9

Bias Transistor

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Transistor adalah komponen elektronika multitermal, biasanya memiliki 3

terminal. Secara harfiah, kata ‘Transistor’ berarti ‘ Transfer resistor’, yaitu suatu

komponen yang nilai resistansi antara terminalnya dapat diatur. Secara umum

transistor terbagi dalam 3 jenis :

1. Transistor Bipolar

2. Transistor Unipolar

3. Transistor Unijunction

Transistor bipolar bekerja dengan 2 macam carrier, sedangkan unipolar satu

macam saja, hole atau electron.

Untuk dapat bekerja, sebuah transistor membutuhkan tegangan bias pada

basisnya. Kebutuhan tegangan bias ini berkisar antara 0.5 sampai 0.7 Volt

tergantung jenis dan bahan semikonduktor yang digunakan. Pembahasan berikut

akan membahas tentang dua biasing diantara empat yang umum digunakan yaitu

Self Bias dan Fixed

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian latar belakang dapat dirumuskan beberapa permasalahan sebagai berikut :

1. Apa itu transistor?

2. Mengapa perlu ada pemberian tegangan pada transistor (bias transistor)?

3. Apa dan bagaimana cara dari jenis-jenis rangkaian bias transistor itu?

9

Bias Transistor

C. Tujuan Penulisan

Sesuai dengan permasalahan yang dikemukakan, maka tujuan penulisan

makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui apa itu transistor

2. Mengetahui alasan kenapa perlu ada bias transistor

3. Mengetahui bagaimana jenis dari rangkian-rangkaian bias

D. Metode Penulisan

Metode yang kami gunakan dalam penulisan makalah ini adalah metode

keperpustakaan dan browsing internet. Kami menggunakan kedua metode tersebut

agar isi makalah ini bisa lebih lengkap dan berbobot.

9

Bias Transistor

BAB II

PEMBAHASAN

A. Transistor

Transistor adalah komponen elektronika yang tersusun dari dari bahan

semi konduktor yang memiliki 3 kaki yaitu: basis (B), kolektor (C) dan emitor

(E). Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor

dibedakan menjadi dua tipe, yaitu transistor PNP dan transistor NPN.

Untuk membadakan transistor PNP dan NPN dapat dari arah panah pada

kaki emitornya. Pada transistor PNP anak panah mengarah ke dalam dan pada

transistor NPN arah panahnya mengarah ke luar.

Pada prinsipnya, suatu transistor terdiri atas dua buah dioda yang disatukan.

Agar transistor dapat bekerja, kepada kakikakinya harus diberikan tegangan,

tegangan ini dinamakan bias voltage. Basisemitor diberikan forward voltage,

sedangkan basiskolektor diberikan reverse voltage. Sifat transistor adalah bahwa

antara kolektor dan emitor akan ada arus (transistor akan menghantar) bila ada

arus basis. Makin besar arus basis makin besar penghatarannya.

Berbagai bentuk transistor yang terjual di pasaran, bahan selubung

kemasannya juga ada berbagai macam misalnya selubung logam, keramik dan ada

yang berselubung polyester. Transistor pada umumnya mempunyai tiga kaki, kaki

pertama disebut basis, kaki berikutnya dinamakan kolektor dan kaki yang ketiga

disebut emitor.

Gambar 2.1

9

Bias Transistor

Suatu arus listrik yang kecil pada basis akan menimbulkan arus yang jauh

lebih besar diantara kolektor dan emitornya, maka dari itu transistor digunakan

untuk memperkuat arus (amplifier).

Terdapat dua jenis transistor ialah jenis NPN dan jenis PNP. Pada transistor

jenis NPN tegangan basis dan kolektornya positif terhadap emitor, sedangkan

pada transistor PNP tegangan basis dan kolektornya negatif terhadap tegangan

emitor.

Transistor dapat dipergunakan antara lain untuk :

Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC)

Sebagai penyearah

Sebagai mixer

Sebagai osilator

Sebagai switch

Gambar 2.2

Gambar 2.3

9

Bias Transistor

Pemberian Tegangan Muka (Voltage Bias) Pada Transistor

Agar transistor dapat bekerja maka pemberian tegangan muka pada transistor

harus seperti diatas yaitu:

Dioda BE di beri bias maju (forward bias)

Dioda BC di beri bias mundur (reverse bias)

Untuk kondisi tanpa bias, piranti tidak bekerja, hasilnya adalah titik A

dimana arus dan tegangan bernilai nol.

B. Bias Transistor

Gambar 2.4

Gambar 2.5

9

Bias Transistor

Untuk dapat bekerja, sebuah transistor membutuhkan tegangan bias pada

basisnya. Kebutuhan tegangan bias ini berkisar antara 0.5 sampai 0.7 Volt

tergantung jenis dan bahan semikonduktor yang digunakan.

Untuk transistor NPN, tegangan bias pada basis harus lebih positif dari

emitor. Dan untuk transistor PNP,

tegangan bias pada basis harus lebih

negatif dari emitor. Semakin tinggi

arus bias pada basis, maka transistor

semakin jenuh (semakin ON) dan

tegangan kolektor-emitor (VCE)

semakin rendah.

