Dioda & Transistor

DIODA

1. Tujuan Khusus Pembelajaran

Setelah mempelajari modul ini diharapkan pemakai dapat :

Memahami dasar pembentukan dioda

Memahami sifat dasar dioda

Memahami harga batas dioda

Memahami sifat listrik dioda

Memahami penggunaan dioda

2. Uraian Materi

2.1 Dasar Pembentukan Dioda

M a te r ia l P M a te r ia l N

G a m b a r D io d aS e b e lu m D ifu s i

+ + + + ++ + + + ++ + + + +

_ _ _ _ __ _ _ _ __ _ _ _ _



+ + + + _+ + + + _+ + + + _

+ _ _ _ _+ _ _ _ _+ _ _ _ _

L a p is a n P e n g o s o n g a n

Gambar 1 Simbol Dioda

2.2 Sifat dasar dari dioda

Adapun sifat dasar dari Dioda adalah menyearahkan arus satu periode saja

(lihat gambar di bawah ini)

Karakteristik dan Penggunaan Komponen Dioda dan Transistor 1

Gb.2 Sifat dasar dioda

2.3 Contoh Penggunaan

1 Untuk Pengaman Polaritas.

Gb.3 Pengaman Polaritas

2 Untuk Penyearah. (gb.2)

2.4 Harga Batas

Yang dimaksud dengan harga batas dari dioda adalah batas kemampuan

maksimal dari suatu dioda baik arus maupun tegangannya.

Contoh : Dioda 1N4001

Dengan melihat data book dari dioda maka harga batas tegangan dan arus dapat

diketahui.

Harga batas arus = 1 Ampere

Harga batas tegangan = 50 Volt


Contoh Penerapannya :

Misalnya untuk peralatan / pesawat elektronika yang membutuhkan arus dibawah

1 Amper dengan tegangan dibawah 50 V maka dioda penyearah yang digunakan

cukup dengan memakai dioda dengan type 1N 4001.

Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut ini :

Gb.4. Penyearah dioda dengan beban.

maka diodanya (D1,D2,D3,D4) cukup menggunakan dioda dengan type 1N 4001

sebanyak 4 buah. (lihat tabel pada lampiran)

2.5 Sifat Listrik dari Dioda

Gambar 5. rangkaian dioda catu maju (forward bias)


Gambar 6. kurva sifat listrik (karakteristik) dioda catu maju (forward

bias)

Gambar 7. rangkaian dioda catu mundur (reverse bias)


Gambar 8. Kurva sifat listrik ( karakteristik ) dioda dicatu mundur ( reverse

bias )

Gambar.9. Karakteristik dioda


2.6. Contoh Penggunaan Dioda

2.6.1. Sebagai Penyearah Setengah Gelombang Dengan Beban Tahanan

Penyearah setengah gelombang

dengan beban tahanan

Gambar 10. Prinsip Kerja Penyearah Setengah Gelombang

Jika A positip ( + ), B negatip ( - ), maka dioda konduksi 1 bekerja , sehingga

arus akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo.

Saat A negatip ( - ), B positip ( + ), maka dioda tidak konduksi/tidak bekerja

sehingga arus tidak mengalir.

Kejadian ini berulang/muncul lagi terus-menerus sehingga bentuk

gelombangnya dapat digambarkan sebagai berikut :

Gb.11. gelombang sinus dan pengaruh terhadap konduktansi dioda


2.6.2. Sebagai Penyearah Gelombang Penuh Dengan Dua Dioda

Rangkaian penyearah gelombang penuh

dengan dua dioda

Gambar 12 Penyearah gelombang penuh

Prinsip Kerja Dari Penyearah Gelombang Penuh Dua Dioda Dengan Beban

Tahanan.

Perlu diketahui bahwa untuk rangkaian penyearah gelombang penuh dua dioda

diperlukan transformator yang mempunyai CT (Center Tap). Gelombang sinyal

pada titik A selalu berbeda phasa 180 terhadap titik C sedangkan titik B sebagai

nolnya.

Jika titik A positip ( + ), titik C negatip ( - ), maka D1 akan konduksi kemudian arus

IF1, akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo (titik B).

Jika titik C positip ( + ), titik A negatip ( - ), maka D2 akan konduksi kemudian arus

IF2 akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo (titik B). Kejadian ini akan

selalu berulang dan gelombang/sinyalnya dapat digambarkan sebagai berikut :


Gambar 13. gelombang sinus dan hasil penyearah gelombang penuh

2.6.3. Sebagai Penyearah Gelombang Penuh Dengan Sistim Bridge (empat Dioda)

Gambar 14. Gambar rangkaian penyearah gelombang penuh sistim bridge

Prinsip Kerja Penyearah Gelombang Penuh Sistim Bridge :

Jika A positip ( + ), B negatip ( - ), maka D1 konduksi arus I akan mengalir menuju

RL dan D3 menuju titik B.

Saat B positip ( + ), A negatip ( - ), maka D2 konduksi arus I akan

mengalir.menuju RL dan D4 menuju titik B.

Kejadian ini berulang secara kontinyu sehingga gelombang sinyalnya dapat

digambarkan sebagai berikut :


Gambar 15. gelombang sinus dan penyearahan gelombang penuh (sistem

jembatan)

2.6.4. Sebagai Pengganda Tegangan

Gambar 16. Pengganda Tegangan

Prinsip Kerja Pengganda Tegangan

Jika titik B positip ( + ), maka D1 konduksi (ON), C1 akan termuati sampai U

maksimum, pada siklus berikutnya. Titik A positip maka D2 konduksi (ON)

sehingga C2 akan termuati sampai 2.U maksimum atau U.L = 2.U maksimum.


Gambar 17. Gelombang

Output sebagai berikut :


3. Lampiran

Diodes, Power Rectifier

Type See ConstructionPeak Inverse Voltage (PIV)

Max. Rect.

Maxsimum Forward Voltage Drop

Maxsimum Reverse Current

Cuse LeadNote

(V)Current

(A) (V) at Ampere (uA) at VoltsOutline Info.

1N32111N32121N32131N32141N3611

4444-

Si “Si “Si “Si “Si “

300400500600200

2020202-1

1.21.21.21.21.1

202020202

1mA1mA1mA1mA

1

300400500600200

-----

105105105105104

1N36121N36131N36141N3670A1N3671A

---44

Si JunctionSi “Si “Si “Si “

400600800700800

1111212

1-11-11-10.550.55

2221212

111

900800

400600800700800

---

D0-4DO-4

104104104105105

1N3672A1N3673A1N36751N37661N3767

44---

Si “Si “Si “Si “Si “

9001000700800900

1212353535

0.550.551.81.81.8

1212353535

7006005mA4mA3mA

9001000700800900

D0-4DO-4D0-5DO-5D0-5

105105105105105

1N37681N38791N3879R1N38801N3880R

-----

SiSiSiSiSi

10005050100100

356666

1-81-41-41-41-4

356666

2mA3mA3mA3mA3mA

10005050100100

D0-5D0-4DO-4D0-4DO-4

105105106105106

1N38811N3881R1N38821N3882R1N3883

-----

SiSiSiSiSi

200200300300400

66666

1.41.41.41.41.4

66666

3mA3mA3mA3mA3mA

200200300300400

D0-4DO-4D0-4DO-4DO-4

105106105106105

1N3883R1N38891N3889R1N38901N3890R

-----

SiSiSiSiSi

4005050100100

612121212

1.41.41.41.41.4

612121212

3mA3mA3mA3mA3mA

4005050100100

DO-4D0-5DO-5D0-5D0-5

106105106105106

1N38911N3891R1N38921N3892R1N3893

-----

SiSiSiSiSi

200200300300400

1212121212

1.41.41.41.41.4

1212121212

3mA3mA3mA3mA3mA

200200300300400

DO-5D0-5DO-5D0-5D0-5

105106105106105

1N3893R1N38991N3899R1N39001N3900R

-----

SiSiSiSiSi

4005050100100

1220202020

1.41.41.41.41.4

1220202020

3mA6mA6mA6mA6mA

4005050100100

DO-5D0-5DO-5D0-5D0-5

106105106105106

1N39011N3901R1N39021N3902R1N3903

-----

SiSiSiSiSi

200200300300400

2020202020

1.41.41.41.41.4

2020202020

6mA6mA6mA6mA6mA

200200300300400

DO-5D0-5DO-5D0-5D0-5

105106105106105

1N3903R1N39091N3909R1N39101N3910R

-----

SiSiSiSiSi

4005050100100

2030303030

1.41.41.41.41.4

2030303030

6mA10mA10mA10mA10mA

4005050100100

DO-5D0-5DO-5D0-5D0-5

106105106105106

1N39111N3911R1N39121N3912R1N3913

-----

SiSiSiSiSi

200200300300400

3030303030

1.41.41.41.41.4

3030303030

10mA10mA10mA10mA10mA

200200300300400

DO-5D0-5DO-5D0-5D0-5

106105106105106

1N3913R1N40011N40021N40031N4004

-----

SiSi Junction

Si ‘Si “Si ‘

40050100200400

301111

1-41-11-11-11-1

301111

10mA5555

40050100200400

DO-5D0-15DO-15D0-15D0-15

106104104104104

1N40051N40061N40071N42451N4246

-----

Si JunctionSi ‘Si “Si ‘Si ‘

6008001000200400

11111

1-11-11-11-11-1

11111

55511

6008001000200400

DO-15D0-15D0-15

--

104104104104104

1N42471N42481N42491N43831N4384

-----

Si ‘Si “Si ‘Si ‘Si ‘

6008001000200400

1113030

1.21.21.211

11111

1111010

6008001000200400

---

DO-41DO-41

104104104104104


4. Lembar Evaluasi

1. Gambarkan dasar pembentukan dari Dioda

2. Terangkan proses dasar pembentukan Dioda

3. Gambarkan simbol dari Dioda.

4. Terangkan sifat dasar dari Dioda !

5. Berilah ( 2 buah ) contoh penggunaan sifat dasar dari Dioda !

6. Apa yang dimaksud dengan harga batas dari dioda ?.

7. Sebutkan 2 macam harga batas yang terdapat pada dioda !.

8. Sebutkan harga batas dari dioda dengan type 1N 4002 !.


5. Lembar Jawaban

1. Gambar Dasar Pembentukan Dioda



+ + + + ++ + + + ++ + + + +

_ _ _ _ __ _ _ _ __ _ _ _ _



+ + + + _+ + + + _+ + + + _

+ _ _ _ _+ _ _ _ _+ _ _ _ _

L a p is a n P e n g o s o n g a n

2. Dasar Pembentukan Dioda adalah

Jika material P dan material N dihubungkan/disusun sedemikian rupa maka akan terjadilah hubungan PN junction dan lahirlah komponen aktif yang mempunyai dua elektroda yang diberi nama Dioda.

