1. Transistor adalah piranti semikonduktor tiga terminal yang dibangun dari dua material berbeda tipe (p dan n atau sebaliknya) dengan doping pada bagian tengah lebih rendah. 2. Transistor beroperasi dengan memberikan bias pada kedua junction, dimana arus pada collector berhubungan linier dengan arus basis. 3. Ada tiga konfigurasi transistor yaitu common base, common emitter, dan common collector, dengan penguatan arus berbeda pada seti

1. ELEKTRONIKA I
TRANSISTOR

2. Transistor sinyal kecil

3. TRANSISTOR : Bipolar Junction Transistor
Konstruksi
Transistor adalah piranti semikonduktor tiga
terminal yang dibangun dari :
dua material tipe p dan satu material tipe n, atau
dua material tipe n dan satu material tipe p.
n np
B
CE
Heavily doped
p pn
B
CE

4. BJT
Doping pada bagian tengah diberikan lebih sedikit dibandingkan
dengan bagian luar (sekitar 10:1). Doping rendah ini
mengurangi konduktiviti material dengan membatasi jumlah
elektron bebas. Istilah bipolar berasal dari kenyataan bahwa
elektron dan holes berpartisipasi dalam proses pembangkitan
arus.
n np
B
CE
Heavily doped
p pn
B
CE

5. BJT : Operasi Transistor
 Transistor beroperasi dengan memberikan bias pada kedua
junction. Bias maju pada junction BE menyebabkan sejumlah besar
majority carrier (holes) yang terhubung ke terminal emitter terdifusi
melewati junction menuju materi tipe n (basis). Karena ketersediaan
elektron bebas pada materi tipe n lebih sedikit dari hole yang
terdifusi, hanya sedikit holes yang ber-kombinasi dengan elektron
dan menghasilkan arus pada terminal basis.
 Sebagian besar hole akan begerak melewati depletion region pada
junction base-collector (junction base-collector di-bias mundur) dan
keluar pada terminal collector.

6. BJT
Total arus dari terminal emitter sama dengan
arus pada terminal collector ditambah arus pada
terminal basis.
IE = IC + IB
Arus collector IC terdiri dari dua komponen,
yang berasal dari majority carrier dan minority
carrier. Arus dari minority carrier disebut dengan
ICO (arus collector dengan terminal emitter
open).
IC =ICmajority +ICO
ICO bernilai sangat kecil dan umumnya bisa
diabaikan

7. BJT
Tegangan base-emitter (VBE) bisa dianggap
sebagai variabel pengontrol dalam menentukan
operasi transistor. Arus collector dikaitkan
dengan tegangan VBE (Ebers-Moll / Shockley
equation):
Arus collector IC proporsional terhadap arus IB dengan
hubungan: (Penguatan arus)
IC = βdc IB
IC = αdc IE

8. Daerah operasi BJT
Base emitter Base collector Region
RB RB Cutoff
FB FB Saturation
FB RB Active
RB : Reverse bias FB : Forward bias

9. Daerah operasi BJT
Model ideal cutoff :
VCE = VCC
IC = 0
Model ideal saturation :
VCE = 0
IC = IC max

10. Daerah operasi BJT
Active
Kondisi NPN PNP
B – E FB VBE = 0,7 V VBE= - 0,7 V
atau VEB = 0,7V
B –C RB VCE > 0 VCE < 0 atau
VEC > 0
VBC = VBE - VCE

11. Polaritas tegangan :

12. Karakteristik Collector (output) :

13. Karakteristik Collector :

14. Karakteristik Collector :

15. BJT
Data spesifikasi transistor (dari pabrik) di-
set nilai maksimum yang tidak boleh
dilampaui dalam operasi. Spesifikasi ini
memberi batasan operasi transistor dalam
rangkaian.
 Contoh spesifikasi transistor silikon
2N2222
Collector-Base Voltage = 60 v
Collector-Emitter Voltage = 30 v
Base-Emitter Voltage = 5 v
Power dissipation = 500 mW
Temperature 125 C

16. BJT sebagai saklar

17. BJT sebagai saklar

18. Aplikasi BJT penggerak relai

19. Aplikasi BJT penggerak relai
Kontrol tegangan vi = 0, BJT cutoff dan
relai dalam kondisi terbuka
Jadi perhitungan rancangan berdasarkan
pada vi = 6 V (sebagai contoh soal)
Misalkan resistansi dc pada coil relai =
100 Ω.
1. Tentukan nilai IC(sat). Jika transistor
saturasi, tegangan 12 V dari VCC akan
diterima oleh coil relai.

