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