Makalah Bipolar

Click here to load reader

  • date post

    05-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    1.150
  • download

    177

Embed Size (px)

Transcript of Makalah Bipolar

BAB I PENDAHULUANA. Latar BelakangWalter H. Brattain dan John Bardeen pada akhir Desember 1947 di Bell Telephone Laboratories berhasil menciptakan suatu komponen yang mempunyai sifat menguatkan yaitu yang disebut dengan Transistor.Keuntungan komponen transistor ini dibanding dengan pendahulunya,yakni tabung hampa,adalah ukuran fisiknya yang sangat kecil dan ringan.Bahkan dengan teknologi sekarang ini ratusan ribu transistor dapat dibuat dalam satu keping silikon.Disamping itu komponen semikonduktor ini membutuhkan sumber daya yang kecil serta serta efesiensi yang tinggi.

B. Tujuan1. Mempelajari tentang transistor bipolar

2. Mengetahui tentang teori transistor bipolar 3. Menjelaskan konsep hubungan antara arus basis, emilter, dan kolektor 4. Mengetahui aliran arus listrik pada transistor PNP dan NPN 5. Mengetahui prinsip kerja transistor PNP dan NPN 6. Mengetahui transistor sebagai saklar elektronik

1

BAB II LANDASAN TEORIA. Sejarah Penemuan TransistorTransistor, komponen yang mengubah wajah dunia, memungkinkan ukuran peralatan elektronika makin kecil dan kompak dan konsumsi daya rendah, juga mengawali era elektronika digital.

Gambar tabung hampa (vacum tube) dan transistor pertama di dunia

Di pertengahan 1940-an sekelompok ilmuwan yang bekerja di Bell Telephone Labs di Murray Hill, New Jersey, merintis penemuan divais untuk menggantikan teknologi tabung hampa (vacuum tube) saat itu. Tabung hampa menjadi satu-satunya teknologi saat itu untuk menguatkan sinyal atau sebagai saklar dalam elektronika. Masalahnya ialah tabung hampa sangat mahal, mengkonsumsi banyak daya listrik, panas, dan tak-relieable, sehingga perlu perawatan ekstra. Para ilmuwan tersebut (yang berhasil menemukan transistor pada 1947) ialah John Bardeen, Walter Brattain, dan William Shockley. Bardeen (Ph.D. dalam matematika dan fisika dari Princeton University) merupakan spesialis dalam sifat menghantarkan elektron dari semikonduktor. Brattain (Ph.D., ahli dalam struktur atom zat padat pada permukaan dan fisika zat padat). Shockley (Ph.D., pemimpin riset transistor di Bell Labs).

(foto Bardeen, Brattain, dan Shockey)

Nama paten asli untuk transistor ialah "Semiconductor amplifier; Three-electrode circuit element utilizing semiconductive materials." Pada 1956, kelompok ini dianugrahi Hadiah Nobel dalam Fisika untuk penemuan transistor mereka. Pada 1977, John Bardeen dianugrahi Presidential Medal of Freedom2

B. Pengertian TransistorTransistor adalah sebagai piranti komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai tiga elektroda (triode) yaitu dasar (basis), pengumpul (kolektor) dan pemancar (emitor). Rangkaian ini berfungsi sebagai penguat sinyal, penyambung (switching) dan stabilisasi tegangan. Transistor berasal dari bahasa transfer yang artinya pemindahan dan resistor yang berarti pengambat. Jadi pengertian transistor dapat di kategorikan sebagai pemindahan atau peralihan bahan setengah penghantar menjadi penghantar pada suhu tertentu. Di bawah ini, gambar dan bentuk fisik dari Pengertian Transistor :

