5.1. Junction transistor. Bagian 5 KARAKTERISTIK TRANSISTOR. Transistor Open-Circuit

dokumen-dokumen yang mirip
Pada transistor npn, seluruh polaritas arus dan tegangan merupakan kebalikan dari transistor pnp.

Cutoff Region Short-Circuited Base Open-Circuited Base Cutin Voltage

6.8 Daerah Saturasi ( Saturation Region ) CE

Bagian 4 Karakteristik Junction Dioda

ANALISIS LANJUTAN. Tingkat Energi & Orbit Elektron. Pita Energi Semikonduktor Intrinsik. Pita Energi Pada Semikonduktor Ter-Doping

Transistor Bipolar. III.1 Arus bias

Transistor Bipolar. oleh aswan hamonangan

TRANSISTOR. Pengantar Teknik Elektronika Program Studi S1 Informatika Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto

B a b. Bipolar Junction Transistor

Transistor Bipolar BJT Bipolar Junction Transistor

Dioda-dioda jenis lain

TRANSISTOR 9.1 Dasar-dasar Transistor

Struktur Fisik Bipolar Junction Transistor (BJT)

struktur dua dimensi kristal Silikon

Mata kuliah Elektronika Analog L/O/G/O

Prinsip kerja transistor adalah arus bias basis-emiter yang kecil mengatur besar arus kolektor-emiter.

TRANSISTOR BIPOLAR. Oleh : Danny Kurnianto,S.T.,M.Eng. 1. IDE DASAR TRANSISTOR Gambaran ide dasar sebuah transistor dapat dilihat pada Gambar 1.

Semikonduktor. Prinsip Dasar. oleh aswan hamonangan

Elektronika : Teori dan Penerapan. Herman Dwi Surjono, Ph.D.

TRANSISTOR Oleh : Agus Sudarmanto, M.Si Tadris Fisika Fakultas Tarbiyah IAIN Walisongo

1. Perpotongan antara garis beban dan karakteristik dioda menggambarkan: A. Titik operasi dari sistem B. Karakteristik dioda dibias forward

BAB VII ANALISA DC PADA TRANSISTOR

Karakteristik Transistor. Rudi Susanto

Dioda Semikonduktor dan Rangkaiannya

MODUL 05 TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT

PERTEMUAN 9 RANGKAIAN BIAS TRANSISTOR (LANJUTAN)

BAB II DASAR TEORI Gambar 2.1. Simbol Dioda.

Pertemuan 10 A. Tujuan 1. Standard Kompetensi: Mempersiapkan Pekerjaan Merangkai Komponen

Modul 03: Catu Daya. Dioda, Penyearah Gelombang, dan Pembebanan. 1 Alat dan Komponen. 2 Teori Singkat. Reza Rendian Septiawan February 11, 2015

PERTEMUAN 2 TEORI DASAR (DIODA)

- Medan listrik yang terbentuk pada junction akan menolak carrier mayoritas.

TRANSISTOR 1. TK2092 Elektronika Dasar Semester Ganjil 2012/2013. Hanya dipergunakan untuk kepentingan pengajaran di lingkungan Politeknik Telkom

Gambar 1 Tegangan bias pada transistor BJT jenis PNP

Semikonduktor. Sifat. (ohm.m) Tembaga 1,7 x 10-8 Konduktor Silikon pd 300 o K 2,3 x 10 3 Semikonduktor Gelas 7,0 x 10 6 Isolator

I. Tujuan Praktikum. Mampu menganalisa rangkaian sederhana transistor bipolar.

SATUAN ACARA PERKULIAHAN

SEMIKONDUKTOR oleh: Ichwan Yelfianhar dirangkum dari berbagai sumber

Fungsi Transistor dan Cara Mengukurnya

SATUAN ACARA PERKULIAHAN UNIVERSITAS GUNADARMA

Teori Semikonduktor. Elektronika (TKE 4012) Eka Maulana. maulana.lecture.ub.ac.id

MAKALAH TRANSISTOR DISUSUN O L E H : KELOMPOK IV

Pengertian Transistor fungsi, jenis, dan karakteristik

Semikonduktor. PDF created with pdffactory Pro trial version

Materi 5: Bipolar Junction Transistor (BJT)

