Transistor
Transistor
Transistor
ELEKTRONIKA DASAR II
D
I
S
U
S
U
N
OLEH :
Assalamu’alaikum W. Wb
Puji syukur saya panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat-Nya
saya dapat menyelesaikan makalah yang berkenaan dengan materi “Transistor” yang
merupakan salah satu dari materi pembelajaran Elektronika Dasar II yang harus kami
pelajari pada semester V ini.
Terima kasih saya sampaikan kepada semua pihak, kepada teman-teman yang
telah membantu menysun makalah ini dan kepada Bapak Jumingin, S.Si selaku dosen
Elektronika Dasar II.
Penyajian makalah ini bertujuan agar menarik perhatian bagi mahasiswa-
mahasiswi jurusan fisikan untuk meningkatkan pengetahuan mengenai elektronikas
semikonduktor dan khususnya mengenai pembahasan trasistor serta berbagai
fungsinya.
Selain itu dalam pembuatan makalah ini sudah pasti banyak terdapat
kesalahan dan kekurangan. Untuk itu saya minta maaf. Saran dan kritik yang besifat
membangun sangat saya harapkan guna mencapai kesempurnaan makalah ini untuk
yang akan datang.
Penulis
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL....................................................................................... i
KATA PENGANTAR...................................................................................... ii
DAFTAR ISI.................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Pembahasan Transistor.............................................. 1
1.2 Tujun Pembahasan Transistor............................................................. 1
DAFTAR PUSTAKA
iii
iv
BAB I
PENDAHULUAN
1
BAB II
PEMBAHASAN
2
2.2 Aliran Arus Listrik pada Transistor PNP dan NPN
Pada transistor baik untuk tipe NPN atau PNP anak panah selalu ditempat
emitor artinya anak panah menunjuk arus listrik konvensional dimana arahnya
berlawanan denga arah arus electron
Transistor PNP: Arus listrik yang besar akan mengalir dari emitter ke collector.
Apabila ada arus kecil yang mengalir dari emitter ke base.
Transistor NPN: Arus listrik yang besar akan mengalir dari collector ke emitter,
apabila ada arus kecil yang mengalir dari base ke emitter. Dalam hal
ini transistor mirip dengan amplifier, yang mengontrol jumlah arus
dari collector ke emitter oleh arus yang mengalir dari base.
Transistor juga mirip dengan fungsi sakelar. Transistor akan bekerja
pada posisi ON, yaitu arus akan mengalir dari collector ke emitter
apabila arus kecil mengalir dari base. Sedangkan transistor akan
berada pada posisi OFF, apabila tidak ada arus yang mengalir dari
C
base.
Dari 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,
3
dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk
mengatur aliran arus utama tersebut.
Apabila pada terminal transistor tidak diberi tegangan bias dari luar, maka semua arus
akan nol atau tidak ada arus yang mengalir. Sebagai mana terjadi pada persambungan
dioda, maka pada persambungan emiter dan basis (JE) serta pada persambungan basis
dan kolektor (JC) terdapat daerah pengosongan. Tegangan penghalang (barrier
potensial) pada masing-masing persambungan dapat dilihat pada gambar
Gambar 3.2 Penjelasan kerja berikut ini didasarkan pada transistor jenis PNP
(bila NPN maka semua polaritasnya adalah sebaliknya).
Pada diagram potensial terlihat bahwa terdapat perbedaan potensial antara
kaki emitor dan basis sebesar Vo, juga antara kaki basis dan kolektor. Oleh karena
potensial ini berlawanan dengan muatan pembawa pada masing-masing bahan tipe P
dan N, maka arus rekombinasi hole-elektron tidak akan mengalir. Sehingga pada saat
transistor tidak diberi tegangan bias, maka arus tidak akan mengalir. Selanjutnya
apabila antara terminal emitor dan basis diberi tegangan bias maju (emitor positip dan
basis negatip) serta antara terminal basis dan kolektor diberi bias mundur (basis
4
positip dan kolektor negatip), maka transistor disebut mendapat bias aktif (lihat
gambar).
5
Gambar 3.4 Diagram potensial pada transistor dengan bias aktif
Tegangan bias maju yang diberikan pada dioda emitor-basis (VEB) akan
mengurangi potensial penghalang Vo, sehingga pembawa muatan mayoritas pada
emitor akan mudah untuk berekombinasi ke basis. Namun karena konduktivitas basis
yang rendah dan tipisnya basis, maka sebagian besar pembawa muatan akan tertarik
ke kolektor. Disamping itu juga dikuatkan oleh adanya beda potensial pada
basiskolektor yang semakin tinggi sebagai akibat penerapan bias mundur VCB.
Dengan demikian arus dari emitor (IE) sebagian kecil dilewatkan ke basis (IB)
dan sebagian besar lainnya diteruskan kolektor (IC). Sesuai dengan hukum Kirchhoff
maka diperoleh persamaan yang sangat penting yaitu:
IE = IC + IB
Karena besarnya arus IC kira-kira 0,90 sampai 0,998 dari arus IE, maka dalam
praktek umumnya dibuat IE ≅ IC. Disamping ketiga macam arus tersebut yang pada
dasarnya adalah disebabkan karena aliran pembawa mayoritas, di dalam transistor
sebenarnya masih terdapat aliran arus lagi yang relatif sangat kecil yakni yang
disebabkan oleh pembawa minor-itas. Arus ini sering disebut dengan arus bocor atau
ICBO (arus kolektor-basis dengan emitor terbuka).