Tegangan yang di satu terminalnya misalnya Emitor dapat dipakai untuk mengatur arus dan tegangan yang lebih besar daripada arus input Basis, yaitu pada keluaran tegangan dan arus output Kolektor. Fungsi dari transistor bermacam-macam, di mana dapat juga berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Transistor pertama kali di temukan oleh William Shockley, John Barden, dan W. H Brattain pada tahun 1948. Dan mulai di pakai dalam praktek pada tahun 1958. Ada 2 jenis transistor, yaitu transistor tipe P N P dan transistor jenis N P N. Dalam keluarga transistor dikenal istilah transistor unipolar dan transistor bipolar. Kedua jenis transistor tersebut dibedakan dari peran pembawa muatan yang mengalir sebagai arus utama dalam transistor. Pada transistor unipolar, pembawa muatan yang berperan adalah pembawa muatan mayoritas yang didominasi oleh hole saja atau oleh electron saja, sedangkan pada transistor bipolar yang berperan sebagai arus utama adalah pembawa muatan minoritas dan ini bisa berupa hole dan electron secara berimbang. Metal Oxyde Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET) merupakan contoh transistor unipolar dimana arus yang berperan adalah arus hole untuk kanal tipe P atau arus electron untuk kanal tipe N.

3

Transistor adalah suatu komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor. Apabila kita mendoping semikonduktor untuk mendapatkan kristal NPN atau PNP, maka kristal seperti ini disebut Transistor Junction. Daerah tipe N mempunyai banyak sekali elektron pita konduksi dan daerah tipe P mempunyai banyak hole. Jadi transistor junction mempunyai dua macam pembawa muatan yaitu elektron bebas pada daerah N dan hole pada daerah P. Oleh karena itu transistor junction disebut juga transistor dua kutub (bipolar).

Transistor PNP dan Simbol

Transistor NPN dan Simbol

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam sebuah rangkaian elektronika. Seperti halnya dalam rangkaian analog yang di gunakan dalam amplifier (penguat). Dalam sebuah rangkaian-rangkaian digital , transistor di gunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa pengertian transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya. Transistor juga memiliki jenis-jenis yang berbeda-beda. Secara umum transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori, seperti Materi semikonduktor, Kemasan fisik, Tipe, Polaritas, Maximum kapasitas daya, Maximum frekuensi kerja, Aplikasi dan masih banyak jenis lainnya.

C. Cara Kerja TransistorDari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.4

FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yang lebih lanjut.

D. Fungsi TransistorFungsi Transistor antara lain : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC) Sebagai penyearah Sebagai mixer Sebagai osilator Sebagai switchMembangkitkan frequency rendah maupun tinggi Menahan sebagian arus

E. Jenis TransistorTransistor mempunyai 3 jenis yaitu : 1. Uni Junktion Transistor (UJT)

Uni Junktion Transistor (UJT) adalah transistor yang mempunyai satu kaki emitor dan dua basis. Kegunaan transistor ini adalah terutama untuk switch elektronis. Ada Dua jenis UJT ialah UJT Kanal N dan UJT Kanal P.

5

2. Field Effect Transistor (FET)

Beberapa Kelebihan FET dibandingkan dengan transistor biasa ialah antara lain penguatannya yang besar, serta desah yang rendah. Karena harga FET yang lebih tinggi dari transistor, maka hanya digunakan pada bagian-bagian yang memang memerlukan. Bentuk fisik FET ada berbagai macam yang mirip dengan transistor. Jenis FET ada dua yaitu Kanal N dan Kanal P. Kecuali itu terdapat pula macam FET ialah Junktion FET (JFET) dan Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET). 3. MOSFET

Bentuk Fisik Mosfet

MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) adalah suatu jenis FET yang mempunyai satu Drain, satu Source dan satu atau dua Gate. MOSFET mempunyai input impedance yang sangat tinggi. Mengingat harga yang cukup tinggi, maka MOSFET hanya digunakan pada bagian bagian yang benar-benar memerlukannya. Penggunaannya misalnya sebagai RF amplifier pada receiver untuk memperoleh amplifikasi yang tinggi dengan desah yang rendah.

