Your SlideShare is downloading. ×
Penguat
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Saving this for later?

Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime - even offline.

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Penguat

902
views

Published on


0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
902
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
34
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. TransistorDari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebasTransistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus danpenyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atautegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuitsumber listriknya.Transistor through-hole (dibandingkan dengan pita ukur sentimeter)Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satuterminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalahkomponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog,transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara,sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistordigunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkaisedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponenlainnya.Daftar isi[sembunyikan]1 Cara kerja semikonduktor2 Cara kerja transistor3 Jenis-jenis transistoro 3.1 BJTo 3.2 FET[sunting] Cara kerja semikonduktorPada dasarnya, transistor dan tabung vakum memiliki fungsi yang serupa; keduanya mengaturjumlah aliran arus listrik.
  • 2. Untuk mengerti cara kerja semikonduktor, misalkan sebuah gelas berisi air murni. Jika sepasangkonduktor dimasukan kedalamnya, dan diberikan tegangan DC tepat dibawah teganganelektrolisis (sebelum air berubah menjadi Hidrogen dan Oksigen), tidak akan ada arus mengalirkarena air tidak memiliki pembawa muatan (charge carriers). Sehingga, air murni dianggapsebagai isolator. Jika sedikit garam dapur dimasukan ke dalamnya, konduksi arus akan mulaimengalir, karena sejumlah pembawa muatan bebas (mobile carriers, ion) terbentuk. Menaikankonsentrasi garam akan meningkatkan konduksi, namun tidak banyak. Garam dapur sendiriadalah non-konduktor (isolator), karena pembawa muatanya tidak bebas.Silikon murni sendiri adalah sebuah isolator, namun jika sedikit pencemar ditambahkan, sepertiArsenik, dengan sebuah proses yang dinamakan doping, dalam jumlah yang cukup kecilsehingga tidak mengacaukan tata letak kristal silikon, Arsenik akan memberikan elektron bebasdan hasilnya memungkinkan terjadinya konduksi arus listrik. Ini karena Arsenik memiliki 5 atomdi orbit terluarnya, sedangkan Silikon hanya 4. Konduksi terjadi karena pembawa muatan bebastelah ditambahkan (oleh kelebihan elektron dari Arsenik). Dalam kasus ini, sebuah Silikon tipe-n(n untuk negatif, karena pembawa muatannya adalah elektron yang bermuatan negatif) telahterbentuk.Selain dari itu, silikon dapat dicampur dengan Boron untuk membuat semikonduktor tipe-p.Karena Boron hanya memiliki 3 elektron di orbit paling luarnya, pembawa muatan yang baru,dinamakan "lubang" (hole, pembawa muatan positif), akan terbentuk di dalam tata letak kristalsilikon.Dalam tabung hampa, pembawa muatan (elektron) akan dipancarkan oleh emisi thermionic darisebuah katode yang dipanaskan oleh kawat filamen. Karena itu, tabung hampa tidak bisamembuat pembawa muatan positif (hole).Dapat disimak bahwa pembawa muatan yang bermuatan sama akan saling tolak menolak,sehingga tanpa adanya gaya yang lain, pembawa-pembawa muatan ini akan terdistribusi secaramerata di dalam materi semikonduktor. Namun di dalam sebuah transistor bipolar (atau diodejunction) dimana sebuah semikonduktor tipe-p dan sebuah semikonduktor tipe-n dibuat dalamsatu keping silikon, pembawa-pembawa muatan ini cenderung berpindah ke arah sambungan P-N tersebut (perbatasan antara semikonduktor tipe-p dan tipe-n), karena tertarik oleh muatan yangberlawanan dari seberangnya.Kenaikan dari jumlah pencemar (doping level) akan meningkatkan konduktivitas dari materisemikonduktor, asalkan tata-letak kristal silikon tetap dipertahankan. Dalam sebuah transistorbipolar, daerah terminal emiter memiliki jumlah doping yang lebih besar dibandingkan denganterminal basis. Rasio perbandingan antara doping emiter dan basis adalah satu dari banyak faktoryang menentukan sifat penguatan arus (current gain) dari transistor tersebut.Jumlah doping yang diperlukan sebuah semikonduktor adalah sangat kecil, dalam ukuran satuberbanding seratus juta, dan ini menjadi kunci dalam keberhasilan semikonduktor. Dalam sebuahmetal, populasi pembawa muatan adalah sangat tinggi; satu pembawa muatan untuk setiap atom.Dalam metal, untuk mengubah metal menjadi isolator, pembawa muatan harus disapu denganmemasang suatu beda tegangan. Dalam metal, tegangan ini sangat tinggi, jauh lebih tinggi dari
  • 3. yang mampu menghancurkannya. Namun, dalam sebuah semikonduktor hanya ada satupembawa muatan dalam beberapa juta atom. Jumlah tegangan yang diperlukan untuk menyapupembawa muatan dalam sejumlah besar semikonduktor dapat dicapai dengan mudah. Dengankata lain, listrik di dalam metal adalah inkompresible (tidak bisa dimampatkan), seperti fluida.Sedangkan dalam semikonduktor, listrik bersifat seperti gas yang bisa dimampatkan.Semikonduktor dengan doping dapat diubah menjadi isolator, sedangkan metal tidak.Gambaran di atas menjelaskan konduksi disebabkan oleh pembawa muatan, yaitu elektron ataulubang, namun dasarnya transistor bipolar adalah aksi kegiatan dari pembawa muatan tersebutuntuk menyebrangi daerah depletion zone. Depletion zone ini terbentuk karena transistor tersebutdiberikan tegangan bias terbalik, oleh tegangan yang diberikan di antara basis dan emiter. Walautransistor terlihat seperti dibentuk oleh dua diode yang disambungkan, sebuah transistor sendiritidak bisa dibuat dengan menyambungkan dua diode. Untuk membuat transistor, bagian-bagiannya harus dibuat dari sepotong kristal silikon, dengan sebuah daerah basis yang sangattipis.[sunting] Cara kerja transistorDari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolarjunction 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 duapolaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, aruslistrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, danketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliranarus utama tersebut.FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan(elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalamsatu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengantransistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan daridaerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubahketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe untuk penjelasan yanglebih lanjut.[sunting] Jenis-jenis transistorPNP P-channel