Pada gambar terlihat bahwa TR1 adalah termasuk jenis NPN, jadi tegangan

bias pada basis (Vbb) harus lebih positif dari emitor (Vee). Untuk memudahkan

maka Vcc ditulis dengan +Vcc dan Vee ditulis dengan -Vee. Dan TR2 adalah

termasuk jenis PNP, jadi tegangan bias pada basis (Vbb) harus lebih negatif dari

emitor (Vee). Untuk memudahkan maka Vcc ditulis dengan -Vcc dan Vee ditulis

dengan +Vee.

Analisa dari rangkaian mempunyai dua komponen, yaitu analisa dc dan

analisa ac. Analisa ac meliputi penguatan tegangan dan arus, serta impedeni input

dan output. Sedang analisa dc digunakan untuk menetapkan titik operasi dari

transistor dengan jalan mengatur besarnya arus dan tegangannya.

Dalam pembahasan ini, ada beberapa hal yang harus diperhatikan, yaitu:

VBE = 0,7 V

IE = (β + 1)IB ≌ ICIC = β IB

Gambar 2.6

9

Bias Transistor

Ada tiga titik operasi (daerah kerja) pada transistor yang dapat dipilih dalam perancangan, yaitu : Daerah aktif

Daerah Saturasi

Daerah cutoff

1. Self Bias

Self bias yaitu pemberian bias

pada transistor dengan menggunakan

tahanan umpan-balik (feedback)

Konfigurasi rangkaian pembiasan

ini dapat digambarkan sebagai berikut

di samping ini

Metode ini dengan cara memasukkan resistor bias langsung antara

basis dan kolektor, seperti yang ditunjukkan pada gambar Dengan cara

ini tegangan umpan balik dapat diberikan dari kolektor ke basis untuk

mengembangkan bias maju.

Dengan menerapkan KVL pada semua loop akan diperoleh sebagai

berikut:

IC=VCC – VCE / RC

IB=VCC / RB+RCβ= IC/IB

VCE=VCC – VC ⇝IC ≈ 0VCE=VCC – IC.RC

=VCC – 0 . RC

Gambar 2.7

9

Bias Transistor

VCE=VCC

2. Fixed Bias

Fixed bias adalah pemberian tegangan dengan menggunakan tahanan

basis dan tahanan kolektor.

ditunjukkan pada gambar berikut :

Rangkaian di atas menggunakan transistor npn. Untuk transistor pnp,

persamaan dan perhitungan adalah serupa, tapi dengan arah arus dan

polaritas tegangan berlawanan.

Untuk analisis DC, rangkaian bisa di-isolasi (dipisahkan) dari input

AC dengan mengganti kapasitor dengan rangkaian terbuka (open circuit).

Untuk tujuan analisis, supply tegangan VCC bisa dipisahkan menjadi

dua, masing-masing untuk input dan output. Rangkaian pengganti DC

menjadi :

Gambar 2.8

Gambar 2.9

9

Bias Transistor

Bias Maju Basis Emitter

Loop Basis Emitter

Dengan hukum tegangan Kirchhoff :

-VCC + IBRB + VBE = 0

Perhatikan polaritas tegangan drop di RB.

Arus basis IB menjadi :

IB = VCC - VBE / RB

dan

VBE = VB – VE

Loop collector-emitter

VCE = VCC – ICRC

VCE = VC – VE

Transistor saturasi jika juction base collector tidak lagi di bisa mundur

Disain Bias dalam Transistor

Gambar 2.10Gambar 2.10

Gambar 2.9

9

Bias Transistor

Proses disain adalah proses sintesis dimana diberikan nilai tegangan

atau arus, dan berdasar itu dihitung elemen yang diperlukan untuk bisa

memenuhi syarat yang diberikan.

Jadi, secara umum persamaan untuk pembiasan

dengan cara fixed bias ini adalah:

IC=VCC - VCE / RC

IB=VCC – VBE / RB

ICsat=VCC / RC

VCE=VCCβ= IC/IB

Gambar 2.11

9

Bias Transistor

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Untuk dapat bekerja, sebuah transistor membutuhkan tegangan bias pada

basisnya. Jadi bias pemberiaan tegangan DC untuk membentuk tegangan dan arus

yang tetap.Tegangan dan arus yang dihasilkan menyatakan titik operasi (quiescent

point) atau titik Q yang menentukan daerah kerja transistor.

Dalam rangkaian elektronika terdapat berbagai variasi dari pembiasan

transistor yang tentunya disesuaikan pada kebutuhan umum. Namun demikian

krakteristik arus dan tegangannya dapat diketahui dengan cara yang sama

Demikian pembahasan Elektro mengenai Bias dalam Transistor, semoga

dapat membantu para pembaca sekalian .

9

Bias Transistor

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, Jayadin. 2007. Ilmu Elektronika. Electronik Book

Bias_Circuits.pdf. Electronik Book

Hasibuan, Ir. Rachman, dkk. 2007. Rangkaian Listrik II. Medan: Universitas

Sumatera Utara

http://abisabrina.wordpress.com/2011/10/21/fungsi-dasar-transistor/

http:// RizkyBlog.Com/2011/10/21/Komponen_Dasar_Transistor/

Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan Penerapannya. Bandung: ITB

Pembiasan BJT.pdf. Electronik Book