Simbol MOSFET Dalam pengemasan dan perakitan dengan menggunakan MOSFET perlu diperhatiakan bahwa komponen ini tidak tahan terhadap elektrostatik, mengemasnya menggunakan kertas timah, pematriannya menggunakan jenis solder yang khusus untuk pematrian MOSFET.Seperti halnya pada FET, terdapat dua macam MOSFET ialah Kanal P dan Kanal N.6

BAB III PEMBAHASAN

Transistor BipolarTransistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. Transistor Bipolar atau nama lainnya adalah transistor dwikutub adalah jenis transistor paling umum di gunakan dalam dunia elektronik. Di dalam transistor ini terdapat 3 lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua lapisan inti, yaitu lapisan P-N-P dan lapisan NP-N. Transistor bipolar juga memiliki 3 kaki yang masing masing di beri nama Basis (B), Colektor (C) dan Emiter (E). Perbedaan antara fungsi dan jenis-jenis transisor ini terlihat pada polaritas pemberian tegangan bias dan arah arus listrik yang berlawanan.

Transistor bipolar adalah inovasi yang mengantikan transistor tabung (vacum tube). Selain dimensi transistor bipolar yang relatif lebih kecil, disipasi dayanya juga lebih kecil sehingga dapat bekerja pada suhu yang lebih dingin. Dalam beberapa aplikasi, transistor tabung masih digunakan terutama pada aplikasi audio, untuk mendapatkan kualitas suara yang baik, namun konsumsi dayanya sangat besar. Sebab untuk dapat melepaskan elektron, teknik yang digunakan adalah pemanasan filamen seperti pada lampu pijar.

7

Cara Kerja Transistor Bipolar

Cara kerja transistor bipolar dapat di lihat dari dua dioda yang terminal positif dan negatif selalu berdempet, itu sebabnya pada saat ini terdapat 3 kaki terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. Perubahan arus listrik dari jumlah kecil dapat menimbulkan efek perubahan arus listrik dalam jumlah besar khususnya pada terminal kolektor. Prinsip kerja ini lah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan atau hFE. biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.

Daerah Operasi

Batas operasi aman transistor, biru: batas IC maksimum, merah: batas VCE maksimum, ungu: batas daya maksimum

8

Transistor dwikutub mempunyai lima daerah operasi yang berbeda, terutama dibedakan oleh panjar yang diberikan:

Aktif-maju (atau aktif saja): pertemuan emitor-basis dipanjar maju dan pertemuan basiskolektor dipanjar mundur. Hampir semua transistor didesain untuk mencapai penguatan arus tunggal emitor yang terbesar ( ) dalam moda aktif-maju. in forward-active mode. Dalam keadaan ini arus kolektor-emitor beberapa kali lipat lebih besar dari arus basis. Aktif-mundur (atau aktif-terbalik atau terbalik): dengan membalik pemanjaran pada moda aktif-maju, transistor dwikutub memasuki moda aktif-mundur. Pada moda ini, daerah emitor dan kolektor bertukar fungsi. Karena hampir semua BJT didesain untuk penguatan arus moda aktif-maju yang maksimal, pada moda terbalik beberapa kaki lipat lebih rendah. Moda transistor ini jarang digunakan, dan hanya diperhitungkan untuk kondisi kegagalan dan untuk beberapa jenis logika dwikutub. Tegangan tembus panjar terbalik pada basis mungkin lebih rendah pada moda ini. Jenuh: dengan semua pertemuan dipanjar maju, BJT memasuki moda jenuh dan memberikan konduksi arus yang besar dari emitor km kolektor. Moda ini berkorespondensi dengan logika hidup, atau sakelar yang tertutup. Putus: pada keadaan putus, pemanjaran bertolak belakang dengan keadaan jenuh (semua pertemuan dipanjar terbalik). Arus yang mengalir sangat kecil, dengan demikian berkorespondensi dengan logika mati, atau sakelar yang terbuka. Tembusan bandang

Walaupun daerah-daerah tersebut didefinisikan dengan baik untuk tegangan yang cukup besar, mereka bertumpang tindih jika tegangan panjar yang dikenakan terlalu kecil (kurang dari beberapa ratus milivolt).