  • 4. NPN N-channelBJT JFETSimbol Transistor dari Berbagai TipeSecara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium ArsenideKemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lainTipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit)dan lain-lain.Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channelMaximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High PowerMaximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF transistor,Microwave, dan lain-lainAplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan lain-lain[sunting] BJTBJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJTdapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehinggaada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahanarus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasaripenggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan aruspada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuktransistor-transisor BJT.[sunting] FETFET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET)atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbedadengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materisemikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFETmenjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antaragrid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode",keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawahkontrol tegangan input.
  • 5. FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Modemenandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkanlistrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatifdibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untukkedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akanmeningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFETadalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.Using Transistor for AmplifierTransistor merupakan komponen yang dapat menguatkan arus.Dengan kemampuan ini, transistordapat dimanfaatkan dalam dua moda, yaitu moda nonlinier dan moda linier. Moda nonlinier contohnyaadalah pemanfaatan transistor sebagai saklar elektronik, sedangkan moda linier adalah transistorsebagai penguat (amplifier).Dalam penerapannya sebagai amplifier, terdapat beberapa jenis konfigurasi amplifier. Dalam halamanini, akan dibahas tiga buah konfigurasi amplifier, yaitu amplifier kelas A, Kelas B dan kelas AB. Kelasdari amplifier ini dibedakan berdasarkan letak titik beban dari kerja transistor. Titik beban ini beradadalam garis beban seperti yang terlihat dalam Gambar 2, dengan menganggap rangkaiantransistornya adalah dalam konfigurasi common emitter (seperti dalam Gambar 1).Gambar 1. Rangkaian common emitter.dari Gambar 1, dapat diturunkan persamaan tegangan VCC yaitu:
  • 6. Gambar 2. Garis beban transistor.Transistor pad rangkaian di Gambar 1, akan memiliki titik kerja di antara titik A dan B, sepanjang garisbeban. Titik A adalah daerah kerja ketika transistor mengalami kejenuhan, sedangkan titik B adalahketika transistor cut-off.Amplifier Kelas ATitik beban transistor pada penguat kelas A diletakkan di antara titik A dan B, biasanya untukmenghasilkan kinerja yang baik maka titik beban diletakkan tepat di tengah-tengah garis beban. Halini memiliki maksud agar sinyal keluaran akan memiliki bentuk sinyal yang simetri antara siklus negatifdan positif. Supaya diperoleh titik beban yang tepat ditengah, maka VCE dirancang supaya samabesar dengan VCC/2. Untuk menghasilkan ini, maka IB dirancang supaya menghasilkan ICRC samadengan VCC/2. Penguat kelas A dapat diwujudkan dengan rangkaian seperti Gambar 3 berikut.Gambar 3. Penguat kelas A.
  • 7. Penguat kelas A dirancang untuk menguatkan sinyal-sinyal kecil. Sedangkan kekurangan daripenguat jenis ini adalah ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor akan tetap mengkonsumsiarus listrik.Amplifier Kelas BPenguat ini diwujudkan dengan merangkai sepasang transistor komplemen seperti pada Gambar 4.Berbeda dengan penguat kelas A, titik beban transistor penguat kelas B diletakkan pad titik B (titikcut-off). Dengan kondisi seperti ini, maka ketika tidak ada sinyal masukan, maka transistor tidakmengkonsumsi arus listrik. Penguat jenis ini dikenal juga sebagai penguat push-pull karena kerja daripasangan transistor adalah bergantian. Penguat ini diterapkan sebagai penguat akhir, atau penguatsinyal besar.Gambar 4. Penguat kelas B (push-pull).Ketika Vin berada dalam fasa positif maka hanya transistor NPN yang ON, sedangkan ketika sinyal Vinberada dalam fasa negatif maka hanya transistor PNP yang ON. Akan tetapi karena bias tegangantransistor berasal dari sinyal Vin, maka sinyal ini akan terpotong oleh tegangan VBE, sehingga sinyalkeluarannya akan mengalami kecacatan (distorsi).Amplifier Kelas ABUntuk mengatasi permaslahan distorsi pada penguat kelas B, maka dibuatlah penguat kelas AB.Penguat ini memiliki titik beban yang berada sedikit di atas titik B (Gambar 2), yaitu transistor dalamkondisi dibias dengan tegnagn ambang sebesar VBE. Dalam kondisi ini, maka dalam keadaan tanpasinyal Vin, transistor tidak mengkonsumsi arus listrik. Sedangkan ketika Vin muncul maka sinyal initidak terpotong oleh tegangan VBE sehingga sinyal keluarannya tidak mengalami distorsi. Contoh daripenguat kelas AB adalah seperti pada Gambar 5.
  • 8. Gambar 5. Penguat kelas AB.