Karakterisasi XRD. Pengukuran

TK 2092 ELEKTRONIKA DASAR

Elektronika (TKE 4012)

ROBOT LINE FOLLOWER ANALOG

DIODA. Program Studi S1 Informatika ST3 Telkom Purwokerto

Bab 1. Semi Konduktor

Catatan Tambahan: Analisis Penguat CE, CB, dan CC dengan resistansi Internal transistor yang tidak bisa diabaikan (nilai r o finite)

Multimeter. NAMA : Mulki Anaz Aliza NIM : Kelas : C2=2014. Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas. Lompat ke: navigasi, cari

hubungan frekuensi sumber tegangan persegi dengan konstanta waktu ( RC )?

Mekatronika Modul 1 Transistor sebagai saklar (Saklar Elektronik)

BAB II LANDASAN TEORI

Atom silikon dan germanium masingmempunyai empat elektron valensi. Oleh karena itu baik atom silikon maupun atom germanium disebut juga dengan atom

BAB 8 ALAT UKUR DAN PENGUKURAN LISTRIK

PENGUAT EMITOR BERSAMA (COMMON EMITTER AMPLIFIER) ( Oleh : Sumarna, Lab-Elins Jurdik Fisika FMIPA UNY )

MODUL 06 PENGUAT DAYA PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TA 2017/2018

MODUL 04 TRANSISTOR PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TA 2017/2018

Bias dalam Transistor BJT

Transistor Efek Medan - Field Effect Transistor (FET)

Modul Elektronika 2017

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Sensor dan Transduser

SIMBOL DAN STRUKTUR DIODA

Transistor Dwi Kutub. Laila Katriani.

DASAR PENGUKURAN LISTRIK

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR. Disusun Oleh: Nama : NIM :

NAMA : WAHYU MULDAYANI NIM : INSTRUMENTASI DAN OTOMASI. Struktur Thyristor THYRISTOR

PERTEMUAN 12 ALAT UKUR MULTIMETER

Satuan Acara Perkuliahan

BAB IV PERHITUNGAN & ANALSIS HASIL KARAKTERISASI XRD, EDS DAN PENGUKURAN I-V MSM

Modul 05: Transistor

PENERIMA OPTIK OPTICAL RECEIVER

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

ELEKTRONIKA. Bab 2. Semikonduktor

1. Semikonduktor intrinsik : bahan murni tanpa adanya pengotor bahan lain. 2. Semikonduktor ekstrinsik : bahan mengandung impuritas dari bahan lain

Penguat Kelas B Komplementer Tanpa Trafo Keluaran

Solusi Ujian 1 EL2005 Elektronika. Sabtu, 15 Maret 2014

TRANSISTOR EFEK-MEDAN (FIELD-EFFECT TRANSISTOR)

PETUNJUK PELAKSANAAN PRAKTIKUM PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI 2 ET 2200

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA DASAR

BAB 2 LANDASAN TEORI. Mikrokontroler AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1

ELEKTRONIKA. Materi 4 : Fisika Semikonduktor. Oleh: I Nyoman Kusuma Wardana

PETUNJUK PELAKSANAAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA KOMUNIKASI PRAKTIKUM TEKNIK TELEKOMUNIKASI 2 ET 2200 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

Program Studi Teknik Mesin S1

VERONICA ERNITA K. ST., MT. Pertemuan ke - 5

BAB I PENDAHULUAN. Perbedaan tabung hampa dengan transistor adalah sebagai berikut:

Karakteristik dan Rangkaian Dioda. Rudi Susanto

BAB 2 PN Junction dan Dioda. Oleh : Unang Sunarya, ST.,MT

Daerah Operasi Transistor

TUGAS DAN EVALUASI. 2. Tuliska macam macam thyristor dan jelaskan dengan gambar cara kerjanya!

