berisi tentang Transistor dan karakteristiknya

1. KARAKTERISTIK TRANSISOR
Nama : Kurniawan Setyo A
No.Induk : 1410502061
Prodi : Teknik Mesin
UNIVERSITAS NEGERI TIDAR
MAGELANG

2. DAFTAR ISI
 Transistor ................................................... 3
 Kurva Kolektor ................................................... 4
 Kurva basis .................................................. 9
 Kurva beta (β) .................................................. 12
 Garis beban transistor .................................................. 13
 Daerah cut off .................................................. 15

3.  TRANSISTOR
 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 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.
 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.

4. KARAKTERISTIK TRANSISOR
 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
 Kurva Kolektor
 Data kurva kolektor CE diperoleh dengan cara membangun rangkaian seperti gambar
di atas 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.
Gambar 1

5.  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 di atas, 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.
Gambar 2

6. 
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.
Gambar 3

7. 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.
Gambar 4

8. 
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

9.  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.
Gambar 5

10.  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.
Gambar 6

11.  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.

12.  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.
Gambar 7

13.  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. Sehingga
 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.

14.  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.
 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.

15.  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/RC
Dan arus basis yang tepat menimbulkan penjenuhan adalah
IB (SAT) = IC (SAT)/βdc

16. TERIMA KASIH