PENGERTIAN, FUNGSI, JENIS, dan KARAKTERISTIK TRANSISTOR

Oleh:Aniftia Nur Ardiansyah1410502015Teknik Mesin S-1Universitas Tidar

Pengertian Transistor Fungsi Transistor Jenis Transistor Karakteristik Transistor Daftar Pustaka

Konten

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran istrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E), dan Kolektor (C). Tegangan yang 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.

Bahan dasar pembuatan transistor antara lain Germanium, Silikon, Galium Arsenide. Sedangkan kemasannya sering terbuat dari Plastik, Metal, Surface Mount, dan ada juga beberapa transistor yang dikemas dalam satu wadah yang disebut IC (Intregeted Circuit).

APAKAH TRANSISTOR ITU?

Sebagai penguat amplifier Sebagai pemutus dan penyambung (switching) Sebagai pengatur stabilitas tegangan Sebagai peratas arus Sebagai pembangkit frekuensi rendah ataupun tinggi Dapat menahan sebagian arus yang mengalir Menguatkan arus dalam rangkaian

FUNGSI TRANSISTOR

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori: Materi semikonduktor

Germanium, Silikon, Gallium Arsenide Kemasan fisik

Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC Tipe

UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET Polaritas

NPN atau N-channel, PNP atau P-channel Maximum kapasitas daya

Low Power, Medium Power, High Power Maximum frekuensi kerja

Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor, Microwave Aplikasi

Amplifier, Saklar, Audio, Tegangan Tinggi, dll.

JENIS-JENIS TRANSISTOR

Karakteristik transistor disajikan dengan kurva karakteristik yang menggambarkan kerja transistor. Satu cara untuk melihat sebanyak mungkin detail adalah dengan grafik yang menggambarkan hubungan arus dan tegangan.

KARAKTERISTIK TRANSISTOR

Data kurva kolektor CE diperoleh dengan cara membangun rangkaian seperti gambar 1 atau dengan menggunakan transistor curve tracer (alat yang dapat menggambarkan kurva transistor). Ide dari kedua cara tersebut adalah dengan mengubah catu tegangan VBB dan VCC agar diperoleh tegangan dan arus transistor yang berbeda – beda.

Prosedurnya yaitu biasanya dengan men set harga IB dan menjaganya tetap dan VCC diubah – ubah. Dengan mengukur IC dan VCE dapat agar dapat memperoleh data untuk membuat grafik IC vs VCE. Misalnya, anggap dalam gambar 1 IB = 10µA. Kemudian VCC diubah dan ukur IC dan VCE. Selanjutnya kita akan dapat gambar 2. Pada kurva IB = 10µA dibuat tetap selama semua pengukuran.

KURVA KOLEKTOR

Pada gambar 2, jika VCE nol, dioda kolektor tidak terbias reverse, oleh sebab itu arus kolektor sangatlah kecil. Untuk VCE antara 0 dan 1 V, arus kolektor bertambah dengan cepat dan kemudian menjadi hampir konstan. Ini sesuai dengan memberikan bias reverse dioda kolektor. Kira – kira diperlukan 0,7 V untuk membias reverse dioda kolektor. Setelah level ini, kolektor mengumpulkan semua elektron yang mencapai lapisan pengosongan.

Di atas knee, harga yang eksak dari VCE tidaklah begitu penting karena dengan membuat bukit kolektor lebih curam tidaklah dapat menambah arus kolektor yang berarti. Sedikit pertambahan pada arus kolektor dengan bertambahnya VCE disebabkan oleh lapisan pengosongan kolektor menjadi lebih lebar dan menangkap beberapa elektron basis sebelum mereka jatuh ke dalam hole.

Dengan mengulangi pengukuran IC dan VCE untuk IB = 20µA, sehingga diperoleh gambar 3. Kurvanya hampir sama, kecuali di atas knee, arus kolektor kira – kira sama dengan 20 mA. Juga kenaikan VCE menghasilkan pertambahan arus kolektor sedikit karena pelebaran lapisan pengosongan menangkap tambahan elektron basis sedikit.

Jika beberapa kurva dengan IB yang berbeda diperlihatkan dalam gambar 4 karena menggunakan transistor dengan βdc kira – kira 100, arus kolektor kira – kira 100 kali lebih besar daripada arus basis untuk setiap titik di atas knee dari kurva tersebut. Oleh karena arus kolektor sedikit bertambah dengan bertambahnya VCE, βdc sedikit bertambah dengan bertambahnya VCE.

1. Daerah jenuh (saturasi) adalah daerah dengan VCE kurang dari tegangan lutut (knee) VK. Daerah jenuh terjadi bila sambungan emiter dan sambungan basis dibias maju. Pada daerah jenuh arus kolektor tidak bergantung pada nilai IB. Tegangan jenuh kolektor – emiter, VCE(sat) untuk transistor silikon adalah 0,2 V, sedangkan untuk transistor germanium adalah 0,1 V.2. Daerah aktif, adalah antara tegangan lutut VK dan tegangan dadal (breakdown) VBR serta di atas IB = ICO. Daerah aktif terjadi bila sambungan emiter diberi bias maju dan sambungan kolektor diberi bias balik. Pada daerah aktif arus kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif. 3. Daerah cut – off (putus) terletak dibawah IB = ICO. Sambungan emitter dan sambungan kolektor diberi bias balik. Pada daerah ini IE = 0 ; IC = ICO = IB

Kurva karakteristik basis merelasikan antara arus basis IB dan tegangan basis-emiter VBE dengan tegangan kolektor-emiter sebagai parameter seperti terlihat pada kurva berikut.

