MAKALAH TRANSISTOR DISUSUN O L E H : KELOMPOK IV

Transkripsi

1 MAKALAH TRANSISTOR DISUSUN O L E H : KELOMPOK IV Andi ikhfan ikhtiar Abdul Rahman Ambo Taang Anniswati Nurul Islami Haslina Hamka Hasnidar Cici Anitasari JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR 2012

2 KATA PENGANTAR Segala puji atas kebesaran Sang Khalik yang telah menciptakan alam semesta dalam suatu keteraturan hingga dari lisan terpetik berjuta rasa syukur kehadirat ALLAH SWT. Karena atas limpahan Rahmat dan Karunia-Nyalah sehingga kami diberikan kesempatan dan kesehatan untuk dapat menyelesaikan makalah TRANSISTOR yang terlaksana dengan baik. Shalawat dan salam senantiasa tercurah kepada baginda Nabi Muhammad SAW, yang diutus ke permukaan bumi ini menuntun manusia dari lembah kebiadaban menuju ke puncak peradaban seperti sekarang ini. Kami menyadari sepenuhnya,dalam penyusunan makalah ini tidak lepas dari tantangan dan hambatan. Namun berkat kerja keras dan motivasi dari pihakpihak langsung maupun tidak langsung yang memperlancar jalannya penyusunan makalah ini. Olehnya itu, secara mendalam kami ucapkan banyak terimah kasih atas bantuan dan motivasi yang diberikan sehingga Penyusun dapat menyelesaikan makalah ini. Akhirnya dengan segala kerendahan hati kami menyadari bahwa hanya kepada AlLAH SWT jualah kita menyerahkan segalanya. Semoga kita semua mendapat curahan Rahmat dan Ridho-Nya, Aamiin. Makassar, 09 Oktober 2012 Penyusun

3 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pembahasan Transistor Walter H. Brattain dan John Bardeen pada akhir Desember 1947 di Bell Telephone Laboratories berhasil menciptakan suatu komponen yang mempunyai sifat menguatkan yaitu yang disebut dengan Transistor.Keuntungan komponen transistor ini dibanding dengan pendahulunya,yakni tabung hampa,adalah ukuran fisiknya yang sangat kecil dan ringan.bahkan dengan teknologi sekarang ini ratusan ribu transistor dapat dibuat dalam satu keping silikon.disamping itu komponen semikonduktor ini membutuhkan sumber daya yang kecil serta serta efesiensi yang tinggi. B. Tujuan Pembahasan Transistor Agar mahasiswa-mahasiswi untuk meningkatkan pengetahuan mengenai elektronika semikonduktor dan pengetahuan lebih mendalam tentang kerja transistor,dijabarkan persamaan statik dasar transistror bipolar.erbagai modus kerja transistor kemudian dipaparkan lebih sederhana agar mudah untuk pemahamahan dan pembahasannya. C. Rumusan Masalah Dalam makalah ini membahas tentang: 1. Sejarah penemuan transistor 2. Aliran Arus Listrik pada Transistor PNP dan NPN 3. Prinsip Kerja Transistor PNP dan NPN 4. Transistor Sebagai Saklar Elektronik 1.4 Batasan Masalah Berdasarkan rumusan masalah, maka makalah ini tidak membahas: 1. Tipe-tipe transistor 2. Transistor uniplar secara terperinci 3. Fungsi transistor secara terperinci

4 BAB II PEMBAHASAN Transistor adalah kompnen yang mengubah wajah dunia,memungkinkan ukuran peralatan elektronika semakin kecil dan kompak dan daya konsumsinya rendah,juga mengawali era elektronika digital. Walter H. Brattain dan John Bardeen pada akhir Desember 1947 di Bell Telephone Laboratories berhasil menciptakan suatu komponen yang mempunyai sifat menguatkan yaitu yang disebut dengan Transistor.Keuntungan komponen transistor ini dibanding dengan pendahulunya,yakni tabung hampa,adalah ukuran fisiknya yang sangat kecil dan ringan.bahkan dengan teknologi sekarang ini ratusan ribu transistor dapat dibuat dalam satu keping silikon.disamping itu komponen semikonduktor ini membutuhkan sumber daya yang kecil serta serta efesiensi yang tinggi. Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat,sebagai sirkuit pemutusdan penyambung (switching),stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.transistor dapat berfungsi kran listrik,dimana berdasrkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter) Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