Transistor NPN

NPN BJT dengan pertemuan EB dipanjar maju dan pertemuan BC dipanjar mundur

Transistor NPN dapat dianggap sebagai dua diode adu punggung tunggal anode. Pada penggunaan biasa, pertemuan p-n emitor-basis dipanjar maju dan pertemuan basis-kolektor dipanjar mundur. Dalam transistor NPN, sebagai contoh, jika tegangan positif dikenakan pada pertemuan basis-emitor, keseimbangan di antara pembawa terbangkitkan kalor dan medan listrik menolak pada daerah pemiskinan menjadi tidak seimbang, memungkinkan elektron terusik kalor untuk masuk ke daerah basis. Elektron tersebut mengembara (atau menyebar) melalui basis dari daerah konsentrasi tinggi dekat emitor menuju konsentrasi9

rendah dekat kolektor. Elektron pada basis dinamakan pembawa minoritas karena basis dikotori menjadi tipe-p yang menjadikan lubang sebagai pembawa mayoritas pada basis. Daerah basis pada transistor harus dibuat tipis, sehingga pembawa tersebut dapat menyebar melewatinya dengan lebih cepat daripada umur pembawa minoritas semikonduktor untuk mengurangi bagian pembawa yang bergabung kembali sebelum mencapai pertemuan kolektor-basis. Untuk memastikannya, ketebalan basis dibuat jauh lebih rendah dari panjang penyebaran dari elektron. Pertemuan kolektor-basis dipanjar terbalik, jadi sedikit sekali injeksi elektron yang terjadi dari kolektor ke basis, tetapi elektron yang menyebar melalui basis menuju kolektor disapu menuju kolektor oleh medan pada pertemuan kolektor-basis.

Pengendalian Tegangan, Arus dan MuatanArus kolektor-emitor dapat dipandang sebagai terkendali arus basis-emitor (kendali arus) atau tegangan basis-emitor (kendali tegangan). Pandangan tersebut berhubungan dengan hubungan arus-tegangan dari pertemuan basis-emitor, yang mana hanya merupakan kurva arus-tegangan eksponensial biasa dari diode pertemuan p-n. Penjelasan fisika untuk arus kolektor adalah jumlah muatan pembawa minoritas pada daerah basis. Model mendetail dari kerja transistor, model GummelPoon, menghitung distribusi dari muatan tersebut secara eksplisit untuk menjelaskan perilaku transistor dengan lebih tepat. Pandangan mengenai kendali-muatan dengan mudah menangani transistor-foto, dimana pembawa minoritas di daerah basis dibangkitkan oleh penyerapan foton, dan menangani pematian dinamik atau waktu pulih, yang mana bergantung pada penggabungan kembali muatan di daerah basis. Walaupun begitu, karena muatan basis bukanlah isyarat yang dapat diukur pada saluran, pandangan kendali arus dan tegangan biasanya digunakan pada desain dan analisis sirkuit. Pada desain sirkuit analog, pandangan kendali arus sering digunakan karena ini hampir linier. Arus kolektor kira-kira kali lipat dari arus basis. Beberapa sirkuit dasar dapat didesain dengan mengasumsikan bahwa tegangan emitor-basis kira-kira tetap, dan arus kolektor adalah beta kali lipat dari arus basis. Walaupun begitu, untuk mendesain sirkuit BJT dengan akurat dan dapat diandalkan, diperlukan model kendali-tegangan (sebagai contoh model EbersMoll)[1]. Model kendali-tegangan membutuhkan fungsi eksponensial yang harus diperhitungkan, tetapi jika ini dilinierkan, transistor dapat dimodelkan sebagai sebuah transkonduktansi, seperti pada model EbersMoll, desain untuk sirkuit seperti penguat diferensial menjadi masalah linier, jadi pandangan kontrol-tegangan sering diutamakan. Untuk sirkuit translinier, dimana kurva eksponensiak I-V adalah kunci dari operasi, transistor biasanya dimodelkan sebagai terkendali tegangan dengan transkonduktansi sebanding dengan arus kolektor.

