TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar,...

23
TRANSISTOR Pengantar Teknik Elektronika Program Studi S1 Informatika Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto

Transcript of TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar,...

Page 1: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

TRANSISTOR

Pengantar Teknik Elektronika

Program Studi S1 Informatika

Sekolah Tinggi Teknologi Telematika Telkom Purwokerto

Page 2: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

TIK

• Setelah mahasiswa mengikuti perkuliahan ini, diharapkan mahasiswa memahami konsep dasar Transistor, dankonfigurasi Transistor BJT

Page 3: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Pokok Bahasan

• Prinsip Dasar Transistor

• Daerah Kerja Transistor

• Arus Pada Transistor

Page 4: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Definisi

• Transistor merupakan dioda dengan dua sambungan (junction). Sambunganitu membentuk transistor PNP maupun NPN. Transistor ini disebuttransistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dariperpindahan elektron di kutup negatif mengisi kekurangan elektron (hole) dikutup positif. bi = 2 dan polar = kutup.

• Ditemukan oleh J. Barden,WH Brattain dan W. Schockley pada tahun 1948.

• Transistor merupakan salah satu komponen aktif

• Biasanya digunakan sebagai penguat/amplifier

• Banyak digunakan sebagai penguat sinyal(amplifier), membangkitkan sinyal(oscilator), sebagai saklar (switching) dan sebagai filter frekuensi

Page 5: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Jenis Transistor

1. Transistor npn : terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-p (tipis) yang disisipkan diantara dua semikonduktor tipe n.

2. Transistor pnp : terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-n (tipis) yang disisipkan diantara dua semikonduktor tipe p.

p nnE

B

C E

B

C

n ppE

B

EC

B

C

Page 6: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Ujung-ujung terminalnya berturut-turut disebut emitor, base dan kolektor.

Base selalu berada di tengah, di antara emitor dan kolektor.

Page 7: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

PNP & NPN Transistor

Disebut sebagai Transistor PNP maupun NPN karena memiliki konfigurasi

sebagaimana di atas

Page 8: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Cara kerja transistor

Emiter

Bas

is

Kolektorie

ib

ic

V2 = VEBV1 = VCB

Pikirkan transistor sebagai 2 dioda yang saling berlawanan.

Sambungan emiter-basis merupakan bias maju akibat sedangkan basis-kolektor sebagai bias mundur. Elektron akan mengalir dari emiter ke basis. Begitu elektron melewati basis, maka elektron akan menghadapi potensialpositif dari kolektor. Karena basis sangat tipis, maka hampir semua elektron kearah kolektor dan hanya sejumlah kecil (5%) dikumpulkan basis membentuk arusIB

Arus basis sangat kecil (mikro ampere) sering diabaikan, sehingga yang seringdinamakan arus transistor adalah IE dan IC

IE = IC + IB

V2

Page 9: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Cara menentukan Kaki Transistor

• Letakkan multimeter pada posisi Ohm Meter

• Probe hitam (terminal -) adalah positif baterai dari Ohm Meter

• Probe merah (terminal +) adalah negatif baterai dari Ohm Meter

• Menentukan kaki basis transistor– Bayangkan bahwa Tr terdiri dari dua buah dioda yang kedua kaki anodanya saling

dihubungkan

– Gunakan posisi R x 10, lalu ukur kaki – kaki Tr dengan kedua probe meter, jika jarum meter bergerak ke kanan menunjuk pada harga tertentu, pilihlah salah satu diantara kaki tersebutsebagai basis

– Pindahkan probe yang bukan basis ke kaki Tr yang lain secara bergantian sampaimendapatkan jarum meter bergerak menyimpang ke kanan menunjuk suatu harga tertentu(ingat forward bias pada Tr)

– Setelah diperoleh kaki basis Tr yaitu kaki yang tidak diubah kedudukannya saat mengukurhambatan maju dioda pada Tr, maka sekarang kita lihat probe pada kaki basis tersebut, jikaprobe hitam berarti jenis Tr NPN, jika kaki basis pada probe merah maka Tr PNP

Page 10: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Cara menentukan Kaki Transistor

• Menentukan kaki Emitor dan Kolektor, ada 2 cara:– Cara 1 : mengukur kaki kolektor dan emitor

• Pindahkan posisi Ohm meter pada R x10K (untuk Tr dari Silicon), R x 1K (Germanium)

• Letakkan probe pada kaki emitor dan kolektor. Carilah kondisi dimana jarum meter bergerak sedikit

• Untuk jenis NPN, probe hitam adalah kaki emitor dan probe merah adalah kolektor

• Untuk jenis PNP, probe hitam adalah kaki kolektor, dan probe merah adalah emitor

– Cara 2 : mengukur basis – emitor dan basis – kolektor• Pindahkan posisi Ohm meter pada R x10K

