Luthfi Fikri BAskoro

Click here to load reader

  • date post

    09-Feb-2018
  • Category

    Documents

  • view

    220
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Luthfi Fikri BAskoro

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    1/19

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    2/19

    4.1.1 Transistor

    Transistor merupakan pengkombinasian dari bahan semikondoktor. Ada beberapa jenis

    transistor, antara lain :

    1. Junction Transistor

    Junction transistor merupakan kombinasi tiga lapis semikonduktor tidak murni dari tipe

    P dan tipe N. Ada dua jenis junction transistor yaitu:

    a. Transistor P-N-P

    b. transistor N-P-N.

    Ada tiga tipe pengkombinasian kedua tipe semikondutor yaitu:

    Alloy Junction Ground Junction

    Mesa dan Planner Transistor

    Gambar 4.1 Jenis Junction Transistor

    P N N

    E BC

    P NP

    E BC

    NN P

    E B C

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    3/19

    Ada beberapa keunggulan dari penggunaan transistor dibanding dengan penggunaan

    tabung vakum udara, antara lain:

    a. Ukurannya kecil

    b. Pemakaian dayanya kecil ( power consumption )

    c. Lebih murah dan lebih realiable (dapat dipercaya)

    2. Transistor Tanpa Bias

    Pada gambar 3.4 a menunjukkan majority carrier sebelum bergerak melewati junction .

    Elekton bebas berdifusi melewati junction yang mana menghasilkan dua lapisan penggosongan

    (gambar 3.4.b). Untuk setiap lapisan penggosongan ini potensial barriernya sebesar kira-kira 0.7

    V (untuk silikon) pada suhu 25 C (untuk transistor germanium 0.3 V).

    Ada tiga daerah yang mempunyai level doping yang berbeda, lapisan penggosongan tidakmempunyai lebar yang sama, makin banyak suatu daerah di-dop, makin besar konsentrasi ion

    dekat junction.

    E B C

    - - - - - -

    - - - - - -

    - - - - - -

    - - - - - --

    + + +

    + + +

    + + +

    + + +

    - - - - - -

    - - - - -- -

    - - -- - - -

    - - - - -- - N P N

    (a)

    E B C

    - - - - - +

    - - - - - +

    - - - - - +

    - - - - - +

    - + + -

    - + + -

    - + + -

    - + + -

    + - - - - -

    + - - - -

    + - - - - -

    + - - - - -

    (b)

    Gambar 4.2 Lapisan Penggosongan

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    4/19

    3. Transistor dengan Bias Forward-Reverse

    a. Prinsip Kerja

    Pada gambar 3.5 menunjukkan bahwa diode emitter dibias forward dengan diode

    kolektor dibias reserve. Kondisi ini disebut Transistor Bias Forward-Reserve (FR) .

    Kita mengharapkan memperoleh arus emitter yang besar karena diode emitter

    dibias forward, dan kita tidak mengharapkan arus kolektor yang besar karena diode

    kolektor dibias reserve, tetapi dalam kenyataannya lain, malah kita memperolah arus

    kolektor yang besar.

    -+

    VEB V CBSedikit e

    Banyak e Banyak e

    -+

    E

    B

    CPN N

    Gambar 4.3 Cara kerja Transistor Bias Forward-Reserve

    Pada saat awal bias forward diberikan pada diode emitter, elektron-elektron dalam

    emitter belum memasuki basis. Jik kemudian V EB naik lebih besar daripada potensial

    barrier (> 0.7 Volt), maka banyak elektron-elektron emitter memasuki daerah basis.

    Elektron-elektron ini dalam basis dapat mengalir dalam dua arah, yang pertama

    kearah bawah basis yang tipis menuju basis dan kedua kearah junction kolektormenuju ke dalam daerah kolektor.

    Elektron yang mengalir ke bawah melalui daerah basis, mereka akan jatuh ke

    dalam hole-hole dan mengalami proses rekombinasi dengan hole basis, selanjutnya

    mengalir ke dalam kawat basis luar. Arus ini desebut arus rekombinasi dan arus ini

    kecil sekali. Hmpir kurang dari 5% arus yang diinjeksikan emitter akan mengalir ke

    bawah basis.

    Sedangkan arus emitter yang menuju ke arah kolektor, bias forward akan

    memaksa elektron emitter masuk ke daerah basis yang tipis terus menuju ke daerah

    penggosongan kolektor. Selanjutnya medan lapisan penggosongan kolektor akan

    mendorong arus elektron ke dalam daerah kolektor. Elektron ini akan melewati

    daerah kolektor terus menuju ke kawat kolektor. Hampir lebih dari 95% arus

    diinjeksikan emitter akan mengalir ke kolektor.

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    5/19

    Dari uraian diatas dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

    1) Bias forward pada diode emitter akan mengandalkan jumlah elektron yang diinjeksi ke

    dalam basis. Makin besar potensial V EB , makin banyak elektron yang diinjeksi.

    2) Bias reserve pada diode kolektor mempunyai pengaruh yang kecil terhadap banyaknya

    elektron yang memasuki kolektor. Dengan menaikkan V CB tidak akan banyak

    pengaruhnya terhadap jumlah elektron yang sampai pada lapisan penggosongan kolektor.

    b. Simbol Transistor

    Gambar 4.4 Simbol-simbol Transistor

    Dari gambar tersebut menunjukkan simbol-simbol transistor NPN dan PNP. Emitter

    mempunyai tanda panah, sedangkan kolektor tidak. Satu hal yang perlu diingat,

    bahwa tanda panah pada emitter menunjukkan arah arus konvensional emitter (arah

    arus konvensional berlawanan dengan arah arus elektron).

