Bahan Kuliah ELEKTRONIKA DASAR pertemuan ke 7 TRANSISTOR

Bahan Kuliah ELEKTRONIKA DASAR pertemuan ke 7 TRANSISTOR Analisis DC dan titik kerja Dipersiapkan oleh Ir. Bambang Sutopo, M. Phil Jurusan Teknik Elektro UGM 2007 1

TRANSISTOR 1. Transistor : komponen aktif dengan 3 kaki. v Satu kaki terhubung ke sumber daya, v satu kaki lain terhubung ke output dan v Satu kaki untuk mengatur daya output. 2. Transistors biasanya digunakan sbg : Ø Penguat Ø saklar. 2

JENIS TRANSISTOR 1. Transistor bipolar : BJT • • (Bipolar Junction Transistor) Aliran listrik : 2 pembawa muatan (hole dan elektron) 2. Transistor Unipolar: FET • • (Field-Effect Transistor) Aliran listrik : satu pembawa muatan (hole atau elektron bebas saja) 3

TRANSISTOR BIPOLAR BJT : NPN dan PNP 1. Transistor NPN : Ø collector diberi tegangan lebih positif dari emitter. 2. Transitor PNP : Ø emitter diberi tegangan lebih positif dari collector. 4

BIPOLAR TRANSISTOR NPN Collector Basis n p p n IC Basis IB Emitter STRUKTUR Emitter SIMBOL 5

OPERASI TRANSISTOR NPN 1. Sambungan basis ke emitor bersifat seperti dioda. Ø Arus basis terjadi bila tegangan basis lebih positip terhadap emiter Ø Arus basis meningkat dengan cepat bila VBE sekitar 0, 6 V. 2. Pada tegangan ini transistor disebut menghantar “ON" dan arus mengalir dari kolektor ke emitor. 6

BIPOLAR TRANSISTOR PNP Emitter Emiter IB Basis IC p n Basis n p Colector 7

OPERASI TRANSISTOR PNP 1. Sambungan emitor ke basis bersifat seperti dioda. Ø Arus emiter-basis terjadi bila tegangan basis lebih rendah terhadap emiter Ø Arus ini meningkat dengan cepat bila VEB sekitar 0, 6 V. 2. Pada tegangan emiter-basis ini transistor disebut menghantar “ON" dan arus mengalir dari emiter ke colektor. 8

ARUS KOLEKTOR • Arus kolektor dikendalikan oleh VBE sesuai dengan persamaan Ebers-Moll: Ø Ø Ø IS adalah arus maksimum transistor (disebut arus jenuh) VT = k. T/e. k adalah konstanta Boltzmann, T : suhu mutlak, e : muatan sebuah electron. VT : sekitar 25 m. V pada suhu kamar. 9

ARUS KOLEKTOR • Arus kolektor dikendalikan oleh IB sesuai dengan persamaan : IC = β I B Ø β adalah penguatan arus atau sering juga disebut HFE 10

BANTUK FISIK 11

a Bagian arus kolektor thd arus emiter Biasanya, a = 0, 95 to 0, 995 b = 20 to 200. 12

KARAKTERISTIK TRANSISTOR 13

Rangkaian Dasar 14

ARUS BASIS Hukum Kirchoff : edaran VCC-basis-emiter-ground 15

TEGANGAN VCE 16

ARUS BASIS LEWAT PEMBAGI TEGANGAN VCC R 1 Vin RC Vout R 2 RE GND 17

RANGKAIAN EKIVALEN THEVENIN VCC R 1 R 2 18

RANGKAIAN EKIVALEN THEVENIN R 1 VCC R 2 19

RANGKAIAN EKIVALEN THEVENIN Rth Vth 20

MENGHITUNG ARUS BASIS IB VCC RC RANGKAIAN THEVENIN Rth Vout Ib RE GND 21

ANALISIS DC VCC RC R 1 R 2 VB VC VE RE 22

TRANSISTOR NPN Sambungan basis kolektor selalu tidak menghantar C IC= IB B IC IB Sambungan basis emiter selalu menghantar E 23

TRANSISTOR PNP Sambungan basis emiter selalu menghantar E IC= IB IB B Sambungan basis kolektor selalu tidak menghantar IC C 24