3. Gambar simbol dari Dioda

4. Sifat dasar Dioda menyearahkan arus hanya satu periode saja.

5. Contoh Penggunaan.


6. Yang dimaksud harga batas dari dioda adalah batas kemampuan maksimum dari dioda baik arus maupun tegangannya.

7.1. Harga batas arus dalam satuan Amper

7.2. Harga batas tegangan dalam satuan Volt

8.1. Harga batas arus 1N 4002 = 1 Amper

8.2. Harga batas tegangan 1N 4002 = 100 Volt


Kegiatan Belajar 2

DIODA ZENER


Setelah membaca modul ini diharapkan pemakai dapat:

Memahami dasar pembentukan dioda zener

Memahami sifat dasar dioda zener

Memahami harga batas dioda zener

Memahami sifat listrik dioda zener

Memahami penggunaan dioda zener

2. Uraian Materi

2.1. Dasar pembentukan dioda zener

Semua dioda prinsip kerjanya adalah sebagai peyearah, tetapi karena proses

pembuatan, bahan dan penerapannya yang berbeda beda, maka nama-

namanya juga berbeda.

Secara garis besar komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi

konduktor adalah ringkas (kecil-kecil atau sangat kecil). Maka hampir-hampir kita

tidak bisa membedakan satu sama lainnya. Hal ini sangat penting untuk

mengetahui kode-kode atau tanda-tanda komponen tersebut.

2.2. Bahan Dasar Dioda Zener

Bahan dasar pembutan komponen dioda zener adalah silikon yang mempunyai

sifat lebih tahan panas, oleh karena itu sering digunakan untuk komponen-

komponen elektronika yang berdaya tinggi. Elektron-elektron yang terletak pada

orbit paling luar (lintasan valensi) sangat kuat terikat dengan intinya (proton)

sehingga sama sekali tidak mungkin elektron-elektron tersebut melepaskan diri

dari intinya.


2.3. Dasar Pembentukan Junction pn

Pembentukan dioda bisa dilaksanakan dengan cara point kontak dan junction.

Namun dalam pembahasan ini fokus pembahasan materi diarahkan pada cara

junction.

Pengertian junction (pertemuan) adalah daerah dimana tipe p dan tipe n

bertemu, dan dioda junction adalah nama lain untuk kristal pn (kata dioda adalah

pendekan dari dua elektroda dimana di berarti dua). Untuk lebih jelasnya lihat

gambar dibawah ini.

p n

+ + + ++ + + ++ + + +

_ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _

Gambar 18. pembentukan zener dioda

Sisi p mempunyai banyak hole dan sisi n banyak elektron pita konduksi. Agar

tidak membingungkan, pembawa minoritas tidak ditunjukkan, tetapi camkanlah

bahwa ada beberapa elektron pita konduksi pada sisi p dan sedikit hole pada

sisi n.

Elektron pada sisi n cenderung untuk berdifusi kesegala arah, beberapa berdifusi

melalui junction. Jika elektron masuk daerah p, ia akan merupakan pembawa

minoritas, dengan banyaknya hole disekitarnya, pembawa minoritas ini

mempunyai umur hidup yang singkat, segera setelah memasuki daerah p,

elektron akan jatuh kedalam hole. Jika ini terjadi, hole lenyap dan elektron pita

konduksi menjadi elektron valensi. Setiap kali elektron berdifusi melalui junction

ia menciptakan sepasang ion, untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini :

p n

+ + + + + + + + +

_ _ _ _ _ _ _ _ _

L a p isa n P e n g o so n g a n

___

+++

Gambar 19. junction zener dioda


Tanda positip berlingkaran menandakan ion positip dan taanda negatip

berlingkaran menandakan ion negatip. Ion tetap dalam struktur kristal karena

ikatan kovalen dan tidak dapat berkeliling seperti elektron pita konduksi ataupun

hole. Tiap pasang ion positip dan negatip disebut dipole, penciptaan dipole

berarti satu elektron pita konduksi dan satu hole telah dikeluarkan dari sirkulasi.

Jika terbentuk sejumlah dipole, daerah dekat junction dikosongkan dari muatan-

muatan yang bergerak, kita sebut daerah yang kosong muatan ini dengan

lapisan pengosongan (depletion layer).

2.4. Potensial Barier

Tiap dipole mempunyai medan listrik, anak panah menunjukkan arah gaya pada

muatan positip. Oleh sebab itu jika elektron memasuki lapisan pengosongan,

medan mencoba mendorong elektron kembali kedalam daerah n. Kekuatan

medan bertambah dengan berpindahnya tiap elektron sampai akhirnya medan

menghentikan difusi elektron yang melewati junction.

Untuk pendekatan kedua kita perlu memasukkan pembawa minoritas. Ingat sisi p

mempunyai beberapa elektron pita konduksi yang dihasilkan secara thermal.

Mereka yang didalam pengosongan didorong oleh medan kedalam daerah n. Hal

ini sedikit mengurangi kekuatan medan dan membiarkan beberapa pembawa

mayoritas berdifusi dari kanan kakiri untuk mengembalikan medan pada

kekuatannya semula.

Inilah gambaran terakhir dari kesamaan pada junction :

___

+++

L a p isa n P e n g o so n g a n

Gambar 20. junction zener dioda


Beberapa pembawa minoritas bergeser melewati junction, mereka akan

mengurangi medan yang menerimanya.

Beberapa pembawa mayoritas berdifusi melewati junction dan mengembalikan

medan pada harga semula.

Adanya medan diantara ion adalah ekuivalen dengan perbedaan potensial yang disebut

potensial barier, potensial barier kira-kira sama dengan 0,3 V untuk germanium dan 0,7 V

untuk silikon.

A K A K

Gb.21a Simbol Gb.21b. Contoh Konstruksi

A K

+_

Gb.21c. Cara pemberian tegangan

2.5. Sifat Dasar Dioda Zener

Dioda zener berbeda dengan dioda penyearah, dioda zener dirancang untuk

beroperasi dengan tegangan muka terbalik (reverse bias) pada tegangan

tembusnya,biasa disebut “break down diode”

Jadi katoda-katoda selalu diberi tegangan yang lebih positif terhadap anoda

dengan mengatur tingkat dopping, pabrik dapat menghasilkan dioda zener

dengan tegangan break down kira-kira dari 2V sampai 200V.

2.5.1. Dioda zener dalam kondisi forward bias.

Dalam kondisi forward bias dioda zener akan dibias sebagai berikut: kaki katoda

diberi tegangan lebih negatif terhadap anoda atau anoda diberi tegangan lebih

positif terhadap katoda seperti gambar berikut.


G

R X

ZDA

K

+

_

Dalam kondisi demikian dioda zener

akan berfungsi sama halnya dioda

penyearah dan mulai aktif setelah

mencapai tegangan barier yaitu 0,7V.

Gambar 22. dioda zener dalam arah forward

Disaat kondisi demikian tahanan dioda (Rz) kecil sekali .

Sedangkan konduktansi (

I

U) besar sekali, karena tegangan maju akan

menyempitkan depletion layer (daerah perpindahan muatan) sehingga

perlawanannya menjadi kecil dan mengakibatkan adanya aliran elektron. Untuk

lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini.

Gambar 23. depletion layer pada dioda zener dalam arah forward

2.5.2. Dioda zener dalam kondisi Reverse bias.

Dalam kondisi reverse bias dioda zener kaki katoda selalu diberi tegangan yang

lebih positif terhadap anoda.

G

R X

ZDK

A

+

_

Gambar 23. dioda zener dalam arah reverse


Jika tegangan yang dikenakan mencapai nilai breakdown, pembawa minoritas

lapisan pengosongan dipercepat sehingga mencapai kecepatan yang cukup

tinggi untuk mengeluarkan elektron valensi dari orbit terluar. Elektron yang baru

dibebaskan kemudian dapat menambah kecepatan cukup tinggi untuk

membebaskan elektron valensi yang lain. Dengan cara ini kita memperoleh

longsoran elektron bebas. Longsoran terjadi untuk tegangan reverse yang lebih

besar dari 6V atau lebih.

Efek zener berbeda-beda bila dioda di-doping banyak, lapisan pengosongan

amat sempit. Oleh karena itu medan listrik pada lapisan pengosongan amat kuat.

Jika kuat medan mencapai kira-kira 300.000 V persentimeter, medan cukup kuat

untuk menarik elektron keluar dari orbit valensi. Penciptaan elektron bebas

dengan cara ini disebut breakdown zener.

Efek zener dominan pada tegangan breakdown kurang dari 4 V, efek longsoran

dominan pada tegangan breakdown yang lebih besar dari 6 V, dan kedua efek

tersebut ada antara 4 dan 6 V. Pada mulanya orang mengira bahwa efek zener

merupakan satu-satunya mekanisme breakdown dalam dioda. Oleh karenanya,

nama “dioda zener” sangat luas digunakan sebelum efek longsoran ditemukan.