Tundaan Penghidupan, Pematian dan PenyimpananTransistor dwikutub mengalami beberapa karakteristik tundaan ketika dihidupkan dan dimatikan. Hampir semua transistor, terutama transistor daya, mengalami waktu simpan basis yang panjang sehingga membatasi frekuensi operasi dan kecepatan pensakelaran. Salah satu cara untuk mengurangi waktu penyimpanan ini adalah dengan menggunakan penggenggam Baker.10

Parameter alfa () dan beta () TransistorPerbandingan elektron yang mampu melintasi basis dan mencapai kolektor adalah ukuran dari efisiensi transistor. Pengotoran cerat pada daerah emitor dan pengotoran ringan pada daerah basis menyebabkan lebih banyak elektron yang diinjeksikan dari emitor ke basis daripada lubang yang diinjeksikan dari basis ke emitor. Penguatan arus moda tunggal emitor diwakili oleh F atau hfe, ini kira-kira sama dengan perbandingan arus DC kolektor dengan arus DC basis dalam daerah aktif-maju. Ini biasanya lebih besar dari 100 untuk transistor isyarat kecil, tapi bisa sangat rendah, terutama pada transistor yang didesain untuk penggunaan daya tinggi. Parameter penting lainnya adalah penguatan arus tunggal-basis, F. Penguatan arus tunggal-basis kira-kira adalah penguatan arus dari emitor ke kolektor dalam daerah aktif-maju. Perbandingan ini biasanya mendekati satu, di antara 0,9 dan 0,998. Alfa dan beta lebih tepatnya berhubungan dengan rumus berikut (transistor NPN):

Struktur Transistor NPN

Irisan transistor NPN yang disederhanakan

BJT terdiri dari tiga daerah semikonduktor yang berbeda pengotorannya, yaitu daerah emitor, daerah basis dan daerah kolektor. Daerah-daerah tersebut adalah tipe-p, tipe-n dan tipe-p pada transistor PNP, dan tipe-n, tipe-p dan tipe-n pada transistor NPN. Setiap daerah semikonduktor disambungkan ke saluran yang juga dinamai emitor (E), basis (B) dan kolektor (C). Basis secara fisik terletak di antara emitor dan kolektor, dan dibuat dari bahan semikonduktor terkotori ringan resistivitas tinggi. Kolektor mengelilingi daerah emitor, membuat hampir tidak mungkin untuk mengumpulkan elektron yang diinjeksikan ke daerah basis untuk melarikan diri, membuat harga sangat dekat ke satu, dan juga memberikan yang lebih besar. Irisan dari BJT menunjukkan bahwa pertemuan kolektor-basis jauh lebih besar dari pertemuan kolektor-basis. Transistor pertemuan dwikutub tidak seperti transistor lainnya karena biasanya bukan merupakan peranti simetris. Ini berarti dengan mempertukarkan kolektor dan emitor membuat transistor meninggalkan moda aktif-maju dan mulai beroperasi pada 11

moda terbalik. Karena struktur internal transistor dioptimalkan untuk operasi moda aktif-maju, mempertukarkan kolektor dan emitor membuat harga dan pada operasi mundur jauh lebih kecil dari harga operasi maju, seringkali bahkan kurang dari 0.5. Buruknya simetrisitas terutama dikarenakan perbandingan pengotoran pada emitor dan kolektor. Emitor dikotori berat, sedangkan kolektor dikotori ringan, memungkinkan tegangan panjar terbalik yang besar sebelum pertemuan kolektor-basis bobol. Pertemuan kolektor-basis dipanjar terbalik pada operasi normal. Alasan emitor dikotori berat adalah untuk memperbesar efisiensi injeksi, yaitu perbandingan antara pembawa yang diinjeksikan oleh emitor dengan yang diinjeksikan oleh basis. Untuk penguatan arus yang tinggi, hampir semua pembawa yang diinjeksikan ke pertemuan emitor-basis harus datang dari emitor. Perubahan kecil pada tegangan yang dikenakan membentangi saluran basis-emitor menyebabkan arus yang mengalir di antara emitor dan kolektor untuk berubah dengan signifikan. Efek ini dapat digunakan untuk menguatkan tegangan atau arus masukan. BJT dapat dianggap sebagai sumber arus terkendali tegangan, lebih sederhana dianggap sebagai sumber arus terkendali arus, atau penguat arus, dikarenakan rendahnya impedansi pada basis. Transistor-transistor awal dibuat dari germanium tetapi hampir semua BJT modern dibuat dari silikon. Beberapa transistor juga dibuat dari galium arsenid, terutama untuk penggunaan kecepatan tinggi.