5 1. Fungsi Transistor Fungsi transistor antara lain sebagai berikut: a. Perata arus pada adaptor b. Penguat arus (amplifier) c. Penahan sebagian arus d. Pebangkit frekuensi rendah dan tinggi (osilator) e. Saklar elektronik (switching) f. dll 2. karakteristik Transistor Pada bagian ini kita akan mempelajari tiga karakteristik transisttror yaitu karakteristik masukan, karakteristik keluaran, dan karakteristik transfer. Dari karakteristik masukan kita dapat menghitung hambatan masukan dan dari karakteristik keluaran kita dapat menghitung hambatan keluaran, sedangkan dari karakteristik transfer kita dapat menghitung penguatan arus. a. Karakteristik Masukan Karakteristik masukan suatu transistor dinyatakan dalam grafik yang menyatakan hubungan antara tegangan basis-emitor dan arus basis untuk tegangan kolektor-emitor yang nilainya konstan. b. Karakteristik keluaran Karakteristik keluaran suatu transistor dinyatakan dalam grafik yang menyatakan hubungan antara tegangan kolektor-emitor dan arus kolektor untuk beberapa nilai arus basis yang konstan. c. Karakteristik Transfer Karakteristik transfer suatu transfer dinyatakan dalam grafik yang menyatakan hubungan antara arus basis dan arus kolektor untuk tegangan kolektor-emitor yang bernilai konstan.

6 3. BENTUK TRANSISTOR Konstruksi transistor terdiri dari suatu lapisan tipis semikonduktor jenis-p atau jenis-n yang diapit oleh dua bahan semikonduktor jenis lain. Berdasarkan susunan semikonduktornya, transistor dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu transistor NPN dan transistor PNP. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor. 4. SIMBOL TRANSISTOR a. Jenis Transistor Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar. Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub. Transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buahpersambungan kutub. 1. Transistor Bipolar Transistor bipolar adalah komponen elktronika yang terdiri dari tiga buah kaki, yaitu emitor (E), basis (B), dan kolektor (C). Tansistor terdiri dari dua jenis yaitu transistor tipe NPN dan transistor tipe PNP. Tanda petunjuk arah pada masing-masing tipe yang ditunjuk anak panah adalah merupakan terminal emitor.

7 2. Transistor Unipolar Transistor unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal N, JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P. 5. CARA KERJA TRANSISTOR Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.

8 FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut. Pada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengatur jumlah aliran arus listrik. Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasang konduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah tegangan elektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalir karena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggap sebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulai mengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikan konsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiri adalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas. Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, seperti Arsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecil sehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebas dan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atom di orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebas telah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n (n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telah terbentuk. Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipep. Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru, dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristal silikon.

9 Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic dari sebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisa membuat pembawa muatan positif (hole). Dapat dilihat bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak, sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secara merata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diode junction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalam satu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P- N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yang berlawanan dari seberangnya. Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materi semikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistor bipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan dengan terminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktor yang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut. Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satu berbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuah metal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom. Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu dengan memasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satu pembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapu pembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengan kata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida. Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan. Semikonduktor dengan doping dapat diubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak. Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron atau lubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebut untuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena

10 transistor tersebut diberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walau transistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiri tidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangat tipis.

11 KESIMPULAN Kesimpulan dari makalah ini adalah Transistor adalah kompnen yang mengubah wajah dunia,memungkinkan ukuran peralatan elektronika semakin kecil dan kompak dan daya konsumsinya rendah,juga mengawali era elektronika digital. Tiga karakteristik transisttror yaitu karakteristik masukan, karakteristik keluaran, dan karakteristik transfer. Dari karakteristik masukan kita dapat menghitung hambatan masukan dan dari karakteristik keluaran kita dapat menghitung hambatan keluaran, sedangkan dari karakteristik transfer kita dapat menghitung penguatan arus. Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar. Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub. Transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buahpersambungan kutub. 1. Transistor Bipolar Transistor bipolar adalah komponen elktronika yang terdiri dari tiga buah kaki, yaitu emitor (E), basis (B), dan kolektor (C). Tansistor terdiri dari dua jenis yaitu transistor tipe NPN dan transistor tipe PNP. Tanda petunjuk arah pada masing-masing tipe yang ditunjuk anak panah adalah merupakan terminal emitor. 2. Transistor Unipolar Transistor unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal N, JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P.