Semua dioda yang dioptimumkan bekerja pada daerah breakdown oleh

karenanya tetap disebut dioda zener.

G+_

A K

NP

___

+++

a ru s b o co r

Gambar 24. arus bocor dioda zener pada arah reverse

Didaerah reverse mulai aktif, bila tegangan dioda (negatif) sama dengan

tegangan zener dioda,atau dapat


dikatakan bahwa didalam daerah aktif reverse (

I

U) konduktansi besar sekali

dan sebelum aktif (

I

U) konduktansi kecil sekali.

2.5.3. Karakteristik Dioda zener.

Jika digambarkan kurva karakteristik dioda zener dalam kondisi forward bias dan

reverse bias adalah sebagai berikut.

I fo rw a rd ( m A )

fo rw a rd ( v )R e ve rs e ( V )

d a e ra h te g a n g a n

l in ie r

te m b u s

ti tik te g a n g a n

I re ve rs e

Gambar 25. Grafik Karakteristik Dioda Zener

2.6. Harga Batas Dioda Zener

Harga batas yang di maksud dalam pembahasan ini adalah suatu keterangan

tentang data-data komponen dioda zener yang harus di penuhi dan tidak boleh

dilampaui batas maximumnya dan tidak boleh berkurang jauh dari batas

minimumnya.

Adapaun harga batas tersebut memuat antara lain keterangan tentang

tegangan break down ( Uz ) arus maximumnya dioda zener ( Iz) tahanan

dalam dioda zener ( Rd ). Semua harga komponen yang terpasang pada

dasarnya akan mempunyai 2 kondisi yaitu :

1. Kondisi normal , sesuai dengan ketentuannya

2. Kondisi tidak normal , tidak sesuai dengan ketentuannya.


3. Mungkin kurang dari ketentuannya

4. Mungkin melebihi ketentuannya

Untuk alasan itu semua, maka kita perlu sekali memperhatikan data-data yang

ada untuk setiap jenis komponen agar komponen yang digunakan sesuai dengan

yang diharapkan yaitu bisa bekerja baik dan tahan lama . Kondisi yang demikian

dinamakan kondisi yang normal namun kondisi yang tidak normal adalah suatu

kondisi yang perlu mendapatkan perhatian.

Oleh karena itu kita perlu mempelajari harga batas dioda zener , agar kita dapat

mengoperasikan komponen sesuai dengan data yang dimiliki . Sebab kondisi

yang tidak normal terutama kondisi dimana komopenen diberi tegangan melebihi

batas maximumnya , maka komponen tersebut dapat rusak maka hal ini perlu

sekali di antisipasi sehingga tidak akan terjadi kerusakan komponen akibat

kesalahan pemberian bias. Maka di sarankan setiap pemakai komponen

sebelum merangkai harap melihat data karakteristiknya seperti yang terlampir

pada lembar informasi pada lampiran.

2.7. Sifat Listrik Dioda Zener

2.7.1. Tegangan Breakdown dan Rating Daya

Gambar 1 menunjukkan kurva tegangan dioda zener . Abaikan arus yang

mengalir hingga kita mencapai tegangan breakdown Uz . Pada dioda zener ,

breakdown mempunyai lekukan yang sangat tajam, diikuti dengan kenaikan arus

yang hampir vertikal.Perhatikanlah bahwa tegangan kira-kira konstan sama

dengan UZ pada arus test IZT tertentu di atas lekukan (lihat Gambar 1 ) .Dissipasi

daya dioda zener sama dengan perkalian tegangan dan arusnya , yaitu :

Misalkan, jika UZ = 12 dan IZ = 10 mA,


Selama PZ kurang daripada rating daya PZ(max), dioda zener tidak akan rusak.

Dioda zener yang ada di pasaran mempunyai rating daya dari 1/4 W sampai

lebih dari 50 W .

Lembar data kerap kali menspesifikasikan arus maksimum dioda zener yang

dapat ditangani tanpa melampaui rating dayanya . Arus maksimum diberi tanda

IZM (lihat Gambar 1 . Hubungan antara IZM dan rating daya adalah :

Gambar 26 . Kurva Tegangan Dioda Zener


2.7.2. Impendansi Zener

Jika dioda zener bekerja dalam daerah breakdown, dengan tambahan tegangan

sedikit menghasilkan pertambahan arus yang besar. Ini menandakan bahwa

dioda zener mempunyai impedansi yang kecil. Kita dapat menghitung impedansi

dengan cara :

ZZi

= u

Sebagai contoh, jika kurva menunjukkan perubahan 80 mV dan 20 mA,

impedansi zener adalah :

ZZ = 0,08

0,02 = 4

Lembar data menspesifikasikan impedansi zener pada arus tes yang sama di

gunakan untuk UZ . Impedansi zener pada arus tes ini diberi tanda ZZT. Misalnya,

1N3020 mempunyai UZ 10 V dan

ZZT = 7 untuk IZT = 25 mA .

2.7.3. Koefisien Suhu

Koefisien suhu TC adalah perubahan (dalam persen ) tegangan zener per derajad

Celcius.

Jika UZ = 10 V pada 250 C dan TC = 0,1%, maka

UZ = 10 V

(250C)

UZ = 10,01

(260C)

UZ = 10,02 V

(270C)

UZ = 10,03 V

(280C)

dan seterusnya .


Dalam rumus, perubahan tegangan zener adalah :

U = T UZ C ZT

Diketahui TC = 0,004% dan U = 15V pada 250C, perubahan tegangan zener dari

250C sampai 1000C adalah

U = 0,004 (10 ) (100 - 25) 15 = 0,045 V-2Z

Oleh sebab itu, pada 1000C, UZ = 15,045 V

2.7.4. Pendekatan Zener

Untuk semua analisa pendahuluan, kita dapat melakukan pendekatan daerah

breakdown sebagai garis vertikal. Ini berarti tegangannya konstan walaupun arus

berubah. Gambar 2 menunjukkan pendekatan ideal suatu dioda zener. Pada

pendekatan pertama, dioda zener yang bekerja dalam daerah ekuivalen dengan

batere UZ volt.

(a) (b)

Gambar 27

Untuk memperbaiki analisa, kita memperhitungkan kemiringan dari daerah

breakdown. Daerah breakdown tidak benar-benar vertikal, tetapi ada impedansi

zener yang kecil. Gambar 2 menunjukkan pendekatan kedua dari dioda zener.

Karena impedansi zener, tegangan zener total UZ adalah : = U + IU ZZ Z Z Z


CONTOH 1

Dioda zener pada Gambar 3 mempunyai UZ = 10 V dan ZZT = 7 . Tentukan

harga UOUT dengan pendekatan ideal. Juga hitung minimum dan maksimum arus

zener.

(a) (b)

(c)

Gambar 28

PENYELESAIAN

Tegangan yang dikenakan (20 sampai 40 V) selalu lebih besar dari tegangan

breakdown dioda zener. Oleh sebab itu, kita dapat membayangkan dioda zener

seperti batere dalam Gambar 3b. Tegangan outputnya adalah :

Tak peduli berapa harga tegangan sumber antara 20dan 40 V, tegangan output

selalu pada 10 V. Jika tegangan sumber 20 V, tegangan pada resistor pembatas-

seri adalah 10 V , jika tegangan sumber 40 V, tegangan pada resistor pembatas-

seri adalah 30 V. Oleh sebab itu, setiap perubahan tegangan sumber, muncul

pada resistor pembatas-seri. Tegangan output secara ideal konstan .


Arus zener minimum IZ(min) terjadi pada tegangan sumber minimum. Dengan

hukum Ohm .

IU U

RZ

IN Z(min)

min =

) - =

20 - 10

820 = 12,2 mA

(

Arus zener maksimum terjadi jika tegangan sumber maksimum :

IR

Z(max) = U - U

= 40 - 10

820 = 36,6 mA

IN( max) Z

CONTOH 2

Gunakan pendekatan kedua untuk menghitung tegangan output minimum dan

maksimum pada Gambar 28a

PENYELESAIAN

Contoh 2 memberikan ZZT = 7 . Walaupun hal ini hanya benar pada arus

tertentu, ZZT merupakan pendekatan yang baik untuk ZZ di mana saja dalam

breakdown .

Kita dapatkan IZ(min) = 12,2 mA dan IZ(Mak) = 36,6 mA. Jika arus ini mengalir melalui

dioda zener pada Gambar 3c, tegangan minimum dan maksimumnya adalah :

dan

Yang penting dari contoh ini adalah untuk menggambarkan regulasi tegangan

(menjaga tegangan otput konstan). Di sini kita mempunyai sumber yang berubah

dari 20 sampai 40 V, perubahan 100%. Tegangan output berubah dari 10,09

sampai 10,26 V, perubahan 1,7%. Dioda zener telah mengurangi perubahan

input 100% menjadi perubahan output hanya 1,7%. Regulasi tegangan

merupakan penggunaan utama dari dioda zener.


2.8. Penggunaan Dioda Zener

2.8.1. Contoh Penerapan Dioda Zener

Sesuai dengan sifat-sifat yang dimiliki, dioda zener dapat digunakan sebagai

penstabil ataupun pembagi tegangan . Salah satu contoh adalah ditunjukkan

gambar 29 .

Gambar 29. Penstabil tegangan pada output penyearah

Gambar 29 a.

Dioda Zener yang melindungi pemancar ( transceiver ) di dalam kendaraan mobil

, terhadap loncatan-loncatan tegangan.

Adapun cara kerja rangkaian di atas adalah sebagai berikut :

2.8.1.1. Bila dioda Zener yang kita pilih memiliki tegangan tembus sebesar 10

Volt , lihat gambar di atas, berarti tegangan output yang diperlukan adalah

sebesar 10 V satabil .


2.8.1.2. RS gunanya untuk membatasi tegangan yang masuk dalam rangkaian

dan RL untuk beban atau output yang kita ambil tegangannya .

