Menggunakan Transistor sebagai Saklar yang Dikonrol Secara Listrik

BAHAN DAN MATERI

• Dua baterai 6 V
• Satu transistor NPN (2N2222 atau 2N3403 direkomendasikan; katalog Radio Shack #276-1617 menawarkan paket lima belas)
• Satu resistor 100 kΩ
• Satu resistor 560 Ω
• Satu LED (katalog Radio Shack #276-026 atau LED standar lainnya)

Nilai resistor dan tipe LED spesifik tidak krusial untuk demonstrasi.

REFERENSI SILANG

Lessons In Electric Circuits, Volume 3, Bab 4: “Transistor Bipolar Junction.”

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Memahami amplifikasi arus dalam transistor bipolar junction.

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

Diagram menunjukkan kabel merah yang berakhir di panah dan terhubung ke salah satu ujung resistor 100 kΩ. Biarkan kabel ini longgar sehingga Anda dapat menyentuhnya secara singkat ke titik lain dalam rangkaian.

Sentuh ujung bebas kabel merah ke titik mana pun yang lebih positif darinya—paling umum terminal positif supply DC. LED akan menyala meskipun resistor 100 kΩ membatasi arus hanya sekitar 0,12 mA (12 V ÷ 100 kΩ). Ini mengilustrasikan bagaimana arus basis kecil dapat mengontrol arus kolektor yang jauh lebih besar.

Untuk mengukur efek, gunakan ammeter secara seri dengan kabel merah dan hubungkannya ke supply positif:

Pilih range paling sensitif pada meter untuk membaca arus basis yang kecil. Lalu ukur arus LED dan bandingkan kedua nilai tersebut. Anda biasanya akan menemukan gain arus lebih besar dari 200, mengonfirmasi peran transistor sebagai saklar yang dikonrol secara listrik.

Untuk demonstrasi praktis, cabut kabel longgar dan coba mentautkan ujung tidak terhubung dari resistor 100 kΩ ke kutub positif supply dengan dua jari. Membasahi ujung jari dapat meningkatkan konduktivitas. Ubah tekanan kontak Anda untuk mengubah resistensi di jalur basis; amati bagaimana kecerahan LED berubah. Ini menunjukkan kemampuan transistor untuk bertindak sebagai pengontrol arus variabel, bukan hanya saklar biner.

SIMULASI KOMPUTER

Skematik dengan nomor node SPICE:

Netlist (salin teks berikut ke dalam file .cir):

 Transistor as a switch v1 1 0 r1 1 2 100k r2 1 3 560 d1 3 4 mod2 q1 4 2 0 mod1 .model mod1 npn bf=200 .model mod2 d is=1e-28 .dc v1 12 12 1 .print dc v(2,0) v(4,0) v(1,2) v(1,3) v(3,4) .end 

Hasil simulasi: penurunan tegangan di seluruh resistor 560 Ω (v(1,3)) adalah 10,26 V, yang sesuai dengan arus LED 18,32 mA. Resistor 100 kΩ mengalami penurunan 11,15 V, menghasilkan hanya 111,5 µA arus basis—menyoroti kemampuan amplifikasi transistor.

Parameter model dioda is=1e-28 mensimulasikan penurunan tegangan forward yang lebih tinggi dari LED.

LEMBAR KERJA TERKAIT

• Lembar Kerja Transistor Bipolar Junction sebagai Saklar