Namun dalam berbagai analisa praktis arus ini sering diabaikan. Seperti
halnya pada dioda, bahwa dalam persambungan PN yang diberi bias mundur
mengalir arus bocor Is karena pembawa minoritas. Demikian juga dalam trannsistor
dimana persambungan kolektor-basis yang diberi bias mundur VCB akan mengalir
arus bocor (ICBO). Arus bocor ini sangat peka terhadap temperatur, yakni akan naik
dua kali untuk setiap kenaikan temperatur 10 OC.
Diagram aliran arus IE, IB, IC dan ICBO dalam transistor dapat dilihat pada
gambar 3.5. Dari gambar tersebut terlihat bahwa arus kolektor merupakan
penjumlahan dari arus pembawa mayoritas dan arus pembawa minoritas, yaitu IC =
ICmayoritas+ ICBOminoritas.
6
Gambar 3.5. Diagram aliran arus dalam transistor
hFE ≈ h fe
3. Pada transistor daya: hFE = + 25 kali
4. Untuk penguatan frekwensi tinggi hFE = 100 kali
Parameter Transistor
1. Parameter transistor tidaklah sama meskipun dalam dalam tipe yang sama
sekalipun
2. Tapi dalam prakteknya, parameter dianggap sama (konstan)
ie
3. Konduktansi (daya hantar) Gm = ma/V ( miliampere per volt)
Vbe
Dimana ie : Arus sinyal ac antar kolektor – emiter
Vbe : tegangan sinyal ac antara basis – emiter
7
4. Dalam rangkaian penguat untuk sinyal kecil, berlaku penguatan tegangan sebagai
berikut;
A = G m x RL
Dimana RL = Rc // RBb
Parameter lainnya
1. Impedansi masukan (impedansi input)
Vb
Z in =
ib
dimana Vb = tegangan sinyal yang masuk ke basis
ib = arus sinyal pada basis
2. Impedansi keluaran (impedansi output)
a. tanpa isyarat (sinyal) di basis
V
Z 01 = e
ie
Ve = tegangan sinyal di kolektor
ic = arus sinyal di kolektor
b. Dengan adanya sinyal di basis
h fe
Z 02 =
40 x I c
Ic = arus kolektor
8
Dengan arus IB yang kecil dapat menghasilkan arus kolektor IC yang besar. Jika
arus basis IB kita anggap sebagai input dan arus kolektor IC sebagai output, maka
transistor dapat kita anggap sebagai penguat arus atau sering kita sebut penguat arus
(current amplimeter) Hfe.
Karena arus IC lebih besar dari arus keluaran IB jadi penguatan arus / Hfe dapat
didefenisikan sebagai perbandingan antara arus keluaran IC dan arus masukan IB
Rumus = hFE =
IC
IB
karena hFE ≈ h fe
B C
B
E
E -
dari gambar analogi saklar tersebut, bila basis diberi sinyal maka saklar akan
terdorong sehingga akan menutup, dengan demikian arus akanmengalir dar C ke E
bila dalam rangkaian digambarkan sebagai berikut;
K+
R2 R1
C
VR B
B
E
R1
Lampu
O-
= Lampu pijar
tegangan positif akan masuk ke transistor yaotu ke kolektor melalui R 1 dan ke
basis melalui R2 dan VR (resistor variable) R3 berfungsi sebagai umpan negatif agar
arus mesuk ke basis. Bila VBE telah tercapai, maka transistor akan di ‘on” sebagai
saklar, sehingga arus akan mengalir dari kolektor ke emiter dan lampu akan menyala.
2. Penguat Sinyal
C Penguatan sinyal pada transistor “bila kaki kolektor dan emiter
diberi tegangan dan basis diberi sinyal input maka transistro akan
B
9
‘on’ sehingga arus mengalir dari C ke E. sinyal basis akan diperkuat oleh arus
tersebut yang dapat dideteksi melalui output pada C dan E.
ICB0 : arus bocor pada transistor yang mengalir dari kolektro kemudian ke
basis, lalu ke netral
Basis : Kaki transistor untuk memasukkan input sinyal yang akan diperkuat
Keadaan jenuh : Suatu keadaan dimana apabila sinyal input diperbesar maka sinyal
output tidak akan naik lagi.
10
yang harus diperhatikan pada arus kolektor ini adalah: a. untuk arus basis nol, arus
kolektor turun sampai pada tingkat arus kebocoran, yaitu kurang dari 1 mikro ampere
dalam kondisi normal (untuk transistor dengan bahan dasar silikon). B. untuk arus
basis tertentu, arus kolektor yang mengalir akan jauh lebih besar daripada arus basis
itu. Arus kolektor tersebut dicapai dengan Ic = hfe x Ib. 3. Transistor sebagai saklar
cara termudah untuk menggunakan sebuah transistor adalah sebuah saklar, artinya
bahwa kita mengoperasikan transistor pada salah satu saturasi atau titik sumbat, tetapi
tidak di tempat-tempat sepanjang garis beban. Jika sebuah transistor berada dalam
keadaan saturasi, transistor tersebut seperti sebuah saklar yang tertutup dari kolektor
ke emiter. Jika transistor tersumbat (cutoff), transistor seperti sebuah saklar yang
terbuka.
11
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Dari pembahasan diatas, secara jelas kita dapat mengetahui bahwa transistor
adalah komponen yang sangat diperlukan dari sebuah perangkat elektronika
sedangkan elektronika sendiri tidak dapat dipisahkan dri kehidupan sehari-hari.
Transistor adalah alat semikonduktor yangdipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit, pemutus, penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal dan
lain sebagainya.
3.2 Saran
Sebagai calon guru fisika kita harus menguasai dan mengetahui penggunaan
transistor serta berbagai prinsip kerjanya, agar kita bisa menerapkannya dalam
kehidupan sehari-hari.
12
DAFTAR PUSTAKA