2.8.1.3. Seandainya tegangan input ( tegangan dari filter ) itu naik , misalkan 16

Volt maka tegangan yang didrop oleh RL juga akan naik misalkan sebesar 12

Volt . Maka dioda zener akan menghantar . Arus akan terbagi dua , yaitu lewat

RL dan ZD . Sedangkan dioda zener mempertahankan tegangan sebesar 10 Volt

dan karena dioda ini di pasang paralel dengan RL maka dengan sendirinya

tegangan output akan tetap sebesar 10 Volt .

2.8.1.4. Selanjutnya apabila tegangan input turun maka tegangan yang di drop

oleh RS akan kurang dari 4 Volt dan tegangan yang di drop oleh RL pun akan

kurang dari 10 Volt . Hal ini mengakibatkan dioda zener menyumbat dan arus

hanya mengalir lewat RL saja . Dengan sendirinya tegangan output akan turun

(tegangan input turun menjadi 12 Volt).

2.8.1.5. Kesimpulannya adalah bahwa tegangan output tidak akan melebihi dari

10 Volt tetapi dioda zener tidak menjamin tegangan tetap sebesar 10 Volt bila

tegangan input dari filter itu turun .

Contoh lain pemakaian dioda zener adalah seperti gambar 30 . Dengan cara

tersebut kita akan mendapatkan beberapa macam tegangan yang diinginkan .

Gambar 30. Pembagi tegangan dengan dioda zener

Beberapa dioda zener dipasang berderet dan setiap dioda memiliki tegangan

tersendiri ( tegangan zener ) . Dengan jalan seperti di atas maka kita akan

mendapatkan tegangan-tegangan 30 V , 42 V dan 48,8 V .


Rumus untuk menyelesaikan rangkaian Stabilitas tegangan dengan Dioda Zener adalah

sebagai berikut :

Gambar 31

Arus pada RS :

IS = U - U

Ri Z

S

IZ = IS - IBB

Tegangan-beban : URB = UZ

Arus-beban :

2.8.2. Contoh 1.

Gambar 32

Lihat gambar samping , apabila

kita letakkan beban RL paralel

terhadap dioda zener , maka

akan didapatkan hubungan :

UL = UZ

IE = IZ + I1

UE = UV + UZ

2.8.2.1. Apabila : RL= berubah-ubah IL Konstan

UE = Konstan IE = Konstan

( pada UZ Konstan )

2.8.2.2. Apabila : RL= Konstan IL = Konstan ( pada UZ Konstan )

UE = .Konstan IE Konstan


Sesuai dengan hukum Kirchoff 1 maka :

IE = IZ + IL

( IZ ini timbul disebabkan pengaruh tegangan input pada dioda zener serta

impedansi yang terdapat dalam dioda zener ) .

2.8.3. Contoh 2

Dalam praktik, kedua jenis beban ( beban luar dan beban pada dioda zener

sendiri ) akan saling mempengaruhi.

Arus zener maksimum akan terjadi , bila arus beban IL dalam keadaan paling

kecil (minimum )

dan tegangan input UE pada waktu yang sama dalam keadaan paling besar ,

dan itu juga berarti IE dalam keadaan maksimum .

IZ max = IE max - IL min

Sebaliknya arus zener akan minimal bila tegangan input UE dalam keadaan (dan

jugaIE) minimum dan arus beban dalam keadaan paling besar pada waktu

yang sama . Arus zener yang minimum inilah yang di harapkan .

IZ min = IE min - IL max

Perhitungan rangkaian dasar :

Seperti telah dibicarakan di atas, yaitu masalah tegangan pada beban, arus

maksimum, arus beban minimum serta tegangan inputnya, maka untuk

perhitungan pada rangkaian stabilisasi, langkah-langkah untuk memilih dioda

zener adalah sebagai berikut :

UZ = UL

( Perlu juga diperhatikan toleransi pada UZ min dan UZ max ).


2.8.4. Contoh 3

PV = 1,45 . UZ . I L max UE max - UE minUE min - UZ max

- I L minI L max

PV = Disipasi daya atau hilang daya pada dioda zener

1,45 = Faktor toleransi yang diberikan akibat adanya minority

carrier ( pembawa minoritas ) yang terdapat dalam zener

ma - U

UE min - U -

I L min

I L max

Z min

Z max

UE

adalah faktor

yang memperhitungkan temperatur medium

Jika tidak ada spesifikasi ( tabel data ) maka diambil harga :

I Z min = 0,1 . IZ max

( IZ max diambil dari luar tabel tanpa tambahan pendinginan permukaan )

Tahanan depan RV :

RV = UVIE

= UE - UZIZ + IL

Rumus diatas digunakan menghitung tahanan depan RV . Namun yang perlu

diingat, adalah RV ini berbeda pada daerah yang diijinkan, yaitu di antara

dua nilai ekstrem.

2.8.5. Contoh 4.

RV = UE max - UZ min Untuk arus dioda maksimum

IL min + IZ max


RV = UE min - UZ max Untuk arus dioda minimum

IL max + IZ min

Dua rumusan dasar RV min dan RV max telah diketahui, selanjutnya dalam

kondisi tertentu :

RV min > RV max

Harga ini dapat dipenuhi bila

IZ max besar atau bila

Dipilih tegangan input lebih besar

Harga RV min dan RV max ini cukup besar dan sudah tentu didapatkan harga RV

yang tertentu pula . Kedua nilai ekstrem ini juga memperhitungkan toleransi nilai

tahanan yang berkisar di antara 5% atau 2%.

Dalam normalitas harga RV dipilih E24 atau E48 Dengan harga tahanan depan

yang tinggi, maka hilang daya pada tahanan depan dan dioda zener akan

menjadi kecil.

Maka sisi kerja yang lain akan memperbaiki fungsi stabilisasi.

Besarnya daya maksimum pada tahanan depan ditentukan oleh tegangan yang

ada.

PRV =

UE max - UZ min

RV


2.8.6. Contoh 5

Contoh Perhitungan :

Diketahui :

UL = 5,0 Volt

IL = 40 ............................... 100 mA

UE = 20 V 10%

TU = 40 ...............................500 C

Cara memilih tipe dioda zener :

UZ = UL = 5,0 V ( UZ max = 5,4 V, UZ min = 4,8 V sesuai tabel data ) .

PV = 1,45 . UZ . IL max UE max - UZ minUE min UZ max

- I L min

I L max

PV = 1,45 . 5 V . 0,1 A 22 V - 4,8 V

18 V - 5,4 V -

40 mA

100 mA

PV = 0,725 W ( 1,366 - 0,400 )

PV = 0,725 W . 0,966 = 0,7 W

Dipilih tipe dioda ZD 5,1 IZ max = 170 mA

IZ min = 0,1 . IZ max

= 17 mA.

Cara memilih tahanan depan :

RV min = UE max - UZ minI L min + IZ max

= 22 V - 4,8 V

0,04 A + 0,17 A = 82

RV max = UE min - UZ max

I L max + IZ =

18 V - 4,8 V

0,1 A + 0,017 A = 107,5


Dipilih tahanan dengan

RV = 100 /5 W

PRV = UE max - UZ min 2

RV =

22 V - 4,8 V 2

100 = 2,96 W


3. Lampiran

Dioden Diodes

Zenerdioden0,4 W

PHILIPS

Typ BZK 79

Toleranz 5%

Technische Daten

Gehäuse DO-35Leistung 500 mW maxNon-repetitivepeak reverse powerdissipation 30 W maxJunction temperature 200 0C maxThermal resistance fromjunction to tie-point 0,30 K / mW

Diodes Zener0,4 W

PHILIPS

Type BZK 79

Tolerance 5%

Donnees tecniques

Boîtier DO-35Puissance 500 mW maxNon-repetitivepeak reverse powerdissipation 30 W maxJunction temperature 200 0C maxThermal resistance fromjunction to tie-point 0,30 K / mW

Art.No TypUz (v) at Iztest

min= 5 mAmax

rdiff ()at Iztest

typ= 5 mAmax

SZ (mV / 0C)at Iztest

min= 5 mAtyp max

603278603279603277603243603244603245603247603247603248603249603250603251603252603253603254603255603256603257603258603259603260603261603264603266603267

BZX79-C2V4BZX79-C2V7BZX79-C3V0BZX79-C3V3BZX79-C3V6BZX79-C3V9BZX79-C4V3BZX79-C4V7BZX79-C5V1BZX79-C5V6BZX79-C6V2BZX79-C6V8BZX79-C7V5BZX79-C8V2BZX79-C9V1BZX79-C10BZX79-C11BZX79-C12BZX79-C13BZX79-C15BZX79-C16BZX79-C18BZX79-C24BZX79-C30BZX79-C33

2,2 2,5 2,8 3,1 3,4 3,7 4,0 4,4 4,8 5,2 5,8 6,4 7,0 7,7 8,5 9,410,411,412,413,815,316,822,828,031,0

2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 4,6 5,0 5,4 6,0 6,6 7,2 7,9 8,7 9,610,611,612,714,115,617,119,125,632,031,0

70758085858580504015 6 6 6 6 6 8101010101010253035

100100 95 95 90 90 90 80 60 40 10 15 15 15 15 20 20 25 30 30 40 45 70 80 80

-3,5 -3,5 -3,5 -3,5 -3,5 -3,5 -3,5 -3,5 -2,7 -2,0 -0,4 -1,2 -2,5 -3,2 -3,8 -4,5 -5,4 6,0 7,0 9,2 10,4 12,4 18,4 24,4 27,4

-1,6 -2,0 -2,1 -2,4 -2,4 -2,5 -2,5 -1,4 -0,8 -1,2 -2,3 -3,0 -4,0 -4,6 -5,5 -6,4 -7,4 8,4 9,411,412,414,420,426,629,7

0 0 0 0 0 0 0 0,2 1,2 2,5 3,7 4,5 5,3 6,2 7,0 8,0 9,010,011,013,014,016,022,029,433,4