    Selain penggunaan transistor seperti diatas, transistor juga dapat digunakan

    sebagai rangkaian penguat. Bila suatu transistor akan digunakan sebagai penguat

    sinyal arus/tegangan, maka pada outputnya diberi tahanan beban (R L) dan pada

    inputnya dimasukkan sinyal yang akan dikuatkan. Sinyal input umumnya merupakn

    tegangan atau arus bolak-balik dan sebelum sinyal memasuki transistor biasanya

    dipasang suatu kondensator yang berfungsi untuk melakukan sinyal dan

    mencegah/memblokir tegangan searah (DC).

    Demikian pula pada bagian outputnya, tahanan beban akan digandeng dengan

    suatu kondensator ke bagian selanjutnya dengan alasan yang sama.

    Ada tiga macam dasar rangkaian penguat, yaitu:

    a. Common Base Amplifier

    b. Common Emitter Amplifier

    B

    C

    E

    Jenis PNP Jenis NPN

    B

    C

    E

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    6/19

    c. Common Collector Amplifier

    Gambar 4.5 Jenis rangkaian penguat

    Untuk mengetahui gejala-gejala yang timbul di dalam rangkaian penguat terdapat

    karakteristik-karakteristik dari transistor. Karakteristik itu biasanya diberikan oleh pabrik

    pembuat transistor tersebut, yaitu:

    a. Karakteristik input, yaitu karakteristik yang menggambarkan hubungan antara arus input

    dengan tegangan input dengan suatu unsur output tertentu.

    b. Karakteristik output, yaitu karakteristik yang menggambarkan hubungan antara arus

    output dengan tegangan output pada suatu unsur input tertentu.

    c. Karakteristik gabungan antara karakteristik input dengan karakteristik output.

    4.1.2 Diode

    Pada suhu ruangan, suatu semikonduktor tipe P mempunyai pembawa muatan sebagian

    besar berupa hole-hole sebagai hasil pemasukan tak-murnian, dan sebagian kecil berupa

    elektron-elektron bebas yang dihasilkan oleh energi thermal . Dipihak lain, dalam semikonduktor

    tipe N pembawa muatan sebagian besar berupa elektron-elektron bebas dan hanya mengandung

    sebagian kecil hole-hole . Jika kedua tipe semikonduktor tersebut digunakan secara terpisah,

    masing-masing tipe tidak lebih dari suatu penghambat (resistor) karbon. Akan tetapi apabila

    Vs

    IE

    IC

    RS

    VBB

    +

    -

    -

    +V

    CC

    RL

    V BEV CB

    Common Base AmplifierCommon Emitter Amplifier

    Vs

    I C

    I B

    VEB VCEI EVCCVBB +

    --+

    RLRS

    Common Collector Amplifier

    Vs

    I E

    I B

    VEBVCB

    I CRSRL

    VBBVCC -

    ++-

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    7/19

    kedua tipe tersebut dihubungkan, maka hasilnya berupa suatu penghantar satu arah. Dan apabila

    kedua tipe tersebut digabungan maka akan menghasilkan sesuatu yang disebut Diode yang

    merupakan singkatan dari di yang berarti dua dan ode yang artinya elektrode Maka arti dari

    diode adalah suatu piranti dua elektrode yang dapat mengalir arus pada arah tertentu. Adapun

    simbol dari diode itu sendiri yakni :

    A K

    Ada beberapa tipe diode:

    1. Tipe diode P-N dengan forward bias (pra-tegangan maju)

    Gambar 4.6 Type Dioda P-N dengan Forward bias (pra-tegangan maju)

    Prinsip kerjanya yakni diode P-N disambungkan dengan baterai yang bersifat

    variable, dimana potensial positif dihubungkan ke tipe P dan potensial negatif

    dihubungkan dengan tipe N. Diumpamakan bahwa kontak-kontak A dan B adalah baik

    dan ideal, tanpa ada potensial kontak.

    Simbol Dioda

    +-

    P N

    +

    -

    + +

    -

    +

    -

    +

    -

    - - - - -

    + + + +

    - - - - -

    + + + +

    - - - - -

    + + + +

    +

    -

    + +

    -

    +

    -

    +

    -

    +

    -

    + +

    -

    +

    -

    +

    -

    V T

    + -

  • 7/22/2019 Luthfi Fikri BAskoro

    8/19

    Kita anggap potensial awal baterai adalah 0 volt, bila suatu elektron bebas dari

    tipe N ingin memasuki daerah barrier , elektron ini menghadapi tembok ion-ion negatif

    yang akan menolaknya kembali ke daerah N semula. Pada awalnya, tembok ion-ion

    negatif itu masih rendah (tipis) dan elektron-elektron bebas dari tipe N yang mempunyai

    energi yang cukup besar masih mampu menerobos dan mengatasi tembok tersebut.

    Namun hasil penerobosan ini akan menghasilkan pembentukan tembok ion-ion negatif

    yang baru, yang akibatnya tembok ion-ion negatif makin tinggi (tebal), sehingga energi

    elektron-elektron bebas ini tidak lagi cukup untuk mengatasi tolakan ion-ion negaitf

    tersebut.

    Apabila potensial baterai secara perlahan-lahan dinaikkan hingga

    mencapai potensial 0.7 V, maka elektron-ele