transistor - Emi Iryanti

TRANSISTOR
Pengantar Teknik Elektronika
Program Studi S1 Informatika
Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto
TIK
• Setelah mahasiswa mengikuti perkuliahan ini, diharapkan
mahasiswa memahami konsep dasar Transistor, dan
konfigurasi Transistor BJT
Pokok Bahasan
• Prinsip Dasar Transistor
• Daerah Kerja Transistor
• Arus Pada Transistor
Definisi
• Transistor merupakan dioda dengan dua sambungan (junction). Sambungan
itu membentuk transistor PNP maupun NPN. Transistor ini disebut
transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari
perpindahan elektron di kutup negatif mengisi kekurangan elektron (hole) di
kutup positif. bi = 2 dan polar = kutup.
• Ditemukan oleh J. Barden, WH Brattain dan W. Schockley pada tahun 1948.
• Transistor merupakan salah satu komponen aktif
• Biasanya digunakan sebagai penguat/amplifier
• Banyak digunakan sebagai penguat sinyal(amplifier), membangkitkan sinyal
(oscilator), sebagai saklar (switching) dan sebagai filter frekuensi
Jenis Transistor
1. Transistor npn : terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-p
(tipis) yang disisipkan diantara dua
semikonduktor tipe n.
E
n
p
n
C
E
C
B
B
2. Transistor pnp : terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-n
(tipis) yang disisipkan diantara dua
semikonduktor tipe p.
E
p
n
p
C
E
C
B
B
Ujung-ujung terminalnya berturut-turut disebut emitor, base dan kolektor.
Base selalu berada di tengah, di antara emitor dan kolektor.
PNP & NPN Transistor
Disebut sebagai Transistor PNP maupun NPN karena memiliki konfigurasi
sebagaimana di atas
ie
Emiter
V2 = VEB



Basis
Cara kerja transistor
Kolektor
ib
ic
V1 = VCB
Pikirkan transistor sebagai 2 dioda yang saling berlawanan.
Sambungan emiter-basis merupakan bias maju akibat V2sedangkan basiskolektor sebagai bias mundur. Elektron akan mengalir dari emiter ke basis.
Begitu elektron melewati basis, maka elektron akan menghadapi potensial
positif dari kolektor. Karena basis sangat tipis, maka hampir semua elektron ke
arah kolektor dan hanya sejumlah kecil (5%) dikumpulkan basis membentuk arus
IB
Arus basis sangat kecil (mikro ampere) sering diabaikan, sehingga yang sering
dinamakan arus transistor adalah IE dan IC
IE = I C + I B
Cara menentukan Kaki Transistor
•
•
•
•
Letakkan multimeter pada posisi Ohm Meter
Probe hitam (terminal -) adalah positif baterai dari Ohm Meter
Probe merah (terminal +) adalah negatif baterai dari Ohm Meter
Menentukan kaki basis transistor
– Bayangkan bahwa Tr terdiri dari dua buah dioda yang kedua kaki anodanya saling
dihubungkan
– Gunakan posisi R x 10, lalu ukur kaki – kaki Tr dengan kedua probe meter, jika jarum meter
bergerak ke kanan menunjuk pada harga tertentu, pilihlah salah satu diantara kaki tersebut
sebagai basis
– Pindahkan probe yang bukan basis ke kaki Tr yang lain secara bergantian sampai
mendapatkan jarum meter bergerak menyimpang ke kanan menunjuk suatu harga tertentu
(ingat forward bias pada Tr)
– Setelah diperoleh kaki basis Tr yaitu kaki yang tidak diubah kedudukannya saat mengukur
hambatan maju dioda pada Tr, maka sekarang kita lihat probe pada kaki basis tersebut, jika
probe hitam berarti jenis Tr NPN, jika kaki basis pada probe merah maka Tr PNP
Cara menentukan Kaki Transistor
• Menentukan kaki Emitor dan Kolektor, ada 2 cara:
– Cara 1 : mengukur kaki kolektor dan emitor
•
•
•
•
Pindahkan posisi Ohm meter pada R x10K (untuk Tr dari Silicon), R x 1K (Germanium)
Letakkan probe pada kaki emitor dan kolektor. Carilah kondisi dimana jarum meter bergerak sedikit
Untuk jenis NPN, probe hitam adalah kaki emitor dan probe merah adalah kolektor
Untuk jenis PNP, probe hitam adalah kaki kolektor, dan probe merah adalah emitor
– Cara 2 : mengukur basis – emitor dan basis – kolektor
• Pindahkan posisi Ohm meter pada R x10K
• Letakkan probe pada posisi arah lawan (reverse) dari dioda tersebut
• Untuk jenis NPN, probe merah diletakkan pada kaki basis dan probe hitam letaknya dipindah –
pindahkan pada kedua kaki yang lain. Apabila jarum meter bergerak sedikit, berarti probe hitam
tersebut adalah emitor, sebaliknya jika jarum tidak bergerak sama sekali maka pada probe hitam
tersebut adalah kolektor
• Untuk jenis PNP, probe hitam diletakkan pada kaki basis dan probe merah letaknya dipindah –
pindahkan pada kedua kaki yang lain. Apabila jarum meter bergerak sedikit, berarti probe merah
tersebut adalah emitor, sebaliknya jika jarum tidak bergerak sama sekali maka pada probe merah
tersebut adalah kolektor
Arti Kode Huruf pada Tr
• Tipe Tr buatan Eropa
• Huruf yang pertama menyatakan semikonduktor
–
–
–
–
–
A – Germanium
B – Silicon
C – Arsenida galium
D – Antimonida indium
R – Sulfida cadmium
• Huruf yang kedua menyatakan pemakaian komponen tersebut
–
–
–
–
–
–
–
–
–
A – dioda detector, dioda kecepatan tinggi, dioda pencampur
B – dioda dengan kapasitas variable
C – Tr frekuensi rendah
D – Tr daya frekuensi rendah
E – dioda tunnel
F – Tr frekuensi radio, bukan daya
G – macam ragam keperluan
L – Tr daya, frekuensi radio
N – photo coupler
– P – detektor radiasi
– Q – generator radiasi
– R – alat pengendali & saklar (cth.