20. Aplikasi BJT penggerak relai
Diperoleh :
mA
AI
I
dc
satC
satB 2,1
100
12,0)(
)( ===
β
A
V
I satC 12,0
100
12
)( =
Ω
=
Tetapkan βdc = 100 (nilai minimum)

21. Aplikasi BJT penggerak relai
Berdasarkan pada kriteria khusus, untuk
meyakinkan bahwa transistor dalam kondisi
saturasi :
mAmAII satBB 4,22,122 )( =×==
Ω=
×
−
=
−
= −
2208
104,2
7,06
3
B
BEi
B
I
Vv
R
Resistansi basis :

22. BJT : Konfigurasi
1. Common Base
Input pada Emiter dan output pada Collector, Base di groundkan.
Penguatan arus :
99,095,0aktual,1makakarena ≤≤≅≅= dcdcEC
E
C
dc II
I
I
ααα

23. 2. Common-Emitter
Input di Base dan ouput di Collector, Emitter di groundkan
Penguatan arus :
BJT : Konfigurasi
gilebih tingatau200s.d20antaranilaimempunyai,
B
C
dc
I
I
=β

24. BJT : Konfigurasi
dcα dcβHubungan antara dan
dcdc
C
C
B
C
E
BCE
I
I
I
I
I
III
βα
1
1
1
:
1
+=
+=
+=
1
11
+
=
+
=
dc
dc
dc
dc
dc
dc
β
β
α
β
β
α
dc
dc
dc
dc
dc
dc
dcdc
α
α
β
α
α
β
βα
−
=
−
=
=−
1
11
1
1
1

25. 3. Common Collector
Input di Base dan ouput di Emitter
Penguatan arus :
Sama dengan konfigurasi Common Emitter
BJT : Konfigurasi
B
C
dcCE
B
E
I
I
II
I
I
=≅ βsehinggakarena

26. TEGANGAN PANJAR TRANSISTOR
Transistor memerlukan panjar tegangan dc untuk operasi sebagai penguat.
Sebuah titik operasi dc harus diset supaya variasi sinyal pada terminal input
diperkuat dan secara akurat mereproduksi pada terminal output.
Saturation
CutoffQ1
Q2
Q3
Q4
Garis Beban dc
Titik Q (Quiescent) = titik operasi
Garis Beban DC :

27. Garis Beban DC
Saturation
CutoffQ1
Q2
Q3
Q4
Garis Beban dc
Titik Q (Quiescent) = titik operasi

28. Contoh operasi linier:
Misal tegangan gelombang sinus di tambahkan pada VBB arus basis
bervariasi 100 µA di atas dan di bawah titik Q

29. Contoh operasi linier:
Distorsi pada output (1)

30. Contoh operasi linier:
Distorsi pada output (2)

31. Contoh soal :
Tentukan titik Q dalam gambar di bawah ini, dan tentukan harga puncak
arus basis untuk operasi linier (βdc = 200)
Titik Q ditentukan oleh IC dan VCE :
Garis beban dc di tetapkan oleh IC(cutoff) = 0 dan IC(sat) :

32. Contoh soal :
Gambar titik Q dan garis beban dc

33. 1. Base Bias/Panjar Basis
Fixed Bias/Panjar Tetap

34. Contoh :
Volt2110.5,1.10.630
mA6A1,7580
A1,75
k390
7,030
Volt30)(
mA20
k5,1
30
33
)(
=−=−=
=×==
=
−
=
−
=
==
===
−
CCCCCE
BdcC
B
BEBB
B
CCCE
C
CC
satC
RIVV
II
R
VV
I
VcutoffV
V
R
V
I
µβ
µ
DiketahuiVCC = 30 V, RC = 1,5 kΩ dan
βdc = 80. Gambarkan garis beban
dc dan tetapkan titik Q jika RB =
390 kΩ.
Jawab :

35. Gambar Garis Beban dc
VCE
IC
30 V
20 mA
6 mA
0
Q
21 V

36. 2. Devide Voltage Bias/Panjar Pembagi Tegangan
( )
( )
( ) CCcutoffCE
EC
CC
satC
ECECCCC
EECCCCECCE
EEECCCCC
BEE
E
BE
ECC
VV
RR
V
I
IIRRIV
RIRIVVVV
RIVRIVV
VVV
R
VV
IV
RR
R
V
=
+
≅
≅+−≅
−−=−=
=−=
−=
−
=
+
≅
;
2
2
21
2
2
Arus Emitter :

37. Contoh :
Diketahui : R1 = 20 kΩ, R2 = 10 kΩ, RC = 4 kΩ, RE = 5 kΩ dan VCC = 30 Volt
βdc = 100 .Tentukan titik kerja Q !
Jawab :

38. 3. Feedback Collector/Umpan Balik Collector
( ) ( )maxmin
:rata-rataarusPenguatan
2
Pendekatan
dcdcdc
CC
CECdcB
CCCCCE
dc
B
C
BECC
C
V
VRR
RIVV
R
R
VV
I
βββ
β
β
=
==
−≅
+
−
=

