Transistor Bipolar. oleh aswan hamonangan

dokumen-dokumen yang mirip
Transistor Bipolar. III.1 Arus bias

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

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

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

Daerah Operasi Transistor

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

Dioda-dioda jenis lain

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

Transistor Bipolar BJT Bipolar Junction Transistor

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

Divais Elektronika TRANSISTOR

Karakteristik Transistor. Rudi Susanto

MODUL 05 TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT

PERTEMUAN 9 RANGKAIAN BIAS TRANSISTOR (LANJUTAN)

Elektronika (TKE 4012)

BAB VII ANALISA DC PADA TRANSISTOR

Gambar 1 Tegangan bias pada transistor BJT jenis PNP

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

Bias dalam Transistor BJT

Materi 5: Bipolar Junction Transistor (BJT)

6.8 Daerah Saturasi ( Saturation Region ) CE

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

MODUL 04 TRANSISTOR PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TA 2017/2018

Solusi Ujian 1 EL2005 Elektronika. Sabtu, 15 Maret 2014

TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR DAN SUMBER ARUS

BAB II LANDASAN TEORI. 2.1 Rangkaian Pembangkit Pulsa (Clock) Rangkaian ini berhubuhan dengan rangkaian Multivibrator.

TUGAS AKHIR. Secara garis besar dari tugas-tugas yang telah dikerjakan dapat dibuat rangkuman sebagai berikut :

Pada transistor npn, seluruh polaritas arus dan tegangan merupakan kebalikan dari transistor pnp.

MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA DASAR

PERCOBAAN IV TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

THYRISTOR. SCR, TRIAC dan DIAC. by aswan hamonangan

MODUL 06 PENGUAT DAYA PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TA 2017/2018

Semikonduktor. Prinsip Dasar. oleh aswan hamonangan

Rangkaian Penguat Transistor

struktur dua dimensi kristal Silikon

Mata kuliah Elektronika Analog L/O/G/O

KARAKTERISTIK TRANSISTOR

controlled rectifier), TRIAC dan DIAC. Pembaca dapat menyimak lebih jelas

Pengertian Transistor fungsi, jenis, dan karakteristik

KARAKTERISTIK TRANSISTOR. Risa Farrid Christianti

Fungsi Transistor dan Cara Mengukurnya

SATUAN ACARA PERKULIAHAN UNIVERSITAS GUNADARMA

DIODA KHUSUS. Pertemuan V Program Studi S1 Informatika ST3 Telkom

SATUAN ACARA PERKULIAHAN

Modul 05: Transistor

1 DC SWITCH 1.1 TUJUAN

BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN ANALISIS

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

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II Transistor Bipolar

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

Modul 3. Asisten : Catra Novendia Utama ( ) : Derina Adriani ( )

LAPORAN PRAKTIKUM ELKA ANALOG

Transistor Dwi Kutub. Laila Katriani.

Penguat Kelas B Komplementer Tanpa Trafo Keluaran

Program Studi Teknik Mesin S1

Praktikum Rangkaian Elektronika MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKRONIKA

Materi 6: Transistor Fundamental

MODUL 04 PENGENALAN TRANSISTOR SEBAGAI SWITCH

LAB SHEET ILMU BAHAN DAN PIRANTI

Modul Elektronika 2017

PRAKATA. Diktat ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu saran serta kritik yang membangun akan penulis terima dengan sengan hati.

BAB III. Perencanaan Alat

Mekatronika Modul 2 Silicon Controlled Rectifier (SCR)

RANGKAIAN-RANGKAIAN PRATEGANGAN TRANSISTOR. Oleh : Danny Kurnianto,S.T.,M.Eng

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

B a b. Bipolar Junction Transistor

III. METODE PENELITIAN. Pelaksanaan tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Jurusan Teknik Elektro

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

ROBOT LINE FOLLOWER ANALOG

KATA PENGANTAR. Surabaya, 13 Oktober Penulis

BAB II LANDASAN TEORI

SOAL UJIAN PENDIDIKAN KEWIRAUSAHAAN DAN PRAKARYA REKAYASA TEKNOLOGI (ELEKTRONIKA)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Dioda Semikonduktor dan Rangkaiannya

PERTEMUAN 1 ANALISI AC PADA TRANSISTOR

DIODE TRANSISTOR LOGIC (DTL)

Transistor Efek Medan - Field Effect Transistor (FET)

BAB II DASAR TEORI Gambar 2.1. Simbol Dioda.

