KARAKTERISTIK TRANSISTOR

Disusun oleh : Zulfikar Rahmana1410502078Teknik mesin S1

Nama dosen : R. Suryoto Edy Raharjo, S.T.,M.Eng.

Fakultas teknikUniversitas tidar

2015

Daftar Isi1. Kata Pengantar..............................................2. Peta Konsep..................................................3. Pengertian....................................................4. Jenis.............................................................5. Karakteristik Transistor................................6. Fungsi..........................................................

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat ALLAH SWT, karena atas perkenanNYA tugas tentang “karakteristik Transistor “ dapat diselesaikan.

Tujuan dari pembuatan laporan ini adalah untuk memberikan gambaran mengenai kerja transistor, beberapa simbol dari transstor, dan tipe-tipe transistor

Harapan saya semoga silde ini membantu menambah pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, sehingga saya dapat memperbaiki bentuk maupun isi slide ini sehingga kedepannya dapat lebih baik.

Slide ini saya akui masih banyak kekurangan karena pengalaman yang saya miliki sangat kurang. Oleh karena itu saya harapkan kepada para pembaca untuk memberikan masukan-masukan yang bersifat membangun untuk kesempurnaan slide ini.

KARAKTERISTIK TRANSISTOR

PENGERTIAN

KARAKTERISTIK

FUNGSI

KURVA KOLEKTOR

KURVA BASIS

KURVA BETA ( β )

GARIS BEBAN TRANSISTOR

DAERAH OPERASI TRANSISTOR

DAERAH AKTIF

DAERAH CUT OFF

JENIS

PENGERTIAN

Transistor adalah alat semi konduktor 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 listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan Kolektor (C). 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.

NEXT

Transistor merupakan komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil (stabilisator) dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori dan fungsi rangkaian-rangkaian lainnya. Bahan dasar pembuatan transistor itu sendiri atara lain Germanium, Silikon, Galium Arsenide. Sedangkan kemasan dari transistor itu sendiri biasanya terbuat dari Plastik, Metal, Surface Mount, dan ada juga beberapa transistor yang dikemas dalam satu wadah yang disebut IC (Intregeted Circuit).

JENIS

1. Transistor bipolar atau dwi kutub. Transistor bipolar termasuk salah satu dari jenis-jenis transistor yang paling banyak digunakan dalam suatu rangkaian elektronika. Sedangkan pengertian dari transistor bipolar itu sendiri adalah transistor yang memiliki dua buah persambungan kutub. Sedangkan jenis transistor bipolar dibagi lagi menjadi tiga bagian lapisan material semikonduktor yang kemudian membedakan transistor bipolar kedalam dua jenis yaitu transistor P-N-P (Positif-Negatif-Positif) dan transistor N-P-N (Negatif-Positif-Negatif). Masing-masing kaki dari jenis transistor ini mempunyai nama seperti B yang berarti Basis, K yang berarti Kolektor serta E yang berarti Emiter. Sedangkan untuk fungsi transistor bipolar adalah sebagai regulator arus listrik.

NEXT

2. Transistor efek medan (FET) adalah transistor kedua yang paling banyak digunakan dari berbagai jenis-jenis transistor yang ada . Transistor jenis ini sama seperti transistor bipolar yang memiliki tiga kaki. Tiga kaki terminal yang dimiliki oleh transistor efek medan adalah Drain (D), Source (S), dan Gate (G). Transistor efek medan ini atau dikenal pula dengan istilah transistor unipolar memiliki hanya satu buah kutub saja. Sedangkan cara kerja dari transistor efek medan ini adalah mengatur dan mengendalikan aliran elektron dari Source ke Drain melalui tegangan yang diberikan pada Gate. Hal inilah yang membedakan antara fungsi transistor efek medan dengan fungsi transistor bipolar pada penjelasan diatas.

KARAKTERISTIK

1. KURVA KOLEKTOR

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.

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 2 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

2. Kurva basis

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.

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.

3. Kurva beta ( β )

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.

4. Garis beban transistor

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. Ini adalah persamaan linier, serupa dengan y = mx + b Seperti dalam matematika, grafik persamaan linier selalu berupa garis lurus dengan kemiringan m dan perpotongan vertikal b.

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.