STRUKTUR CRISTAL SILIKON

UNJUK KERJA CATU DAYA 12 VOLT 2A DENGAN PASS ELEMENT TRANSISTOR NPN DAN PNP

PHOTODETECTOR. Ref : Keiser

Prinsip Semikonduktor

Solusi Ujian Akhir Semester EL2005 Elektronika Senin, 12 Mei

Elektronika Daya ALMTDRS 2014

PENGERTIAN THYRISTOR

DIODA DAYA (Power Diode)

Transkripsi:

5.1. Junction transistor Bagian 5 KARAKTERISTIK TRANSISTOR Transistor Open-Circuit Elektronika 1 49 Irwan Arifin 2004

Transistor terbias pada daerah aktif (active region) Elektronika 1 50 Irwan Arifin 2004

5.2 Komponen-komponen arus transistor - Arus I E terdiri atas arus hole I pe (arus hole dari emitor ke basis) dan arus elektron I ne (arus elektron dari basis ke emitor). I E = I pe + I ne (5.1) Untuk pnp, seluruh nilai arus di atas bernilai positif. Untuk npn, berlaku sebaliknya. - Rasio arus hole terhadap arus elektron, I pe /I ne, proporsional terhadap rasio konduktivitas materi p terhadap materi n. - Pada transistor komersial, doping emitor lebih besar dari doping basis, untuk memastikan bahwa arus emitor didominasi oleh arus hole. Hal ini dilakukan karena arus elektron tidak memberikan kontribusi terhadap fungsi utama transistor, yaitu menyalurkan carrier ke kolektor. - Sebagian dari arus hole yang melintasi junction emitor akan menyeberang hingga junction kolektor (I pc1 ), sebagian lagi akan melakukan rekombinasi di basis sebesar (I E -I pc1 ). - Pada saat emitor open-circuit dan kolektor mendapat bias mundur (reverse biased), I C dipastikan sama dengan arus saturasi balik I CO (ingat dioda terbias mundur!). Arus balik ini terdiri atas dua komponen, I nco yang terdiri atas arus elektron dari p menuju n melintasi J C dan arus hole dari n menuju p melintasi J C, I pco. -I CO = I nco + I pco (5.2) Elektronika 1 51 Irwan Arifin 2004

Karena emitor open-circuit, maka I E = 0, sehingga I pco terjadi terhadap sejumlah kecil hole yang terbentuk secara termal di dalam basis. - Pada kondisi seperti gambar 5.4 di atas, dimana emitor juga mendapat bias maju, I C = I CO I pc1 = I CO - αi E (5.3) α merupakan fraksi terhadap arus emitor total, yang menunjukkan jumlah hole yang menyeberang ke J C. Untuk transistor pnp, I E benilai positif dan arus I C serta I CO bernilai negatif. Untuk transistor npn arah arus akan terbalik. - Difusi total arus hole yang melintasi J C dari basis adalah : I pc I pc1 + I pco (5.4) yang nilainya sebanding dengan gradien distribusi p n pada J C, spt pada gambar 5.3c Large-signal Current Gain, α α dapat didefinisikan sebagai rasio peningkatan arus-kolektor negatif dari cutoff terhadap perubahan arus emitor dari cutoff (I E = 0) atau I C I CO α (5.5) I E 0 α dinamakan large-signal current gain untuk transistor common-base. Karena I C dan I E memiliki tanda yang berlawanan (baik untuk pnp maupun npn), maka α selalu bernilai positif. Biasanya α benilai antara 0,90 hingga 0,995. Perlu dicatat bahwa nilai α tidak konstan, melainkan berubah terhadap arus emitor (I E ), tegangan kolektor (V CB ), dan suhu. Persamaan Umum untuk transistor Persamaan 5.3 di atas hanya berlaku untuk transistor dalam daerah aktif (active region). Pada kondisi ini, arus kolektor tidak tergantung pada tegangan kolektor dan hanya tergantung pada arus emitor. Bentuk persamaan transistor yang berlaku untuk berbagai keadaan adalah : I C E CO ( ) V C / V T 1 e = αi + I (5.6) Perlu diperhatikan bahwa jika V C bernilai negatif dan memiliki nilai yang jauh lebih besar dari V T, maka persamaan 5.6 akan menjadi persamaan 5.3. Persamaan ini serupa dengan persamaan untuk photodiode, yang telah dibahas sebelumnya. Elektronika 1 52 Irwan Arifin 2004