Catatan

Uz = Tegangan Break down Zenerrdiff = Tahanan beda fasa arus test zener 5 ASz = Daya hantar therma


Diodes

Diodes Zener1 W

MOTOROLA

Type 1 N 47...A

Pour applications indrustrielles

Donnees tecniques

Boîtier DO-41Rth 150 K/WTj max 200 0 CGamme de temperature ...+ 50 0 C

Art. No Typ

Uzt

nom

Izt

mA

Rzt max

Ir max

A

Ur

V

Iz m

mA

601100601102601103601104601105601106601107601108601109601110601111601112601113601114601115601116601117601118601119601120601121601122601123601124601125601126601129

1N4728A1N4730A1N4731A1N4732A1N4733A1N4734A1N4735A1N4736A1N4737A1N4738A1N4739A1N4740A1N4741A1N4742A1N4743A1N4744A1N4745A1N4746A1N4747A1N4748A1N4749A1N4750A1N4751A1N4752A1N4753A1N4754A1N4757A

3,3 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,110111213151618202224273033363951

7664585349454137343128252321191715,51412,511,510,59,58,57,576,55

10 9 9 8 7 5 2 3,5 4 4,5 5 7 8 910141620222325354045506095

100 50 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 7,6 8,4 8,9 9,911,412,213,715,216,718,220,622,825,127,429,738,8

276234217193178162146133121110100 91 83 76 69 61 57 50 45 41 38 34 30 27 25 23 18

Catatan

Uzt = tegangan Break down Zener

Izt = Arus Zener

Rzt =Tahanan Zener

Irmax = Arus Reverse Maximum

Vr = Tegangan Reverse

Izm = Arus Zener Maximum


Dioden Diodes

Zenerdioden1,3 W

PHILIPS

Typ BZK 85

Toleranz 5%

Technische Daten

Gehäuse DO-41Leistung 1,3 W maxNon-repetitivepeak reverse powerdissipation max. 60 wtp = 100 S; tJ = 25 0CJunction temperature 200 0C maxThermal resistancefrom junction totie-point = 110 K/W

Diodes Zener1,3 W

PHILIPS

Type BZK 85

Tolerance 5%

Donnees tecniques

Boîtier DO-41Puissance 1,3 W maxNon-repetitivepeak reverse powerdissipation max. 60 wtp = 100 S; tJ = 25 0CJunction temperature 200 0C maxThermal resistancefrom junction totie-point = 110 K/W

Art. No Typ Working

voltage

E24 ( 5%)

UZ

(V)

at IZ

test

min nom max

Test current

at IZ

test

(mA)

Differential

resistance

rdiff

()

at IZtest

max

Temperature

coefficient

SZ

(mV / K)

at IZtest

min max

Reverse Test

current voltage

IR (A) VR (V)

at UR

max

603696603697603698603699603700603701603702603703603704603705603706603707603709603710603711603712603713603714603716603717603718603719603721603722603723

BZV85-C3V6BZV85-C3V9BZV85-C4V3BZV85-C4V7BZV85-C5V1BZV85-C5V6BZV85-C6V2BZV85-C6V8BZV85-C7V5BZV85-C8V2BZV85-C9V1BZV85-C10BZV85-C12BZV85-C13BZV85-C15BZV85-C16BZV85-C18BZV85-C20BZV85-C24BZV85-C27BZV85-C30BZV85-C33BZV85-C39BZV85-C43BZV85-C47

3,4 3,7 4,0 4,4 4,8 5,2 5,8 6,4 7,0 7,7 8,5 9,411,412,413,815,316,818,822.825,12831374044

3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,11012131516182024273033394347

3,8 4,1 4,6 5,0 5,4 6,0 6,6 7,2 7,9 8,7 9,610,612,714,115,617,119,121,225,628,93235414650

60605045454535353525252520201515151010 8 8 8 6 6 4

151513131017 4 3 3 5 5 8101015152024304045456075100

-3,5 -3,5 -2,7 -2,0 -0,5 0 0,6 1,3 2,5 3,1 3,8 4,7 6,3 7,4 8,910,711,813,618,320,122,424,829,634,037,4

-10 -10 0 0,7 2,2 2,7 3,6 4,3 5,5 6,1 7,2 8,510,812,013,615,417,119,124,327,532,035,043,048,352,5

5010 5 3 3 2 2 2 1 0,7 0,7 0,2 0,2 0,2 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

1 1 1 1 2 2 3 4 4,5 5 6,5 7 8,4 9,110,51112,5141719212327303


Diodes

Diodes Zener5 W

Type BZK 40

Tolérance 5%

Bonne stabilité à long terme

Donnees tecniques

Boîtier T-18Donnees Limites à TL = 25 0C (a II = 1 A)dissipation Ptot 5 WTempératurede la cuche d’ arrêt Tj - 65 + 150 0CResistance thermique RthJL 25 K/W

Tension directe UF 1,2 V

Art. No TypUZ* *(V)

IZT(ma

Zzdynbei / à IZTf = 1 kHz

beiàIR(A)

beiàUR(V)

IZ max(mA)bei / à50 0C

603600603601603602603603603604603605603606603607603608603612603613603614603615603616603618603619603622603626603627603628603630603631603636603645

BZV40C3V3BZV40C3V6BZV40C3V9BZV40C4V3BZV40C4V7BZV40C5V1BZV40C5V6BZV40C6V2BZV40C6V8BZV40C9V1BZV40C10BZV40C11BZV40C2BZV40C13BZV40C14BZV40C15BZV40C18BZV40C24BZV40C25BZV40C27BZV40C30BZV40C33BZV40C51BZV40C100

3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5,6 6,2 6,8 9,110111213141518242527303351100

380350320290260240220200175150125125100100100 75 65 50 50 50 40 40 25 12

3,0 2,5 2 2 2 1,5 1 1 1 2 2 2,5 2,5 3,0 3,5 3,5 4 5,0 5,5 6,0 8,0102790

300150 50 10 10 1 1 1 10 7,5 5 5 2 1 1 1 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

1 1 1 1 1 1 1 1 5,2 6,9 7,6 8,4 9,1 9,910,611,513,718,21920,922,825,139,876

780770750710680640590540480360330300275225240220185138133121109 98 64 33

Catatan

Uzt = Tegangan Break down Zener

Izt (ma) = Arus Zener Maksimum

Zzdyn = Daerah Dinamis Zener pada Frekuensi 1 Khz

Izmax = Arus Zener Maximum


MICRO

Dioden Diodes

Schutzdioden

SGS.THOMSON

Typ 1,5 KE...

Überspannugsschutz für Halbleiter Maximale Belastung 1,5 kW / 1 ms

Tecnische Daten

Gehäuse CB-429Toleranz A + 5% P + 10%

Diodes de protection

SGS.THOMSON

Typ 1,5 KE...

Protection contre les surtensions pour les semi-conducteurs Charge maximale 1,5 kW / 1 ms

Données techniques

Boîtier CB-429Tolerance A + 5 % P + 10 %

Art. No Typ

ArbeitsspannungTension de veille

V

DurchspannungTension d’ avalanche

V ( 1 mA )

StossstromCourant de choc

A ( 1 ms max )unidirektional/ unidirectionnel

60 04 1460 04 1660 04 2060 04 2660 04 2860 04 3260 04 3660 04 3860 04 4460 04 4660 04 4860 04 5060 04 1260 04 1860 04 2260 04 2460 04 3060 04 3460 04 4060 04 42

15A18A20A24A27A33A36A39A51A56A62A68A150P200P220A250A300P350A400P440P

12,8 15,3 17,1 20,5 25,7 28,2 30,8 33,3 43,6 47,8 53 58,1128 171188213256299342376

15 18 20 24 27 33 36 39 51 56 62 68150200220250300350400440

7159,554454033302821,419,517,716,3 7,2 5,5 4,6 5 5 4 4 3,5

bidirectional/bidirektionnel

60 04 7460 04 6060 04 6460 04 6660 04 7060 04 7260 04 5260 04 5460 04 5660 04 5860 04 62

8V2CA22CA33CA39CA56CA75CP100CP150CA200CP220CA320CP

7,02 18,8 28,2 33,3 47,8 64,1 85,5128171188273

8,2 22 33 39 56 75100150200220320

124 49 33 28 19,5 14,6 11 7,2 5,5 4,6 4,5


KARAKTERISTIK BEBERAPA DIODA ZENER

Type UZ

rata2 (V)

Jangkah

harga (V)

ID (ma) rD (Ohm)

BZ 1BZ 5BZ 7BZ 8BZ12BZY60BZY63BZY66BZZ10BZZ13OA126/9OA126/10OA126/11OA126/12OA126/18OAZ200OAZ202OAZ205OAZ211OAZ212SZ6SZ9SZ12SZ15BZY5BZY6BZY12BZY18BZY20ZL 100ZL 120ZL 180ZL910/12

4,55,57,58,5126,89,16,26,08,09101112184,75,67,57,59,16912155,56,512121810012018012

4 ...... 55 ...... 67 ...... 88 ...... 911 ... 136,4 ... 7,28,6 ... 9,65,3 ... 7,25,3 ... 6,67,1 ... 8,78,4 ... 9,69,4 ... 10,610,4 ... 11,611,4 ... 12,615,9 ... 20,14,4 ... 5,05,3 ... 6,07,1 ... 7,96,4 ... 8,77,7 ... 10,65,4 ... 6,68,4 ... 9,6

11,4 ... 12,614,4 ... 15,6

5 ........ 66 ........ 711 ..... 13

10,8 ... 13,316,2 ... 2088 ... 110107 ... 134160 ... 20010,8 ... 13,2

5555511111333331111120555

100100505050555

100

6545 3 314 5 8200280 66,5101521503503208,08,08,0 2 51223

1260801504

Catatan

Uz =Tegangan Zener

ID(ma) = Arus Dioda Zener

ID(ohm) = Tahanan Dalam Zener


4. Lembar Evaluasi

1. Bahan dasar yang digunakan untuk pembuatan komponen dioda zener

adalah .....................................

