dua variasi JFET yaitu tipe n-channel dan p-channel, masing-masing memiliki karakteristik arus-tegangan yang spesifik. Metal-Oxide-Semiconductor FET (MOSFET) menawarkan keunggulan lebih besar dengan struktur isolasi gate-nya. MOSFET dibagi menjadi depletion-mode yang dapat bekerja dengan bias positif maupun negatif, dan enhancement-mode yang hanya aktif ketika tegangan gate melebihi nilai threshold tertentu.

Analisis DC dan AC FET menjadi fokus utama chapter ini. Untuk analisis DC, dibahas metode penentuan titik kerja (bias point) menggunakan teknik seperti fixed bias, self bias, dan voltage divider bias. Model sinyal kecil FET diperkenalkan untuk menganalisis parameter AC seperti transkonduktansi (gm) dan resistansi output (rd). Karakteristik transfer FET yang nonlinear juga dijelaskan secara detail, termasuk daerah cut-off, triode, dan saturasi.

Chapter ini juga membahas berbagai aplikasi praktis FET. Sebagai penguat, FET digunakan dalam tiga konfigurasi dasar: common-source (penguat tegangan), common-drain (source follower), dan common-gate (penguat arus). Keunggulan FET dalam aplikasi switching ditonjolkan, terutama untuk MOSFET yang menjadi komponen kunci dalam gerbang logika digital CMOS. Aplikasi khusus lainnya termasuk penggunaan FET sebagai resistor terkontrol tegangan (VVR) dan dalam rangkaian analog switch.

Keunggulan FET dibanding BJT dianalisis secara komprehensif, termasuk:

  1. Impedansi input yang sangat tinggi (hingga orde gigaohm)
  2. Karakteristik switching yang lebih cepat
  3. Efek noise yang lebih rendah
  4. Konsumsi daya yang lebih efisien
  5. Stabilitas termal yang lebih baik

5. Percobaan[Kembali]

Fig 17.45





Fig 17.51




6. Link Download[Kembali]

Download File fig 17.45 [Klik disini]

Download File fig 17.51 [Klik disini]

Komentar

Posting Komentar