• Letakkan probe pada posisi arah lawan (reverse) dari dioda tersebut

• Untuk jenis NPN, probe merah diletakkan pada kaki basis dan probe hitam letaknya dipindah –pindahkan pada kedua kaki yang lain. Apabila jarum meter bergerak sedikit, berarti probe hitamtersebut adalah emitor, sebaliknya jika jarum tidak bergerak sama sekali maka pada probe hitamtersebut adalah kolektor

• Untuk jenis PNP, probe hitam diletakkan pada kaki basis dan probe merah letaknya dipindah –pindahkan pada kedua kaki yang lain. Apabila jarum meter bergerak sedikit, berarti probe merahtersebut adalah emitor, sebaliknya jika jarum tidak bergerak sama sekali maka pada probe merahtersebut adalah kolektor

Page 11: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Arti Kode Huruf pada Tr

• Tipe Tr buatan Eropa• Huruf yang pertama menyatakan semikonduktor

– A – Germanium– B – Silicon– C – Arsenida galium– D – Antimonida indium– R – Sulfida cadmium

• Huruf yang kedua menyatakan pemakaian komponen tersebut– A – dioda detector, dioda kecepatan tinggi, dioda pencampur– B – dioda dengan kapasitas variable– C – Tr frekuensi rendah– D – Tr daya frekuensi rendah– E – dioda tunnel– F – Tr frekuensi radio, bukan daya– G – macam ragam keperluan– L – Tr daya, frekuensi radio– N – photo coupler

– P – detektor radiasi– Q – generator radiasi– R – alat pengendali & saklar (cth.

Triac)– S – driver amplifier– T – alat pengendali & switching– U – dioda pengganda– Y – penyearah– Z – pemantap tegangan

Huruf /angka lainnya adalah nomor registrasi

Page 12: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Arti Kode Huruf pada Tr

• Tipe Tr buatan Jepang cth 2 SA 101

• Angka yang pertama menyatakan

– 1 – Dioda

– 2 – Transistor

– 3 – Tetrode (Tr khusus)

• Huruf yang pertama menyatakan

– S – bahan semikonduktor kualitas jepang

• Huruf kedua menyatakan

– A – Tr PNP frekuensi tinggi

– B – Tr PNP frekuensi rendah

– C – Tr NPN frekuensi tinggi

– D – Tr NPN frekuensi rendahHuruf /angka lainnya adalah nomor registrasi

Page 13: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Arti Kode Huruf pada Tr

• Tipe Tr buatan Amerika

• Tr buatan Amerika dilengkapi dengan data book yang lengkap memuat sifat– sifat transistor dan pemakaiannya.

• Sedikit ciri yang dapat kita kenal

– Untuk dioda 1N….

– Untuk Tr 2N….

• Contoh Tr buatan Amerika yang lain

• GE 2N…berarti Tr buatan pabrik General Electric

Huruf /angka lainnya adalah nomor registrasi

Page 14: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Daerah Operasi Transistor

Sebuah Transistor memiliki empat daerah Operasi Transistor :

1. Daerah Aktif

2. Daerah CutOff

3. Daerah Saturasi

4. Daerah Breakdown

Page 15: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Daerah Aktif

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, yaitu ketika arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region).

Page 16: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Daerah Cut-Off

Jika kemudian tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu yang menyebabkan arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (On) menjadi keadaan mati (Off). Perubahan ini dipakai pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.

Page 17: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Daerah Saturasi

Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-base yang membuat tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat mengalirkan elektron.

Page 18: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Daerah Breakdown

Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan VCE lebih dari 40 V, arus IC menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat me-rusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan VCE max yang diperbolehkan sebelum breakdown bervari-asi. VCE

max pada data book transistor selalu dicantumkan juga.

Page 19: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Operation

Region

IB or VCE

Char.

BC and BE

Junctions

Mode

Cutoff IB = Very

small

Reverse &

Reverse

Open

Switch

Saturation VCE = Small Forward &

Forward

Closed

Switch

Active

Linear

VCE =

Moderate

Reverse &

Forward

Linear

Amplifier

Break-

down

VCE =

Large

Beyond

Limits

Overload

Ringkasan Daerah Kerja

Page 20: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Arus Pada Transistor

• Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk kesatu

titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika teorema

tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan

hubungan :

• IE = IC + IB

Page 21: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

• Persamanaan tersebut mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus

kolektor IC dengan arus base IB. Karena arus IB sangat kecil sekali atau

disebutkan IB << IC, maka dapat di nyatakan :

• IE = IC

Page 22: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Alpha (α)

• Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesikikasi αdc

(alpha dc) yang tidak lain adalah :

• αdc = IC/IE

• Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor.

• Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus

emiter maka idealnya besar αdc adalah = 1 (satu). Namun umumnya

transistor yang ada memiliki αdc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99.

Page 23: TRANSISTOR - emiiryanti.dosen.ittelkom-pwt.ac.id · Transistor ini disebut transistor bipolar, karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutup negatif

Beta (β)

• Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor

dengan arus base.

• β = IC/IB

• Dengan kata lain, β adalah parameter yang menunjukkan kemampuan

penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada

tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang

rangkaian elektronika dalam merencanakan rangkaiannya