BAB III
TRANSISTOR
3.1 Pendahuluan [kembali]
Shockley berhasil menyusun teori mengenai transistor persambungan dalam
tahun 1949 dan piranti yang pertama dihasilkan dalam tahun 1951.
Secara umum ada 2 macam jenis transistor :
1.
Bipolar adalah
transistor yang membawa muatan listrik berupa
hole dan e-. Transistor bipolar ada dua tipe yaitu NPN dan PNP
dengan simbol seperti gambar 48.
Gambar 48 Simbol Transistor tipe (a) NPN dan (b) PNP
2.
Unipolar :
Transistor yang membawa muatan listrik berupa hole atau e-. Transistor unipolar ada dua tipe yaitu channel n dan Channel p dengan simbol seperti gambar 49.
 |
|
Gambar 49 Simbol Transistor tipe (a) Channel
n dan (b) Channel p
Lebih
rinci ada macam-macam transistor seperti blok diagram gambar 50.
Gambar 50 Blok
diagram macam-macam Transistor
3.2 Transistor PNP dan NPN [kembali]
Transistor NPN merupakan persambungan tiga
susunan lapisan bahan semikonduktor yaitu bahan n, bahan p, dan bahan n
sedangkan transistor PNP merupakan persambungan tiga susunan lapisan bahan
semikonduktor yaitu bahan p, bahan n, dan bahan p seperti gambar 51.
 |
|
Gambar 51 Konstruksi Transistor (a) PNP (b) NPN
Adapun aliran majority
carriers dan minority carriers
pada transistor PNP adalah seperti gambar 52. Hubungan kaki Emitter (E) dengan
kaki Base (B) adalah hubungan pn dengan pemberian tegangan VEE sehingga terjadi bias maju dan hubungan kaki
Base (B) dengan kaki Collector (C) adalah hubungan np dengan pemberian tegangan
VCC sehingga terjadi bias mundur. Pemberian tegangan VEE dan VCC seperti gambar 52 maka
akan terjadi pengecilan depletion layer di PN dan pelebaran depletion layer di
NP akan tetapi dengan hubungan secara
seri tegangan VEE dan VCC
akan membuat arus yang besar dari kaki E (bahan p) menuju kaki C (bahan p) menembus depletion layer yang tebal.
.
Gambar 52 Aliran majority carriers dan minority
carriers pada transistor PNP
Dari gambar 52 dapat dibuatkan arah arus seperti
gambar 53. Elektron dari emitter diteruskan ke basis adalah sangat kecil sekali
karena basis sangat tipis sehingga elektron butuh waktu untuk berdiffusi ke
dalam kolektor dan kemudian elektron diteruskan ke tegangan positif dari baterai.
Sehingga persamaan arus memakai hukum Kirchoff tentang arus yakni arus masuk
sama dengan arus keluar jadi IE
= IC + IB.
 |
Gambar 53 Arah arus pada transistor NPN
Transistor dapat dibuat dalam tiga konfigurasi yaitu Common Emitter (CE), Common Collector (CC) , Common Base (CB). Common Emitter adalah memakai bersama kaki Emitter antara Input dan
output seperti gambar 54.
 |
|
Gambar 54 Konfigurasi Common Emitter (a)
Transistor NPN (b) Transistor PNP
Adapun karakteristik Input-Output transistor konfigurasi Common Emitter adalah seperti gambar 55. Pada kurva karakteristik
input dimana semakin besar VBE maka semakin besar IB
dimana VBE maksimum untuk Si adalah 0,7 Volt dan Ge adalah 0,3 Volt.
Pada kurva karakteristik output dibagi tiga operasi yaitu:
1. daerah saturasi (saturation region)
yang artinya output menjadi cacat,
2. daerah aktif (active ragion) yang artinya output tidak cacat asalkan arus IB
berfluktuasi masih dalam daera aktif.
3. Daerah cutoff yang artinya output akan terpotong.
 |
|
Gambar 55 Karakteristik I-O CE (a) Karakteristik Input
(b) karakteristik output
3.3 Garis beban DC dan garis beban
AC [kembali]
Ada dua macam garis beban, yaitu:
1. Dengan pemberian bias DC maka didapatkan kurva garis beban DC seperti
gambar 56
 |
|
(a)
|
(b)
|
Gambar 56 (a) Bias DC dan (b) garis beban DC
2. Dengan pemberian bias AC maka didapatkan kurva garis beban AC seperti
gambar 57
 |
||
(a)
|
(b)
|
|
Gambar 57 (a) Bias AC dan (b) garis beban AC
3.4 Pemberian bias
Ada 4 macam rangkaian pemberian bias, yaitu:
1. Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang
dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar 58.
Gambar 58 Rangkaian Fixed bias
2.
Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE
seperti gambar 59.
Gambar 59 Rangkaian Emitter-Stabilized Bias
maka,
sehingga tahanan RE kalau dilihat dari
input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE.
3. Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti
gambar 60.
Gambar 60 Rangkaian Self Bias
Voltage-divider Bias adalah arus bias didapatkan dari tegangan di R2
dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2 seperti
gambar 61.
Untuk mencari arus IB maka dilakukan perubahan rangkaian
dengan memakai metoda thevenin sehingga menghasilkan rangkaian pengganti
seperti gambar 62.
dimana,
Rth = R1
// R2 dan
maka,
Gambar 61 Rangkaian Voltage-divider Bias
Gambar 62 Rangkaian pengganti Voltage-divider Bias
Contoh :
Tentukan tegangan bias dc Vce dan arus Ic dari konfigurasi voltage-divider pada gambar 63.
Solusi :
Gambar 63 Rangkaian voltage-divider