5. Daerah operasi transistor sebuah transistor memiliki empat daerah operasi transistor, yaitu :1. Daerah aktif2. Daerah cutoff3. Daerah saturasi4. Daerah breakdown

6. Daerah aktif

Semua titik operasi antara titik sumbat dan penjenuhan adalah daerah aktif dari transistor. Dalam daerah aktif, dioda emiter dibias forward dan dioda kolektor dibias reverse. Perpotongan dari arus basis dan garis beban adalah titik stationer (quiescent) Q seperti dalam gambar. daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus IC konstan terhadap berapapun nilai Vce. Pada daerah aktif arus kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif.

Jika hukum kirchoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor ( rangkaian CE ), maka dapat diperoleh hubungan :VCE = VCC – IC RC dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah :PD = VCE . IC dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi Pdmax. Spesifikasi ini menunjukkan termperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya Pdmax, maka transistor dapat rusak atau terbakar.

7. Daerah cut off jika kemudian tegangan vcc dinaikkan perlahan – lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba – tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cutoff yaitu dari keadaan saturaasi (on) menjadi mati (off). Perubahan ini digunakan pada sistem digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat dipresentasikan oleh status transistor OFF dan ON. Titik sumbat (cut off) adalah titik dimana garis beban memotong kurva IB = 0, pada titik ini arus basis adalah nol dan arus kolektor kecil sehingga dapat diabaikan (hanya arus bocoran ICEO yang ada). Pada titik sumbat, dioda emiter kehilangan forward bias, dan keerja transistor yang normal terhenti.

VCE(CUT OFF) = VCC. Daerah saturasi (jenuh) adalah daerah dengan VCE kurang dari tegangan knee (VK ). Kondisi jenuh adalah kondisi dimana pembawa mayoritas dari emiter, rekombinasi pembawa minoritas ke arus basis.Perpotongan dari garis beban dan kurva IB = IB (SAT) disebut penjenuhan (saturation). Pada titik ini arus basis sama dengan IB (SAT) dan arus kolektor adalah maksismum. Pada penjenuhan, dioda kolektor kehilangan reverse bias dan kerja transistor yang normal terhenti. IC = VCE/RCDan arus basis yang tepat menimbulkan penjenuhan adalah IB (SAT) = IC (SAT)/βdc

FUNGSI

Fungsi Transistor sangat berpengaruh besar di dalam kinerja rangkaian elektronika. Karena di dalam sirkuit elektronik, komponen transistor berfungsi sebagai jangkar rangkaian. Transistor adalah komponen semi konduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis (B), Colector (C) dan Emitor (E). Dengan adanya 3 kaki elektroda tersebut, tegangan atau arus yang mengalir pada satu kaki akan mengatur arus yang lebih besar untuk melalui 2 terminal lainnya.

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

Jika kita lihat dari susuan semi konduktor, Transistor dibedakan lagi menjadi 2 bagian, yaitu Transistor PNP dan Transistor NPN. Untuk dapat membedakan kedua jenis tersebut, dapat kita lihat dari bentuk arah panah yang terdapat pada kaki emitornya. Pada transistor PNP arah panah akan mengarah ke dalam, sedangkan pada transistor NPN arah panahnya akan mengarah ke luar. Saat ini transistor telah mengalami banyak perkembangan, karena sekarang ini transistor sudah dapat kita gunakan sebagai memory dan dapat memproses sebuah getaran listrik dalam dunia prosesor komputer.

Dengan berkembangnya fungsi transistor, bentuk dari transistor juga telah banyak mengalami perubahan. Salah satunya telah berhasil diciptakan transistor dengan ukuran super kecil yang hanya dalam ukuran nano mikron (transistor yang sudah dikemas di dalam prosesor komputer). Karena bentuk jelajah tegangan kerja dan frekuensi yang sangat besar dan lebar, tidak heran komponen ini banyak digunakan didalam rangkaian elektornika. Contohnya adalah transistor pada rangkaian analog yang digunakan sebagai amplifier, switch, stabilitas tegangan dan lain sebagainya. Tidak hanya di rangkaian analog, pada rangkaian digital juga terdapat transistor yang berfungsi sebagai saklar karena memiliki kecepatan tinggi dan dapat memproses data dengan sangat akurat.

THANK YOU