Triac)
– S – driver amplifier
– T – alat pengendali & switching
– U – dioda pengganda
– Y – penyearah
– Z – pemantap tegangan
Huruf /angka lainnya adalah nomor registrasi
Arti Kode Huruf pada Tr
• Tipe Tr buatan Jepang  cth 2 SA 101
• Angka yang pertama menyatakan
– 1 – Dioda
– 2 – Transistor
– 3 – Tetrode (Tr khusus)
• Huruf yang pertama menyatakan
– S – bahan semikonduktor kualitas jepang
• Huruf kedua menyatakan
– A – Tr PNP frekuensi tinggi
– B – Tr PNP frekuensi rendah
– C – Tr NPN frekuensi tinggi
– D – Tr NPN frekuensi rendah
Huruf /angka lainnya adalah nomor registrasi
Arti Kode Huruf pada Tr
• Tipe Tr buatan Amerika
• Tr buatan Amerika dilengkapi dengan data book yang lengkap memuat sifat
– sifat transistor dan pemakaiannya.
• Sedikit ciri yang dapat kita kenal
– Untuk dioda 1N….
– Untuk Tr 2N….
• Contoh Tr buatan Amerika yang lain
• GE 2N…berarti Tr buatan pabrik General Electric
Huruf /angka lainnya adalah nomor registrasi
Daerah Operasi Transistor
Sebuah Transistor memiliki empat daerah Operasi Transistor :
1. Daerah Aktif
2. Daerah CutOff
3. Daerah Saturasi
4. Daerah Breakdown
Daerah Aktif
Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif,
yaitu ketika arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari
kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari
besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear
(linear region).
Daerah Cut-Off
Jika kemudian tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai
tegangan VCE tertentu yang menyebabkan arus IC mulai konstan.
Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada
daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (On) menjadi keadaan
mati (Off). 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.
Daerah Saturasi
Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira
0.7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektorbase yang membuat tegangan VCE belum mencukupi untuk
dapat mengalirkan elektron.
Daerah Breakdown
Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan VCE lebih dari 40 V,
arus IC menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini
disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor
tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat me-rusak
transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan
VCE max yang diperbolehkan sebelum breakdown bervari-asi. VCE
max pada data book transistor selalu dicantumkan juga.
Ringkasan Daerah Kerja
Operation
Region
Cutoff
IB or VCE
Char.
IB = Very
small
Saturation VCE = Small
Active
Linear
VCE =
Moderate
Breakdown
VCE =
Large
BC and BE
Junctions
Reverse &
Reverse
Forward &
Forward
Reverse &
Forward
Beyond
Limits
Mode
Open
Switch
Closed
Switch
Linear
Amplifier
Overload
Arus Pada Transistor
• 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 :
• IE = IC + IB
• Persamanaan tersebut mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus
kolektor IC dengan arus base IB. Karena arus IB sangat kecil sekali atau
disebutkan IB << IC, maka dapat di nyatakan :
• IE = IC
Alpha (α)
•
Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesikikasi αdc
(alpha dc) yang tidak lain adalah :
•
αdc = IC/IE
•
Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor.
•
Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus
emiter maka idealnya besar αdc adalah = 1 (satu). Namun umumnya
transistor yang ada memiliki αdc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99.
Beta (β)
• Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor
dengan arus base.
• β = IC/IB
• Dengan kata lain, β 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