5.3 Transistor sebagai penguat (amplifier) Gambar di atas sama dengan gambar 5.3a. Perubahan tegangan sebesar V i, antara emitor dan basis akan menimbulkan perubahan arus-emitor I E yang besar. Didefinisikan simbol α' untuk menunjukkan fraksi perubahan arus ( I C = α' I E ) yang terjadi yang kemudian dialirkan ke R L. Perubahan tegangan keluaran yang terjadi pada hambatan beban : V L = -R L I C = -α'r L I E bisa bernilai beberapa kali lipat nilai perubahan tegangan masukan V i. Dalam kondisi ini, penguatan tegangan A V L / V i akan bernilai lebih dari satu, dan transistor berfungsi sebagai penguat (amplifier). Jika resistansi dinamis pada J E bernilai r e, maka V i = r e I E, dan A α' R I α' R L E L = (5.7) re I E re Sebagai contoh, jika r e = 40 Ω, α' = -1, dan R L = 3000 Ω, maka A = +75. Parameter α' Parameter α' di atas didefinisikan sebagai rasio perubahan arus kolektor terhadap perubahan arus emitor pada tegangan kolektor-basis konstan, dan dinamakan, negative of the small-signal short-circuit current transfer ratio, atau gain. I C α' (5.8) Dengan asumsi bahwa α independen terhadap I E, maka α' = -α. I E V CB Elektronika 1 53 Irwan Arifin 2004

5.4 Konstruksi Transistor Ada empat teknik dasar yang digunakan untuk membuat dioda, transistor, dan perangkat semikonduktor lain. Berdasarkan cara pembuatannya, secara umum perangkat semikonduktor dapat dibagi atas : grown, alloy, diffusion, atau epitaxial. - Tipe grown, dibuat dengan menarik kristal tunggal dari silikon atau germanium cair, dimana konsentrasi ketidakmurniannya diubah (di-doping) ketika proses penarikan berlangsung. - Tipe alloy, dinamakan juga konstruksi fusi. Bagian tengah (basis) berupa wafer tipis berjenis-n. Dua titik kecil indium ditempelkan pada wafer di dua sisi yang berlawanan. Selanjutnya, struktur dipanaskan dalam waktu singkat, dengan suhu di atas titik cari indium, tapi di bawah titik cair silikon/germanium, sehingga indium tertempel rapat pada wafer. Pada saat pendinginan, terjadi rekristalisasi pada area kontak basis. Kolektor dibuat lebih besar dari emitor, agar lebih banyak carrier yang terbawa ke kolektor dibandingkan dengan yang terkirim ke basis. - Tipe diffusion, pembuatan semikonduktor dilakukan melalui proses difusi gas pada lempengan wafer semikonduktor. Gas berisi doping, baik dari jenis-n maupun p. - Tipe epitaxial, terdiri atas proses penumbuhan kristal tunggal silikon/ germanium yang sangat tipis, berkemurnian tinggi pada substrat (bahan) yang sama, namun telah terdoping dalam jumlah besar. Kristal yang membesar akan membentuk kolektor, di mana padanya akan didifusikan basis dan emitor. Elektronika 1 54 Irwan Arifin 2004

5.5 Konfigurasi Common-Base Gambar di atas menunjukkan konfigurasi grounded-base, yang dinamakan juga common-base. Pada transistor pnp, komponen utama arusnya adalah hole. Karena hole mengalir dari emitor menuju kolektor, dan sebagian menuju ground pada terminal basis, maka (lihat gambar 5.1) I E bernilai positif, I C bernilai negatif, dan I B bernilai negatif. Unttuk junction emitor yang terbias maju, V EB bernilai positif, dan untuk junction kolektor terbias mundur, V CB bernilai negatif. Pada transistor npn, seluruh polaritas arus dan tegangan merupakan kebalikan dari transistor pnp. Dari pers.(5.6) terlihat bahwa arus output, I C sepenuhnya ditentukan oleh arus input (I E ) dan tegangan output (kolektor ke basis) V CB = V C. Output ini secara implisit dapat ditulis sbb. : (Baca : I C merupakan fungsi φ 2 dari V CB dan I E ). I C = φ 2 (V CB, I E ) (5.9) Elektronika 1 55 Irwan Arifin 2004

Demikian juga jika V CB dan I E kita perlakukan sebagai variabel independen, tegangan input (emitor ke basis) V EB sepenuhnya ditentukan oleh kedua variabel independen tersebut. Bentuk implisit karakteristik input ini adalah : I EB = φ 1 (V CB, I E ) (5.10) Elektronika 1 56 Irwan Arifin 2004