2. Elektron valensi adalah elektron yang terletak pada ........….................

3. Daerah pertemuan (junction) antara kedua lapisan P-N disebut ...........

4. Daerah dekat junction dikosongkan dari muatan yang dapat bergerak,

daerah ini kita sebut lapisan ……...…………..........................................

5. Untuk pendekatan kedua, kita perlu memasukkan pembawa …...........

6. Pembawa minoritas bergeser melewati junction akan ..........................

7. Pada suhu 25o potensial barier kira-kira sama dengan ........................

untuk germanium dan ............................................... untuk silikon.

8. Di ketahui dioda zener bertegangan 15 V dan arusnya 20 mA, tentukan

dissipasi dayanya ?

9. Di ketahui jika dioda zener mempunyai rating daya 5 watt dan tegangan

zener 20 V berapakah IZM ?

10. Dalam daerah breakdown dioda zener , perubahan 15 mV

menghasilkan perubahan 2 mA. berapakah impedansi zener ?

11. Di ketahui tegangan breakdown (UZ) = 18 V dan impedansi zener (ZZT)

= 12 jika arus yang mengalir pada zener 10 mA .

Berapakah tegangan total dioda zener tersebut ?


5. Lembar Jawaban

1. Bahan dasar yang digunakan untuk pembuatan komponen dioda zener

adalah Silikon (Si)..

2. Elektron valensi adalah elektron yang terletak pada ..orbit paling luar.

3. Daerah pertemuan (junction) antara kedua lapisan P-N disebut daerah

deplesi..

4. Daerah dekat junction dikosongkan dari muatan yang dapat bergerak,

daerah ini kita sebut lapisan ..pengosongan..

5. Untuk pendekatan kedua, kita perlu memasukkan pembawa minoritas..

6. Pembawa minoritas bergeser melewati junction akan ..mengurangi

medan yang menerimanya..

7. Pada suhu 25o potensial barier kira-kira sama dengan ..0,3 V.. untuk

germanium dan ..0,7 V.. untuk silikon.

8. Pz = Uz . Iz

= 15V . 0,02A

= 0,3 Watt

9

10.

11.


Kegiatan Belajar 3

TRANSISTOR BIPOLAR


Setelah membaca modul ini diharapkan pemakai dapat:

Memahami dasar pembentukan transistor bipolar

Memahami sifat dasar transistor bipolar

Memahami harga batas transistor bipolar

Memahami sifat listrik transistor bipolar

Memahami penggunaan transistor bipolar

Memahami hubungan dasar transistor bipolar

2. Uraian Materi

2.1. Pembentukan transistro bipolar

“Teknik untuk Ge” “Teknik untuk Si”


Layer Epitaksial

Gambar 33. Contoh Langkah proses pembuatan Transistor - epitaksial - planar

Pada kristal N - Si dengan tahanan ohm rendah ( dengan doping tinggi ) ;

selanjutnya di gunakan pada lapisan tipis layer N - epitaksial dengan tahanan

ohm tinggi . Dengan demikian layer pengaman di tengah oksidasi ( Si 0 )

Di buatkan sebuah jendela ( jendela basis ) dalam layer Si 0 , dikotori dengan B

( Valensi 3 tipe P ( pada layer penghantar basis) , kemudian di tumbuhi /

ditutupi layernya dengan Si 0 .

Jendela emiter ditentukan dahulu dalam layer Si 0 lalu didopping ( dikotori )

dengan phosphor tipe N - menjadi layer penghantar emiter , lalu ditimbuni

lagi dengan layer Si 0 .

Menentukan jendela untuk tempat kedudukan kontak , lalu kontak metal di

tempatkan akhirnya kutub kolektor .


Penempatan akhir :

Perencanaan kotak

Pemasukan , mengupas dengan plastik buatan . ( Pembuatan miniatur )

Sifat - sifat

Transistor - epitaksial : Penguatan tinggi

kapasitas kecil

frekuensi cut-off tinggi

Tegangan beban ( UCE ) rendah

batasan modulasi ( Pencampuran yang saling mempengaruhi )

besar

arus beban kecil pada waktu hubung pendek

2.2. Sifat Dasar Transistor :

2.2.1. Pengaruh Temperatur

Suatu semi konduktor pada kondisi temperatur yang besar menghantar

sendiri

Ketentuan dasar :

bertambah, arus menjadi lebih besar

Temperatur

berkurang, arus menjadi lebih kecil

Ketentuan itu berlaku bila suatu semi konduktor memperoleh panas dari dalam

semi konduktor itu sendiri dan menerima panas dari luar. Hasil dari uraian di atas,

kurva karakteristiknya digambar seperti berikut ini


Gb.34 Karakteristik Masukan Gb.35 Karakteristik Keluaran

( Input Characteristic ) ( Output Characteristic )

Temperatur itu mempunyai pengaruh pada arus kolektor IC ( berturut-turut IE ),

langsung berpengaruh pula pada

Arus bocor kolektor ICEO,( Arus Kolektor-Emitor pada keadaan Basis terbuka )

Penguatan arus searah ( berturut-turut A )

+ AV lebih besar

Hal diatas adalah ICE pada

- AV lebih kecil

Akibatnya penghalauaan / pengendalioan temperatur harus di usahakan .

2.2.2. Pengaruh Temeperatur terhadap UBE

Atas dasr pengalaman harganya di tentukan ( berlaku ) :UBE/0C 2 m V/0C

Setiap temperatur10C tegangan Basis-Emitor sekitar 2 m V

Contoh : Berapa besar perubahan tegangan keluaran ( tegangan Output )UCE, jika

V = 100C, V = 50, merupakan penguatan tegangan

UCE = V . UBE . V = 50.2.10 ( m V )

Penyelasaian :

UCE = 1,000 m V = 1 V

Pengaruh temperatur ini diatasi dengan mereduksinya secara rangkaian

teknik (seperti Kopling pelawan)


2.2.3. Sifat Frekuensi

Bersifat dinamis ( berubah-ubah )

Sifat pada frekuensi tinggi

Penguatan arus berkurang

Amplitudo keluaran berkurang

Tahanan keluaran ( tahanan output ) atau impedansi berkurang

Mempengaruhi jalannya waktu ( periode ) pengisian muatan.

Pergeseran phasa pada masukan dan keluaran

Mengakibatkan perubahan pembuangan muatan kapasitas C

Pengertian : Suatu frekuensi, yang besarnya tertentu mempunyai harga

penurunan pada frekuensi yang lebih rendah disebut : Frekuensi batas FG

Frekuensi batas : frekuensi dengan : 2

20 707 mempunyai penurunan

sebesar 3 dB ( turun 3 deci - Bell )

Gambaran secara grafik : Jalannya amplitudo :

Gambar 36.

SE = Konstan

Frekuensi batas bisa di pertinggi oleh bangunan konstruksi

yaitu Lapisan basis yang tipis , lapisan kolektor yang kecil

Transistor frekuensi tinggi


2.3. Harga Batas Transistor

2.3.1. Pengantar :

Harga karakteristik kerja :

Merupakan sifat-sifat yang dimiliki oleh transistor, misalnya penguat arus (yang di

tentukan oleh IC) frekuensi batas dsb .

Harga batas kerja :

Harga batasan-batasan maksimum ( Seperti : IC max, UCE max, PVmax )

Yang apabila berlangsung melampaui waktu yang di tentukan , akan terjadi

kerusakan / kehancuran elemen.

2.3.2. Temperatur maksimum dari lapisan penghalang dan rugi daya

Temperatur lapisan kolektor hendaknya tidak dilampaui.

VJ max 2000 C

Lapisan penghalang menjadi panas terutama karena adanya pemanasan sendiri ,

maksudnya karena adanya rugi daya PV

PV = UCE . IC PV atau PO (disipasi ).

Saling bergantung PV VJ VJ : V adalah sebanding PV ! VJ max tidak di lampaui

untuk membuat keadaan aman , caranya dengan mengeliminasi panas

Pendingin antara, alat pendingin reduksi rugi daya .

Disini masih dapat terjadi rugi hantaran maksimum yang diijinkan dari keterkaitan

dan ketergantungan dengan panas . Karena Pernyataan / Penentuan rugi

daya maksimal yang dijinkan , PV max, juga tergantung pada temperatur luar .

Dua kasus rugi daya ( masing-masing terlihat dari lembar data )

–PV max yang berkaiatan dengan temperatur sekitar .

pada transistor-transistor kecil

–PV max yang berkaitan dengan pemanasan

transistor-transistor besar ( harus ada alat pendingin ! )


2.3.3. Penentuan rugi daya yang diijinkan :

Rugi daya yang berkaitan dengan temperatur sekitar :

Temperatur sekitar VU’ atau , Tamb tamb

( ambient = daerah sekitar )

Petunjuk rugi daya maksimum untuk V = 250 C

( Temperatur pemakaian )

Gambar 37. Analisa grafis : PV dan ketergantungannya dengan VU

Rugi daya yang diijinkan dikurangi dengan pertambahan temperatur adalah linier.

Yaitu : Konstan tahanan termis Rthju

Juga :

Dengan demikian : hubungan ohm tentang aliran

panas


Contoh : Diketahui temperatur sekitar VU = 250 C , temperatur lapisan

penghalang maksimal

Vj max = 2000 C, tahanan termis Rthju = 0,440C/mW

Berapa besar rugi daya yang diijinkan :

Jawab :

Data lain yang menentukan besar tahanan termis Rthju daya hantar termis

Pengurangan rugi daya tiap 0c

Dengan begitu :

Contoh : Hitunglah rugi daya yang diijinkan pada suatu temperatur daerah

sekitar

VU = 600C dari transistor type 2 N2904

Jawab : Daya hantar = 3,34 mW/0C

PV max = 600 mW

Vj max = 2000C

PV = 480 mW

Pemakaian rugi daya pada temperatur kotak / bodi :

Temperatur bodi VG atauTC’ tC ( Case = kotak )

Data rugi daya maksimum pada : VG = 250C, 450C (PV pada VC = 250C adalah

data yang semu) Alat pendingin harus pada panas VU = 250C ( kalau dapat

dipertahankan ini merupakan kondisi kerja yang sangat baik ) .


