Tugas Karakteristik Transistor
MataKuliah : Elektronika dan Rangkaian Listrik
Dosen Pengampu : R. Suryoto Edy Raharjo,S.T,M.Eng.
Oleh :
Hidayatulloh
1410502004
Teknik Mesin S-1
Universitas Tidar
1. Karakteristik Transistor
Mata Kuliah : Elektronika dan Rangkaian Listrik
Dosen : R. Suryoto Edy Raharjo,S.T,M.Eng.
Oleh :
Hidayatulloh
1410502004
Teknik mesin S-1
Universitas Tidar
2. 2
Daftar Isi
• Karakteristik Transistor
• Kurva Kolektor
• Kurva Karakteristik Transistor
• Daerah Aktif
• Daerah Breakdown
• Kurva basis
• Kurva beta
• Garis beban transistor
3. 3
Karakteristik Transistor
• 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....
4. 4
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 menset 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.
5. 5
Kurva Kolektor (lanjutan)
• 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.
6. 6
Kurva Kolektor (lanjutan)
• 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.
8. 8
Kurva Karakteristik Transistor(lanjutan)
• Karakteristik dari masing-masing daerah operasi Transistor tersebut dapat diringkas
sebagai berikut:
– Daerah Potong:
• Dioda Emiter diberi prategangan mundur. Akibatnya, tidak terjadi
pergerakan elektron, sehingga arus Basis, IB = 0. Demikian juga, arus
Kolektor, IC = 0, atau disebut ICEO (Arus Kolektor ke Emiter dengan
harga arus Basis adalah 0).
– Daerah Saturasi
• Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda Kolektor juga diberi
prategangan maju. Akibatnya, arus Kolektor, IC, akan mencapai harga
maksimum, tanpa bergantung kepada arus Basis, IB, dan βdc. Hal ini,
menyebabkan Transistor menjadi komponen yang tidak dapat
dikendalikan. Untuk menghindari daerah ini, Dioda Kolektor harus diberi
prateganan mundur, dengan tegangan melebihi VCE(sat), yaitu tegangan
yang menyebabkan Dioda Kolektor saturasi.
9. 9
Daerah Aktif
Dioda Emiter diberi prategangan maju. Dioda Kolektor diberi prategangan mundur.
Terjadi sifat-sifat yang diinginkan, dimana:
IE = IC + IB
(9.1)
,
atau
IC = βdc IB
(9.2)
dan
,
atau
IC = αdc IE
(9.3)
sebagaimana penjelasan pada bagian sebelumnya. Transistor menjadi komponen yang
dapat dikendalikan.
10. 10
– Dioda Kolektor diberiprategangan mundur yang melebihi tegangan
Breakdown-nya, BVCEO (tegangan breakdown dimana tegangan Kolektor ke
Emiter saat Arus Basis adalah nol). Sehingga arus Kolektor, IC, melebihi
spesifikasi yang dibolehkan. Transistor dapat mengalami kerusakan.
Daerah Breakdown
11. 11
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.
12. 12
Kurva basis (lanjutan)
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.
13. 13
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.
14. 14
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.
15. 15
Garis beban transistor (lanjutan)
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.