NPN

Simbol NPN BJT dan Struktur dasar transistor NPN

NPN adalah satu dari dua tipe BJT, dimana huruf N dan P menunjukkan pembawa muatan mayoritas pada daerah yang berbeda dalam transistor. Hampir semua BJT yang digunakan saat ini adalah NPN karena pergerakan elektron dalam semikonduktor jauh lebih tinggi daripada pergerakan lubang, memungkinkan operasi arus besar dan kecepatan tinggi. Transistor NPN terdiri dari selapis semikonduktor tipe-p di antara dua lapisan tipe-n. Arus kecil yang memasuki basis pada tunggal emitor dikuatkan di keluaran kolektor. Dengan kata lain, transistor NPN hidup ketika tegangan basis lebih tinggi daripada emitor. Tanda panah dalam simbol diletakkan pada kaki emitor dan menunjuk keluar (arah aliran arus konvensional ketika peranti dipanjar maju).

12

Transistor PNPJenis lain dari BJT adalah PNP.

Simbol PNP BJT dan Struktur dasar transistor PNP

Transistor PNP terdiri dari selapis semikonduktor tipe-n di antara dua lapis semikonduktor tipe-p. Arus kecil yang meninggalkan basis pada moda tunggal emitor dikuatkan pada keluaran kolektor. Dengan kata lain, transistor PNP hidup ketika basis lebih rendah daripada emitor. Tanda panah pada simbol diletakkan pada emitor dan menunjuk kedalam.

Transistor dalam Moda Aktif-Maju

Transistor BJT NPN dalam moda aktif-maju

Transistor PNP dalam moda aktif-maju

Diagram disamping menunjukkan transistor NPN disambungkan ke dua sumber tegangan. Untuk membuat transistor menghantar arus yang kentara dari C ke E, harus diatas harga minimum yang sering disebut sebagai tegangan potong. Tegangan potong biasanya kira-kira 600 mV untuk BJT silikon pada suhu ruang, tetapi ini juga bisa berbedabeda bergantung pada tipe transistor dan teknik pemanjaran. Tegangan yang dikenakan ini membuat pertemuan P-N bagian bawah berubah menjadi hidup dan memungkinkan aliran elektron dari emitor ke basis. Pada moda aktif, medan listrik yang terdapat di antara basis dan kolektor (disebabkan oleh ) akan menyebabkan mayoritas elektron untuk melintasi pertemuan P-N bagian atas menuju ke kolektor untuk membentuk arus kolektor . Elektron yang tertinggal bergabung kembali dengan lubang yang merupakan pembawa mayoritas pada basis sehingga menimbulkan arus melalui sambungan basis untuk membentuk arus basis, .13

Seperti yang diperlihatkan pada diagram, arus emitor

, adalah arus transistor total,

yang merupakan penjumlahan arus saluran lainnya . Pada diagram, tanda panah menunjukkan arah dari arus konvensional, aliran elektron mengalir berlawanan dengan tanda panah. Pada moda aktif, perbandingan dari arus kolektor-ke-basis dengan arus basis disebut dengan penguatan arus DC. Pada perhitungan, harga dari penguatan arus DC disebut dengan , dan harga penguatan arus AC disebut dengan . Walaupun begitu, ketika cakupan frekuensi tidak diperhitungkan, simbol sering digunakan. Perlu diperhatikan bahwa arus emitor berhubungan dengan secara eksponensial. Pada suhu ruang, peningkatan sebesar kurang-lebih 60 mV meningkatkan arus emitor dengan faktor 10 kali lipat. Kerena arus basis kurang lebih sebanding dengan arus kolektor dan emitor, ini juga berubah dengan fungsi yang sama. Untuk transistor PNP, secara umum cara kerjanya adalah sama, kecuali polaritas tegangan panjar yang dibalik dan fakta bahwa pembawa muatan mayoritas adalah lubang elektron.

Transistor Sebagai Saklar ElektronikMaksudnya ialah transistor dapat digunakan untuk mengatur arus listrik untuk mengalir atau tidak dengan menggunakan arus listrik lain (yang relatif lebih kecil), sehingga tidak lagi menggunakan komponen bergerak (seperti saklar mekanik). Prinsip transistor sebagai saklar berdasar pada kurva karakteristik transistor berikut.