Gambar 38. transistor daya pada pendingin

Tahanan termis bersama :

Rthjg = Data dalam lembar data transistor

Rthgk = Tahanan antara / Penyekat kotak alat pendingin

0,1 - 0,3 0C/W ; Pada isolasi listrik ( Plat mika ) sebesar > 10C/W

Rthku = Tahanan profil pendingin profil - daerah sekitar ; data

dari perusahaan .

Gambar 39. Lukisan grafis : PV fungsi VG


Gambar rangkaian pengganti “ Listrik “ untuk aliran panas .

Gambar 40.

Tahanan dalam

Penurunan temperatur

( tegangan termis )

V = Vjg + Vgk + Vku

Penghitungan pemakaian panas sebagaimana penghitungan pada sebuah

rangkaian seri pemakaian Listrik.

Persesuaian Formal :

Arus I

Aliran panas

PV

Tegangan U

Penurunan Panas

V

Tahanan R

Tahanan termis

Rth

Berlaku hubungan

Rth = Tahanan termis total .

Perhitungan :

Contoh :

1. Seorang akan menentukan rugi daya PV yang diijinkan .

Diketahui : Rthjg = 7,5 0C/W ; Rthgk 0,2 0C/W

Rthku = 6,8 0C/W

Vjmax = 200 0C ; VU = 25 0C


Penyelesaian :

Pilihlah alat pendingin untuk transisto 2 N 3055 yang rugi dayanya PV

= 30 W . Temperatur sekitar VU = 450C ( RthGK diabaikan ) .

Jawab :

Dari data :

Jadi

( Dapat memilih dari tabel profil yang di berikan )

Temperatur bodi/kotak :


2.3.4. Harga-harga yang lain

Tegangan kolektor -

emiter maksimal

Tegangan kolektor -emiter

maksimum yang diijinkan dengan

basis terbuka .

( Tegangan tembus ! )

Simbol yang lain :

B VCEO ( V ( BR ) CEO )

Breakdown Voltage Collektor Emiter

( tegangan dadal kolektor - Emiter )

Tegangan basis- emiter

maksimal

Tegangan basis - emiter maksimum

yang diijinkan dengan kolektor

terbuka

( Misalnya : penggunaan sebagai

saklar )

Simbol yang lain : B V BEO

Arus kolektor maksimal Besarnya arus kolektor maksimum

yang diijinkan ( dapat dilihat pada

buku data transistor )

Jika malampaui harga-harga

maksimal transistor akan rusak .


2.3.5. Harga batas kerja dalam daerah grafik karakteristik

PV max = 30 W

( VG = 450C )

Gambar 41. kurva disipasi daya

PV = UCE . Ic 30 W = Konstan !

UCE ( v ) 5 7,5 10 15 20 30 40 50

IC ( A ) 6 4 3 2 1,5 1 0,75 0,6

Harga batas kerja adalah : harga yang statis/tetap .

H arg a rata-rata Ha rg a / n ila i - la m a ke r ja

D id a p a tka n d a r i b a n y a k m a ca m c o n to h( sa m p le )

h a rg a ( ty p e ) ra ta - ra ta


Dalam waktu yang singkat diperbolehkan memberlakukan sebuah harga

maksimum .

misal : IC max, PV max

Tetapi awas ! hati-hati !

2.4. Sifat Listrik Transistor Bipolar

Sifat listrik yang di maksud adalah kurva karakteristik transistor berupa suatu

grafik yang memperlihatkan kaitan satu sama lain dari parameter - parameter

tertentu .

Dari kurva karakteristik , kita dapat mengetahui sifat-sifat transistor

2.4.1. Kurva Karakteristik Input IB = f ( UBE )

Gambar 42

Pada gambar 1-a , besarnya IB dapat di kontrol dengan UBE . Untuk mengubah-

ubah UBE di gunakan potensio meter P . Resistor RB berfungsi sebagai pembatas

arus IB .

Gambar dibawah ini ( Gambar 1-b ) memperlihatkan kurva karakteristik input IB = f

( UBE ) .


Gambar 43

Diatas tegangan 0,7 V kenaikan UBE yang kecil , menyebabkan kenaikan yang

relatif besar pada IB . Tetapi dibawah 0,6 V , kenaikan yang sama dari UBE

menyebabkan kenaikan sangat kecil pada IB . Pada beberapa harga UCE tertentu,

kurva mengalami sedikit penggeseran .

2.4.2. KURVA KARAKTERISTIK OUTPUT IC = f ( UCE )

Gambar 44

Lihat gambar 44 . Pada harga IB tertentu IC ditentukan oleh UCE . Besarnya UCE

dapat diubah-ubah dengan potensiometer P2

Gambar 45 , memperlihatkan kaitan antara arus output IC dan tegangan output

UCE pada IB = Konstan .


Gambar 45

Pada UCE 0,1 V - 0,3 V arus IC mencapai harga optimum . Dalam hal ini katakan

transistor bekerja pada kondisi saturasi .

Pada IB = 0 , IC = ICEO = 0 dan UCE = UCE . Dalam hal ini transistor bekerja pada

kondisi cut off ( tidak menghantar ) .

2.4.3. KURVA BESARAN MASUKAN DAN KELUARAN

Kaitan antara arus basis IB dan arus kolektor IC pada UCE = konstan di sebut

Forward Transfer Characteristic . IB dapat di kontrol dengan UBE demikian pula IC .

Dengan mengatur P1, UBE , IB dan IC dapat diubah-ubah . ( lihat gambar 3-a )

Sedangkan gambar 3-b memperlihatkan hubungan IB dan IC . Setiap perubahan

pada IB menyebabkan perubahan pada IC makin besar IB , makin besar pula IC .

Perbandingan I

I

C

B di sebut faktor penguatan arus rangkaian common Emitor ,

di simbolkan dengan h FE .

Jadi :I

I

C

B

= h FE


Gambar 46

Gambar 47

Stabilisasi Titik Kerja :

Hasil penguatan sinyal besar

( Pengendalian sinyal besar )

Penguat transistor dalam rangkaian emitor bersama :

masukan : Arus bolak-balik

keluaran : Tegangan bolak-balik

: Arus bolak-balik


gb.48

Terjadilah untuk tegangan sinyal UR = - UCE

Pertengahan Rv terdapat arus tetap titik kerja

Gambar 49. Posisi Titik Kerja - Operasi Penguat

Posisi titik kerja ( tingkatan operasi pada sinyal nol ) hal ini penting menentukan

keadaan daerah kendali luar dan macam operasi penguat.


Dua hal perbedaan :

Titik kerja ( A ) di dalam ( di

tengah ) daerah kendali luar

Penguat bekerja pada klas A

Titik kerja ( A ) di bawah batas

daerah kendali luar

Penguat bekerja pada klas B

F u n g s i

Sinyal secara keseluruhan

akan dilewatkan, untuk sinyal

kecil, sebagaimana penguatan

sinyal besar

Hanya setengah sinyal saja yang

dilewatkan penyearah setengah

gelombang, untuk penguatan sinyal

besar rangkaian bersama dua

penguat klas B .

- melewatkan sinyal penuh

- push pull dengan prinsip penguat

klas B

Kombinasi penguat klas A dan B

Push pull penguat A - B

Penguat Push pull, mengalirkan arus tetap yang lebih kecil .


Penguat BPenguat A

Sifat fisis klas penguat

Penguat klas A

– hanya satu tegangan catu

– kerugian daya besar, pada sinyal sudah nol

– efisiensi lebih kecil

Penguat push pull klas B

– kebanyakan dengan dua tegangan catu ( )

– kerugian daya kecil

– efisiensi besar

– memakai banyak rangkaian

Penempatan dan penstabilan titik kerja

Penstabilan Pengurangan kuat perambatan panas

Kopling lawan

arus searah

Kopling lawan

tegangan searah

Tahanan NTC

penghantar panas

Metoda

setengah

tegangan catu


2.5. Hubungan Dasar Transistor

2.5.1. Pengantar

Dari ketiga hubungan transistor , terdapat satu pola hubungan

dimana rangkaian input setara atau sama dengan rangkaian out put

Rangkaian input penguatan besar

Rangkaian output hasil penguatan besar

R angkaian Inp ut R angkaian O utp ut

Gambar 50

2.5.2. Hubungan Basis

Hubungan Pemakaian bersama : basis

_

+

+

_

Gambar 51. Hubungan basis

Besaran input : IE , UEB Besaran out put : IC , UCB

Perbandingan pembawa = I C

I E

simbol yang lain :

arus ( mengenai titik kerja ) hfb , h2Ib , fb

Perbandingan pembawa arus simbol yang lain :

searah ( besarnya relatif konstan )A =

I C

I E hFB , HFB , FB


Dengan hubungan basis , besarnya tegangan diperluas , tetapi tanpa penguatan

arus

UCB = V UEB

2.5.3. Hubungan Emiter

Hubungan pemakaian bersama : Emiter

Pemakaian yang utama dalam beberapa rangkaian yang berbeda , Pemakaian

secara universal.

Gambar 52. Hubungan emitor

Besaran input : IB , UBE Besaran out put : IC , UCE

Penguatan arus : dari basis (input) ke kolektor (output)

Perbandingan pembawa arus :

I C

I B ( Penguatan arus )

adalah : IE = IB + IC ; IB = IE-IC IB = IE - IC

ataupun : IE = I C

Juga :

penguatan arus =

I C

I B Simbol yang lain :

hFE , H 21e , FE


Penguatan arus searah

Dengan hubungan emiter dimaksudkan untuk memperkuat tegangan dan arus !