PENGUAT MENGGUNAKAN TRANSISTOR

Pendahuluan. 1. Timer (IC NE 555)

Semikonduktor. PDF created with pdffactory Pro trial version

Tahap Ouput dan Penguat Daya

PANDUAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK

PANDUAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR LABORATORIUM FISIKA DASAR FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK

BAB VF, Penguat Daya BAB VF PENGUAT DAYA

THYRISTOR & SILICON CONTROL RECTIFIER (SCR)

MODUL PRAKTIKUM ELEKTRONIKA LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM KADIRI KEDIRI

[LAPORAN PENGUAT DAYA KELAS A] BAB I PENDAHULUAN

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

SILABUS (DASAR ELEKTRONIKA) Semester II Tahun Akademik 2014/2015. Dosen Pengampu : 1. Syah Alam, S.Pd, M.T

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR

DIODA. Program Studi S1 Informatika ST3 Telkom Purwokerto

Struktur Fisik Bipolar Junction Transistor (BJT)

PENGERTIAN THYRISTOR

BAB I HAMBATAN. Tujuan: 1. Menjelaskan komponen resistor 2. Menjelaskan komponen kapasitor 3. Menjelaskan komponen induktor

PERCOBAAN 6 RANGKAIAN PENGUAT KLAS B PUSH-PULL

RANGKAIAN INVERTER DC KE AC

MODUL PRAKTEK RANGKAIAN ELEKTRONIKA

Praktikum Rangkaian Listrik & Bahan Semikonduktor. Rudi Susanto

Transkripsi:

Transistor Bipolar oleh aswan hamonangan Pada tulisan tentang semikonduktor telah dijelaskan bagaimana sambungan NPN maupun PNP menjadi sebuah transistor. Telah disinggung juga sedikit tentang arus bias yang memungkinkan elektron dan hole berdifusi antara kolektor dan emitor menerjang lapisan base yang tipis itu. Sebagai rangkuman, prinsip kerja transistor adalah arus bias base-emiter yang kecil mengatur besar arus kolektor-emiter. Bagian penting berikutnya adalah bagaimana caranya memberi arus bias yang tepat sehingga transistor dapat bekerja optimal. Arus bias Ada tiga cara yang umum untuk memberi arus bias pada transistor, yaitu rangkaian CE (Common Emitter), CC (Common Collector) dan CB (Common Base). Namun saat ini akan lebih detail dijelaskan bias transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan berguna terutama untuk memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor power, misalnya. Arus Emiter Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk kesatu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika teorema tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan hubungan : I E = I C + I B...(1) arus emitor Persamanaan (1) tersebut mengatakan arus emiter I E adalah jumlah dari arus kolektor I C dengan arus base I B. Karena arus I B sangat kecil sekali atau disebutkan I B << I C, maka dapat di nyatakan : Alpha ( ) I E = I C...(2) Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesikikasi dc (alpha dc) yang tidak lain adalah : dc = I C /I E...(3) Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor. Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus emiter maka idealnya besar dc adalah = 1 (satu). Namun umumnya transistor yang ada memiliki dc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99. Beta ( ) Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor dengan arus base.

= I C /I B... (4) Dengan kata lain, adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika dalam merencanakan rangkaiannya. Misalnya jika suatu transistor diketahui besar =250 dan diinginkan arus kolektor sebesar 10 ma, maka berapakah arus bias base yang diperlukan. Tentu jawabannya sangat mudah yaitu : I B = I C / = 10mA/250 = 40 ua Arus yang terjadi pada kolektor transistor yang memiliki = 200 jika diberi arus bias base sebesar 0.1mA adalah : I C = I B = 200 x 0.1mA = 20 ma Dari rumusan ini lebih terlihat defenisi penguatan arus transistor, yaitu sekali lagi, arus base yang kecil menjadi arus kolektor yang lebih besar. Common Emitter (CE) Rangkaian CE adalah rangkain yang paling sering digunakan untuk berbagai aplikasi yang mengunakan transistor. Dinamakan rangkaian CE, sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt dihubungkan pada titik emiter. Sekilas Tentang Notasi rangkaian CE Ada beberapa notasi yang sering digunakan untuk mununjukkan besar tegangan pada suatu titik maupun antar titik. Notasi dengan 1 subscript adalah untuk menunjukkan besar tegangan pada satu titik, misalnya V C = tegangan kolektor, V B = tegangan base dan V E = tegangan emiter. Ada juga notasi dengan 2 subscript yang dipakai untuk menunjukkan besar tegangan antar 2 titik, yang disebut juga dengan tegangan jepit. Diantaranya adalah : V CE = tegangan jepit kolektor- emitor V BE = tegangan jepit base - emitor V CB = tegangan jepit kolektor - base Notasi seperti V BB, V CC, V EE berturut-turut adalah besar sumber tegangan yang masuk ke titik base, kolektor dan emitor. Kurva Base