39. 4. Emitter Bias/ Panjar Emitter

40. ECCE
CCCCC
EC
E
EEE
E
BEE
B
VVV
RIVV
II
R
VV
I
VV
V
−=
−=
≅
−
=
−≅
≅ 0

41. Contoh :
:inigambarpadadan,Hitung CECE VII
VVVVVV
V
kmAVRIVV
mAII
mA
k
V
k
VV
R
VV
I
VVV
ECCE
CCCCC
EC
E
EEE
E
BEE
84,8)7,0(14,8
14,8
)1)(86,1(10
86,1
86,1
5
3,9
5
)10(7,0
7,0
=−−=−=
=
Ω−=−=
=≅
=
Ω
=
Ω
−−−
=
−
=
−=−≅

42. Penguat Sinyal Kecil

43. Operasi Sinyal Kecil
Penggerak penguat bias pembagi tegangan

44. Operasi penguat arus basis, arus kolektor dan
tegangan ayunan (swing) kolektor ke emitor

45. Contoh :
Operasi garis beban amplifier 10 μA di atas dan bawah titik Q arus basis senilai
50 μA seperti pada gambar. Tentukan jumlah nilai puncak ke puncak arus
kolektor dan tegangan kolektor ke emitor dari gambar ini.
Penyelesaian :
Gambar ini menunjukkan
puncak ke puncak arus
kolektor adalah 2 mA dan
puncak ke puncak
tegangan kolektor ke emitor
adalah 1 V.

46. Rangkaian ekivalen ac transistor :
Dua jenis rangkaian ekivalen : parameter h dan parameter r
Karena spesifikasi dalam data sheet dari pabriknya, parameter h (hybrid) ini
sangat penting. Dua dasar parameter h ac dan deskripsi tabel ini (hi, hr, hf
dan ho

47. Pengukuran dan pengertian parameter h

48. Amplifier Emitor Bersama

49. Analisis dc
Rangkaian ekivalen dc dari amplifier (dianggap
kapasitornya sebagai rangkaian terbuka)
VVVVVVJadi
VVVRIVV
II
mA
V
R
V
I
VVVVVVdan
VV
k
k
V
RR
R
V
R
ECCE
CCCCC
EC
E
E
E
BE
CCB
dcbasisIN
19,841,16,9
6,94,212
4,2
600
41,1
41,17,011,27,0
11,212
7,26
7,4
90k.R
basispadadcinputResistansi
21
2
E)(
=−=−=
=−=−=
≅
=
Ω
==
=−=−=
=





Ω
Ω
=





+
=
Ω== β

50. Rangkaian ekivalen ac :
Rangkaian ekivalen ac untuk amplifier dalam gambar sebelumnya

51. Tegangan sinyal (ac) pada Basis
Tegangan sinyal pada Basis dari transistor :
in
ins
in
b V
RR
R
V 





+
=

52. Impedansi Input
Hubungan model transistor parameter r ke rangkaian output
( )
( )
)(21
)(
)(
////
:sumbersisidariinputimpedansiJumlah
menjadikanSubstitusi
dan
BasispadadilihatinputImpedansi
basisinin
Eebasisin
e
e
bEeeb
b
b
basisin
RRRR
RrR
I
I
IRrIV
I
V
R
=
+=
≅+=






=
β
β

53. Contoh :
Tentukan tegangan sinyal pada Basis dalam gambar ini. Ini adalah
ekivalen ac dari amplifier dalam gambar slide 48 dengan sumber
sinyal10 mV rms, 300 Ω. mAI 4,21 =

54. Penguat Tegangan
b
c
V
V
V
A =
( )
( )
( )ins
in
in
b
Ee
C
V
EeebCec
RR
R
V
V
Rr
R
A
RrIVRIV
+
=
+
=
+=≅ dan

55. Transistor sambungan Darlington

56. Arus Kolektor transistor ke-1 IC1 terkait arus Basis IB1
dengan persamaan :
IC1 = βdc1.IB1
Arus Emitor IE1 adalah
IE1 = IB1 + IC1 = IB1 + βdc1.IB1
= (1+ βdc1) IB1
Arus Basis transistor ke-2 : IB2 = IE1
Arus Kolektor IC2 adalah
IC2 = βdc2.IB2 = βdc2.IE1
IC2 = βdc2 (1+ βdc1) IB1

57. Jumlah arus Kolektor IC adalah IC = IC1 + IC2
IC = βdc1.IB1 + βdc2 (1+ βdc1) IB1
= (βdc1 + βdc2 + βdc1.βdc2 ) IB1
Karena IB1 = IB
IC = (βdc1 + βdc2 + βdc1.βdc2 ) IB
Besarnya β sederhana dengan tanda βdc
βdc = IC / IB = βdc1 + βdc2 + βdc1.βdc2
βdc = βdc1.βdc2