UCE = V UBE

Grafik input

Dioda dalam keadaan arah

maju

( forward )

Dioda dalam keadaan arah balik

( reverse )

Tahanan input :

IB

U BE

rBE = U

IBE

B

Tahanan out put : CE

U C E

IC

rBECE

C

= U

I

Gambar 53. karakteristik input-output


Terjadi saling tergantung antara besarnya input dengan out put

Grafik pengaturan arus Grafik pengaturan tegangan :

( grafik pembawa arus ) ( grafik pembawa hybrid )

Gambar 54. kurva Ib = f (Ic) Gambar 55. kurva Ib = f (Ube)

2.5.4. Hubungan Kolektor ( cc ) atau emiter penghasil

Hubungan pemakain bersama : kolektor

berlawanan fungsinya ( sifat - sifatnya ) dengan hubungan basis .

_

+

IB

-U BC

IC

-U EC

IE-(U -U BC )

-U

_

+

Gambar 56. dasar hubungan kolektor


Perubahan tegangan sama dengan

Besaran input : IB , UBE Besaran ouput : IE , UEC

Pembawa arus : dari basis ( input ) ke emiter ( out put )

Rangkaian input 2 pengaturan dari 1 memberikan dan mempunyai fungsi

hubungan yang sama ( hal ini ) berkaintan dengan kesamaan polaritas dari

rangkaian input dan out put sebagaimana pada hubungan basis dan emiter .

+

_

IB

UB

IC

IE

R U E

+

_

Gambar 57. hubungan kolektror

Perubahan pada UE - sama dan diikuti perubahan pada UA

Pendekatan harga : Emiter mengikuti basis Emiter penghasil

harganya kembali : IE = IB + IC

dan juga : IE = IB + I C

Perbandingan arus pembawa :

I E

I B

( Penguatan arus )

Maka :

I E

I B =

I B + I C = 1 + I E

I BI B

dengan demikian penguatan arus :

Hubungan kolektor atau emiter penghasil menyediakan kemungkinan besar

terjadinya penguatan arus tetapi tanpa penguatan tegangan ( pelemahan )


2.5.5. Pendisain bersama ( harga yang benar )

Hubungan

Emiter

Hubungan

Basis

Emiter Penghasil

Penguatan

Arus

Tinggi ( 100 ) Rendah ( 1 ) Tinggi ( 100 )

Penguatan

Tegangan

Tinggi ( 250 ) Tinggi ( 200 ) Rendah ( 0,95 )

Tahanan

Input

Cukup ( 600 ) Rendah ( 50 ) Tinggi ( 50 K )

Tahanan

Out put

Tinggi ( 50 K ) Tinggi ( 1 M ) Rendah ( 100 )

2.6. Contoh Penggunaan Transistor

2.6.1. Keadaan saklar

Gambar 58

Memblok ( sakalar terbuka )

IB = 0 , UBE 0

UCE < UCEmax ( tegangan dadal )

Menghantar ( sakalar tertutup )

IB . > IC ! !

IC > ICmax


2.6.2. Proses On dan Off

Gambar 59

Waktu tanjak tr ( rise time ): adalah waktu di mana IC menanjak dari 10% sampai

90% .

Waktu simpan ts ( storage time ) : adalah waktu di mana IC mencapai 90%

setalah US = 0

Waktu jatuh tf ( fall time ) : adalah waktu dimana IC menurun dari 90%

sampai 10%


2.6.3. Kerugian Daya Pada Saat Saklar On dan Off

Gambar 60


3. Lampiran

SK 01

Lieferbare Standardlägen

Available lengths 37,5 50

75 100 1000 mm

Longueurs livrable

Lieferbare Oberflächen matt

gebeizt (AL)

Available surfaces matt

etched (AL)

Surfaces livrable matt

decape (AL)

Lieferbare Lochungen

Available pin layots

TO 3 - TO 3 8p - TO 36 -

perforation livrable

oder schwazeloxlert (SA)

or black anadised (SA)

ou eloxe noir (SA)

2 x TO 3/to 36 - SOT 9 + TO 66 - Cb


SK 02

9 23 6

1 1 5


Available lengths 37,5 50

75 100 1000 mm

Longueurs livrable


gebeizt (AL)


etched (AL)


decape (AL)


Available pin layots TO

3 - TO 3 8p - TO 36 -

perforations livrable



ou eloxe noir (SA)

2 x TO 3/to 36 - SOT 9 + TO 66 - Cb


SK 03

1 0 03 6

1 2 0

3

2

3 7 ,5 5 0 7 5 1 0 0 1 2 5 1 5 0

o C /W SK 03

mm


Available lengths 37,5

50 75 100 1000 mm

Longueurs livrable


gebeizt (AL)


etched (AL)


decape (AL)


Available pin layouts

TO 3 - TO 3 8p - TO 36 -

perforation livrable



ou eloxe noir (SA)

2 x TO 3/to 36 - SOT 9 + TO 66 - Cb


Durch u.g Speziallochung ist der

wahlweise Einsatz von Halbletern in

den Gehäusen TO 3, TO 66, SOT 9

und SOT 32 vorgesehen.

Die Fingerkuhlköper der Serie FK 205

- FK 208 sind in den äueren

Abmessungen dem Halbleiter

Gehäuse TO 3 angepat. Es wird

somit erheblich Platz eingespart und

fur andere Bauteile Raum geschaffen.


4. Lembar Evaluasi

1. Tuliskan prinsip pembuatan transistor di fusi !

2. Tuliskan prinsip pembuatan transistor epitaksial !

3. Tuliskan sifat - sifat transistor epitaksial !

4. Bagaimana cara mengatasi kenaikan arus kolektor IC akibat terpengaruh

kenaikan suhu ?

5. Apa yang dimaksud dengan frekuensi batas FG ?

6. Mengapa posisi titik kerja - Operasi penguat dikatakan sangat penting ?

7. Apa perbedaan antara penguat bekerja pada kelas A dan penguat bekerja

pada kelas B ?

8. Gambarkan rangkaian dasar penstabilan titik kerja yang diakibatkan

perambatan panas dengan menggunakan tahanan NTC penghantar panas !

9. Gambarkan hubungan dasar transistor basis bersama !

10.Gambarkan hubungan dasar transistor emitor bersama !

11.Gambarkan hubungan dasar transistor kolektor bersama !

12.Jelaskan secara singkat gambar dibawah ini !

50

40

30

20

10

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 BE ( V )

B ( A )

6V

8V

C E = 2VU

U

I


13.Kapan sebuah transistor bekerja pada kondisi

a . Saturasi

b . Cut off

14. Interpretasikan gambar dibawah ini !

15.Bagaimana keadaan arus dan tegangan saat transistor berfungsi sebagai

saklar terbuka dan tertutup ?

16.Sebutkan sifat waktu saat transistor pada proses ON - OFF ?

17.Bagaimana kerugian daya saat transistor ON dan OFF ?


5. Lembar Jawaban

1. Jawab : Bahan dasar ( tipe P atau N ) yang di doping ( di kotori ) untuk

membangkitkan Difusi pada layer yang diharapkan .

2. Jawab :Bahan dasar dengan tahanan ohm rendah ( tipe P atau N ) yang

di tipiskan, layer dengan tahanan tinggi melalui susunan yang ditonjolkan

, kemudian pembentukan layer melalui Difusi.

3. Jawab :

– Penguatan tinggi

– Kapasitas kecil

– Frekuensi cut - off tinggi

– Tegangan beban ( UCE ) rendah

– Batasan modulasi ( pencampuran yang saling mempengaruhi )

besar

– Arus beban kecil pada waktu hubung singkat.

4.Jawab :Dengan mereduksinya secara rangkaian teknik ( seperti kopling

pelawan )

5.Jawab : Suatu frekuensi yang besarnya tertentu mempunyai harga

penurunan pada frekuensi yang lebih rendah

6. Jawab :Karena menentukan keadaan daerah kendali luar dan macam

operasi penguat

7. Jawab :Titik krja pnguat kelas A berada didalam ( di tengah ) daerah

kendali luar Titik kerja penguat kelas B berada di bawah batas daerah

kendali luar .


8. Jawab :

9. Jawab :

_

+

+

_

10. Jawab :

+

_

+

_

R

IB

U BE IE U C E

11. Jawab:

_

+

IB

-U BC

IC

-U EC

IE

-U

_

+


12. Jawab :Diatas 0,7 V kenaikan UBE yang kecil , menyebabkan kenaikan yang

relatif besar pada IB. ,Tetapi dibawah 0,6 V , kenaikan yang sama dari UBE

menyebabkan kenaikan sangat kecil pada IB . Pada berbagai

harga UCE , ternyata kurva mengalami sedikit pergeseran .

13. Jawab :

a. Transistor bekerja pada kondisi saturasi saat UCE = 0,1 V - 0,3 V arus IC

mencapai harga optimum .

b. Transistor bekerja pada kondisi cut off saat IB = 0 , IC = ICEO = 0 dan UCE =

UCE ( transistor tidak menghantar )

14. Jawab :Setiap perubahan IB , menyebabkan perubahan pada IC makin besar IB

, makin besar pula IC .Jadi perubahan besaran input menyebabkan

perubahan besaran output

15. Jawab :

Sebagai saklar terbuka :

IB = 0 ; UBE = 0

IC = 0 ; UCE = Max

Sebagai saklar tertutup

IB . > IC

IC . > IC Max

UCE = Min

16. Jawab :

Waktu tanjak Waktu dimana IC menanjak dari 10% sampai 90%

Waktu simpan Waktu dimana IC mencapai 90% setelah US = 0

Waktu jatuh Waktu dimana IC menurun dari 90% sampai 10%


17. Jawab :

Pada saat saklar OFF dengan beban induktif

Pada saat saklar ON dengan beban kapasitif


Dioda & Transistor

Documents

Transcript of Dioda & Transistor