Hubungan antara IB dan VBE tentu saja akan berupa kurva dioda. Karena memang telah diketahui bahwa junction base-emitor tidak lain adalah sebuah dioda. Jika hukum Ohm diterapkan pada loop base diketahui adalah : I B = (V BB - V BE ) / R B... (5) V BE adalah tegangan jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya akan mengalir jika tegangan antara baseemitor lebih besar dari V BE. Sehingga arus I B mulai aktif mengalir pada saat nilai V BE tertentu. kurva I B -V BE Besar V BE umumnya tercantum di dalam databook. Tetapi untuk penyerdehanaan umumnya diketahui V BE = 0.7 volt untuk transistor silikon dan V BE = 0.3 volt untuk transistor germanium. Nilai ideal V BE = 0 volt. Sampai disini akan sangat mudah mengetahui arus I B dan arus I C dari rangkaian berikut ini, jika diketahui besar = 200. Katakanlah yang digunakan adalah transistor yang dibuat dari bahan silikon. &mnbsp; rangkaian-01 I B = (V BB - V BE ) / R B = (2V - 0.7V) / 100 K = 13 ua Dengan = 200, maka arus kolektor adalah : I C = I B = 200 x 13uA = 2.6 ma Kurva Kolektor Sekarang sudah diketahui konsep arus base dan arus kolektor. Satu hal lain yang menarik adalah bagaimana hubungan antara arus base I B, arus kolektor I C dan tegangan kolektor-emiter V CE. Dengan mengunakan rangkaian-01, tegangan V BB dan V CC dapat diatur untuk memperoleh plot garis-garis kurva kolektor. Pada gambar berikut telah diplot beberapa kurva kolektor arus I C terhadap V CE dimana arus I B dibuat konstan.

kurva kolektor Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah saturasi, lalu daerah cut-off, kemudian daerah aktif dan seterusnya daerah breakdown. Daerah Aktif Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus I C konstans terhadap berapapun nilai V CE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus I C hanya tergantung dari besar arus I B. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region). Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor (rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan : Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah : V CE = V CC - I C R C... (6) P D = V CE.I C... (7) Rumus ini mengatakan jumlah dissipasi daya transistor adalah tegangan kolektor-emitor dikali jumlah arus yang melewatinya. Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi P D max. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya P D max, maka transistor dapat rusak atau terbakar. Daerah Saturasi Daerah saturasi adalah mulai dari V CE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-base yang mana tegangan V CE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron. Daerah Cut-Off Jika kemudian tegangan V CC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba-tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (OFF) lalu menjadi aktif (ON). Perubahan ini dipakai pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.

rangkaian driver LED Misalkan pada rangkaian driver LED di atas, transistor yang digunakan adalah transistor dengan = 50. Penyalaan LED diatur oleh sebuah gerbang logika (logic gate) dengan arus output high = 400 ua dan diketahui tegangan forward LED, V LED = 2.4 volt. Lalu pertanyaannya adalah, berapakah seharusnya resistansi R L yang dipakai. I C = I B = 50 x 400 ua = 20 ma Arus sebesar ini cukup untuk menyalakan LED pada saat transistor cut-off. Tegangan VCE pada saat cut-off idealnya = 0, dan aproksimasi ini sudah cukup untuk rangkaian ini. R L = (V CC - V LED - V CE ) / I C = (5-2.4-0)V / 20 ma = 2.6V / 20 ma = 130 Ohm Daerah Breakdown Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan V CE lebih dari 40V, arus I C menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat merusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan V CE max yang diperbolehkan sebelum breakdown bervariasi. V CE max pada databook transistor selalu dicantumkan juga. Datasheet transistor Sebelumnya telah disinggung beberapa spesifikasi transistor, seperti tegangan V CE max dan P D max. Sering juga dicantumkan di datasheet keterangan lain tentang arus I C max V CB max dan V EB max. Ada juga P D max pada T A = 25 o dan P D max pada T C = 25 o. Misalnya pada transistor 2N3904 dicantumkan data-data seperti : V CB max = 60V V CEO max = 40V V EB max = 6 V I C max = 200 madc P D max = 625 mw T A = 25 o P D max = 1.5W T C = 25 o T A adalah temperature ambient yaitu suhu kamar. Sedangkan T C adalah temperature cashing transistor. Dengan demikian jika transistor dilengkapi dengan heatshink, maka transistor tersebut dapat bekerja dengan kemampuan dissipasi daya yang lebih besar. atau h FE Pada system analisa rangkaian dikenal juga parameter h, dengan meyebutkan h FE sebagai dc untuk mengatakan penguatan arus. dc = h FE... (8) Sama seperti pencantuman nilai dc, di datasheet umumnya dicantumkan nilai h FE minimum (h FE min ) dan nilai maksimunya (h FE max). Penutup

Perhitungan-perhitungan di atas banyak menggunakan aproksimasi dan penyederhanaan. Tergantung dari keperluannya, untuk perhitungan lebih rinci dapat juga dilakukan dengan tidak mengabaikan efek-efek bahan seperti resistansi, tegangan jepit antar junction dan sebagainya.