TITIK KERJA 25

TITIK KERJA DAN GARIS KERJA Q point dan Load Line VCC tetap, RC berubah, IB tetap VCC/RC 3 IC IB = 80 A VCC/RC 2 VCC/RC 1 IB = 50 A IB = 40 A IB = 20 A VCE VCC 26

TITIK KERJA TRANSISTOR VCC berubah, RC tetap VCC 1/RC 3 IC IB = 80 A VCC 2/RC 3 IB = 50 A IB = 40 A VCC 3/RC 3 IB = 20 A VCC 3 VCC 2 VCE VCC 1 27

Daerah Kerja 28

29

TRANSISTOR 30

JENIS TRANSISTOR 31

32

BENTUK TRANSISTOR 33

PENGUJIAN TRANSISTOR dengan multimeter • • • Sambungan Basis-Emitor (BE) hanya menghantar satu arah. Sambungan Basis –kolektor (BC) hanya menghantar satu arah. Sambungan Kolektor Emitor (CE) sama sekali tidak menghantar dalam arah manapun. 34

PENGUJIAN TRANSISTOR dengan rangkaian • Transistor baik bila : • saklar ditekan LED menyala • saklar dilepas LED mati. 35

KODE TRANSISTOR Kode mulai huruf B (atau A), contoh BC 108, BC 478 Huruf pertama : B = silicon, A = germanium (jarang ada ). Huruf kedua : C = low power audio frequency; D = high power audio frequency; F = low power high frequency. Sisa nomer jenis tertentu Huruf berikutnya (kalau ada) menunjukkan hfe A= hfe rendah B = hfe menengah C = hfe tinggi 36

KODE TRANSISTOR Kode dimulai TIP, misal TIP 31 A TIP = pabrik : Texas Instruments Power transistor. Nomer ganjil : NPN, Nomer genap : PNP. Terakhir : versi untuk tegangan yang berbeda. Kode dimulai 2 N, misalnya 2 N 3053 2 N identifies the part as a transistor and the rest of the code identifies the particular transistor. There is no obvious logic to the numbering system. 37

PEMILIHAN TRANSISTOR 1. The most important properties to look for are the maximum collector current IC and the current gain Hfe. 2. To make selection easier most suppliers group their transistors in categories determined either by their typical use or maximum power rating. 38

TRANSISTOR NPN transistors IC VCE m a x. h. FE m i n. Code Structure Case st yl e BC 107 NPN TO 18 100 m. A 45 V 110 300 m. W Audio, low power BC 182 BC 547 BC 108 NPN TO 18 100 m. A 20 V 110 300 m. W General purpose, low power BC 108 C BC 183 BC 548 BC 108 C NPN TO 18 100 m. A 20 V 420 600 m. W General purpose, low power BC 109 NPN TO 18 200 m. A 20 V 200 300 m. W Audio (low noise), low power BC 184 BC 549 2 N 3053 NPN TO 39 700 m. A 40 V 50 500 m. W General purpose, low power BFY 51 NPN TO 39 1 A 30 V 40 800 m. W General purpose, medium power BC 639 NPN TO 92 A 1 A 80 V 40 800 m. W General purpose, medium power BFY 51 TIP 29 A NPN TO 220 1 A 60 V 40 30 W General purpose, high power TIP 31 A NPN TO 220 3 A 60 V 10 40 W General purpose, high power TIP 31 C TIP 41 A TIP 31 C NPN TO 220 3 A 100 V 10 40 W General purpose, high power TIP 31 A TIP 41 A NPN TO 220 6 A 60 V 15 65 W General purpose, high power 2 N 3055 NPN TO 3 15 A 60 V 20 117 W General purpose, high power m a x. Ptot m ax. Category (typical use) Possible substitutes 39

TRANSISTOR DARLINGTON • Kedua transistor disambung seperti tergambar. • Penguatan arus total adalah perkalian antara penguatan kedua transistor. • Gain transistor Darlington bisa mencapai 10000. • Transistor Darlington dijual dalam kemasan seperti transistor biasa dengan tiga kaki (B, C and E). 40