Pada rangkaian gambar 1 kita dapat memperoleh data untuk membuat grafik IB vs VBE. Gambar 5 menunjukkan grafik yang mirip dioda, karena bagian emiter – basis dari transistor merupakan dioda. Karena bertambah lebarnya lapisan pengosongan dengan bertambahnya tegangan kolektor, arus basis berkurang sedikit karena lapisan pengosongan kolektor menangkap beberapa lagi elektron basis.

KURVA BASIS

Pada gambar 6, terlihat dengan menghubung singkat kolektor – emiter (VCE = 0) dan emiter diberi bias maju, karakteristik basis dioda. Semakin tinggi tegangan reverse, maka semakin tipis lebar basis dan semakin tinggi beta DC. Pada suatu saat tegangan reverse dinaikkan, hingga lebar basis menyempit maka daerah tersebut dinamakan breakdown. Kondisi inilah yang dinamakan early effect.

Titik ambang (threshold)atau tegangan lutut (VK) untuk transistor germanium adalah sekitar 0,1 sampai 0,2 V, sedang untuk transistor silikon sekitar 0,5 sampai 0,6 V, nilai VBE di daerah aktif adalah 0,2 V untuk germanium dan 0,7 V untuk silikon.

Kurva beta menunjukkan bagaimana nilai β berubah dengan suhu dan arus kolektor. Nilai β bertambah dengan naiknya suhu. Nilai β juga bertambah dengan naiknya arus kolektor IC. Tetapi bila IC naik diluar nilai tertentu β akan turun.

KURVA BETA (β)

Dalam rangkaian kolektor, sumber tegangan VCC membias reverse dioda kolektor melalui RC. Dengan hukum tegangan kirchoff VCE = VCC – ICRC.

Dalam rangkaian yang diberikan, VCC dan RC adalah konstan, VCE dan IC adalah variabel. Sehingga

Ini adalah persamaan linier, serupa dengan y = mx + bSeperti dalam matematika, grafik persamaan linier selalu

berupa garis lurus dengan kemiringan m dan perpotongan vertikal b.

Garis Beban Transistor

Perpotongan vertikal adalah pada VCC/RC. Perpotongan horizontal adalah pada VCC, dan kemiringannya adalah -1/RC. Garis ini disebut garis beban dc karena garis ini menyatakan semua titik operasi yang mungkin. Perpotongan dari garis beban dc dengan arus basis adalah titik operasi daripada transistor.

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi transistor, yaitu :1. Daerah cut off2. Daerah saturasi3. Daerah aktif4. Daerah breakdown

Daerah Operasi Transistor

Daerah Potong (cut-off):Dioda Emiter diberi prategangan mundur. Akibatnya, tidak terjadi pergerakan elektron, sehingga arus Basis, IB = 0. Demikian juga, arus Kolektor, IC = 0, atau disebut ICEO (Arus Kolektor ke Emiter dengan harga arus Basis adalah 0).  Daerah Saturasi

Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda  Kolektor juga diberi prategangan maju. Akibatnya, arus Kolektor, IC, akan mencapai harga maksimum, tanpa bergantung kepada arus Basis, IB, dan βdc. Hal ini, menyebabkan Transistor menjadi komponen yang tidak dapat dikendalikan. Untuk menghindari daerah ini, Dioda Kolektor harus diberi prateganan mundur, dengan tegangan melebihi VCE(sat), yaitu tegangan yang menyebabkan Dioda Kolektor saturasi. 

Daerah AktifDioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda Kolektor diberi prategangan mundur. Terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:

sebagaimana penjelasan pada bagian sebelumnya. Transistor menjadi komponen yang dapat dikendalikan. 

Daerah BreakdownDioda Kolektor diberi prategangan mundur yang melebihi tegangan Breakdown-nya, BVCEO (tegangan breakdown dimana tegangan Kolektor ke Emiter saat Arus Basis adalah nol). Sehingga arus Kolektor, IC, melebihi spesifikasi yang dibolehkan. Transistor dapat mengalami kerusakan.Contoh sederhana penggunaan transistor tipe NPN dengan fungsi switching:

Ketika saklar (switch) diaktifkan, maka terdapat arus yang mengalir pada resistor 1k dan menuju basis transistor. Ketika basis transistor terdapat arus, maka arus yang berada pada kolektor juga mengalir pada emitor yang mengakibatkan lampu menyala, karena lampu berada pada aliran tertutup (close circuit).   

http://restupraharaputra.blogspot.co.id/2014/09/transistor.html http://werden-forscher.blogspot.co.id/2015/03/pengertian-transi

stor-jenis-dan.html http://mamaynisaa.blogspot.co.id/2011/04/karakteristik-transist

or.html

DAFTAR PUSTAKA