1. Dokumen ini membahas karakteristik transistor seperti kurva kolektor, kurva basis, dan kurva beta.
2. Kurva kolektor menunjukkan hubungan antara arus kolektor dan tegangan kolektor-emiter dengan arus basis sebagai parameter. Kurva basis menunjukkan karakteristik yang mirip dengan kurva volt-ampere pada dioda.
3. Ada empat daerah operasi transistor yaitu daerah aktif, cutoff, saturasi, dan breakdown yang dit
1. KARAKTERISTIK TRANSISTOR
Disusun oleh :
Nama : Yanuar Indra Kusuma
NIM` : 1410502071
Prodi : Teknik Mesin S1
Nama Dosen : Bpk. R. Suryoto Edy Raharjo, S.T.,M.ENG.
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS TIDAR
2015
2. DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................
KARAKTERISTIK TRANSISTOR..........................
KURVA KOLEKTOR................................................
KURVA BASIS..........................................................
KURVA BETA...........................................................
PENUTUP..................................................................
3. KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadiharan Allah SWT, atas kelimpahan nikmat serta
hidayatnya tugas yang bapak berikan tentang “Karakteristik Transistor” bisa
terlaksana dengan lancar tanpa suatu halangan.
Tujuan dari pembuatan laporan ini adalah untuk memberikan gambaran mengenai
kerja transistor, beberapa simbol dari transstor, dan tipe-tipe transistor
Harapan dari saya semoga hasil laporan ini bisa membantu menambah
pengetahuan dan pengalaman bagi para pembaca, sehingga saya dapat
memperbaiki hasil laporan yang salah ataupun kurang betul, agar saya dapat
memperbaikinya
4. 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.
5. 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 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.
Gambar 1
6. 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.
Gambar 2
7. 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
8. 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
9. 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
10. 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.
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.
Gambar 6
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.
Gambar 8
15. Daerah operasi transistor
sebuah transistor memiliki empat daerah operasi transistor, yaitu :
1. Daerah aktif
2. Daerah cutoff
3. Daerah saturasi
4. Daerah breakdown
Daerah aktif
Semua titik operasi antara titik sumbat dan penjenuhan adalah daerah aktif dari transistor. Dalam daerah aktif, dioda
emiter dibias forward dan dioda kolektor dibias reverse. Perpotongan dari arus basis dan garis beban adalah titik stationer
(quiescent) Q seperti dalam gambar. daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus IC konstan
terhadap berapapun nilai Vce. Pada daerah aktif arus kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan
menjadi sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif.
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
16. Daerah cut off
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