(line-load diagram)

Yakni kurva IC terhadap VCE untuk nilai IB yang berbeda (kurva ini dapat diperoleh menggunakan alat tracer). Ketika transistor ini dirangkai ke dalam rangkaian common-emitter (emitter ditanah/ground-kan).

14

(biasing circuit)

Persamaan garis-beban pada keluaran transistor ialah sebagai berikut,

Dari penggabungan kurva karakteristik transistor bersama dengan kurva garis-beban, maka kita dapat mengetahui arus Ic yang akan dialirkan dan VCE pada keluaran untuk setiap nilai IB. Untuk dapat digunakan sebagai saklar, kita menggunakan nilai "ekstrim" untuk IB, yakni untuk IB --> 0 yang menghasilkan VCE --> VCC atau ICE --> 0 dan IB --> IBmax yang menghasilkan VCE --> 0 atau ICE --> ICmax kedua daerah ini diberi lingkaran merah pada Gambar 1.

15

BAB IV PENUTUPA. KesimpulanTransistor adalah komponen aktif dari bahan semikonduktor. Fungsi utamanya dalam rangkaian adalah memperkuat isyarat (isyarat lemah pada masukan dan dikuatkan pada keluaran). Transistor bipolar memiliki 2 junction yang dapat disamakan dengan penggabungan 2 buah dioda. Emiter-Base adalah satu junction dan Base-Kolektor junction lainnya. Seperti pada dioda, arus hanya akan mengalir hanya jika diberi bias positif, yaitu hanya jika tegangan pada material P lebih positif daripada material N (forward bias). Pembiasan pada transistor dapat dilakukan dalam tiga konfigurasi yaitu: 1. Common Base (CB), 2. Common Emitter (CE), dan 3. Common Collector (CC). Penamaan common base berasal dari kondisi dimana basis digunakan bersama dalam input dan output. Konfigurasi ini memiliki resistansi input yang kecil dan menghasilkan arus kolektor yang hampir sama dengan arus input dengan impedansi yang besar. Konfigurasi commonemitter, yang menggunakan emitor sebagai terminal common untuk input dan output, lebih sering digunakan pada rangkaian transistor dibandingkan dengan common-base. Konfigurasi ini memiliki resistansi output yang kecil sehingga baik untuk digunakan pada beban dengan resistansi yang kecil. Oleh karena itu, konfigurasi ini biasanya digunakan pada tingkat akhir pada penguat bertingkat. Ketika transistor sebagai saklar, maka transistor berperan mengalirkan arus dari kolektor ke emitter atau sebaliknya menghentikan arus yang menglir dari kolektor ke emiter. Pengaturnya adalah arus basis (tergantung dari besarnya arus yang mengalir dari basis). Arus kecil yang mengalir pada basis mengendalikan arus yang lebih besar agar mengalir dari kolektor ke emitter transistor. Terdapat dua macam transistor yang di produksi untuk pemakaian umum yaitu jenis TUN (Transistor universal npn) atau TUP (Transistor Universal pnp).

16

DAFTAR PUSTAKA

Blocher, Richard. 2004. Dasar Elektronika. Yogyakarta: Andi Simatupang, Sehat. 2012. Elektronika Dasar. Medan: FMIPA UNIMED Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapannya. Bandung: ITB file:///D:/ELDAS/Transistor/Pembahasan%20pengenalan%20Komponen2%20Elektronika%2 0-%20Forum%20Sains%20Indonesia.htm file:///D:/ELDAS/Transistor/Nalin_Sumarlin%20%20MAKALAH%20%20%20DIVAIS%20 BIPOLAR.htm file:///D:/ELDAS/Transistor/Makalah%20Elektronika%20Dasar%201%20%20%20Fahmi%2 0Yusuf%20Ade%20Suryana%20%28FYAS%29.htm file:///D:/ELDAS/Transistor/kumpulan%20karya%20tulis%20%20transistor.htm file:///D:/ELDAS/Transistor/Transistor%20sambungan%20dwikutub%20%20Wikipedia%20bahasa%20Indonesia,%20ensiklopedia%20bebas.htm

17