7 karakteristik transistor (bjt)
DESCRIPTION
wewTRANSCRIPT
1
Kuliah Elektronika Analog Materi 7
BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR
KARAKTERISTIK
Sejarah perkembangan transistor Transistor berasal dari kata-kata Inggris “TRANSfer
resISTOR” yang artinya “Penghambat Pindah”. Maksudnya adalah “perpindahan arus dari rangkaian yang hambatannya rendah ke rangkaian yang hambatannya tinggi”.
2
Dahulu alat-alat elektronik seperti radio dan televisi menggunakan tabung-tabung hampa sebagai komponen.
Sejarah perkembangan transistor Ditemukannya transistor pada tahun 1948 menggantikan
penggunaan tabung-tabung hampa.
3
Keuntungan menggunakan transistor ialah ukurannya yang lebih kecil, hemat dalam penggunaan energi listrik, dan lebil awet.
Sejarah perkembangan transistor
4
FUNGSI TRANSISTOR
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya.
TERMINAL / KAKI TRANSISTOR
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu: Emitor (E) Pemancar, disinilah pembawa muatan berasal
(sebagai pintu masuk arus) Basis (B) Dasar, basis digunakan sebagai elektroda
mengendali (mengatur besarnya arus yang keluar dari kolektor). Kolektor (C) Pengumpul, pembawa muatan yang berasal dari
emitor ditampung pada Colector (sebagai pintu keluar arus)
Simbol & Fungsi Kaki Transistor
Emitor sebagai pintu masuk arus
Kolektor sebagai pintu keluar arus
Basis berfungsi untuk mengatur besarnya arus yang keluar dari kolektor
Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya atau tegangan inputnya, memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Understanding of BJT
force – voltage/currentwater flow – current - amplification
Transistor action
BJTs – Practical Aspects
Heat sink
BJTs – Testing
BJTs – Testing
Transistor
Bipolar[ Bipolar Junction Transistor (BJT)]
Unipolar[Field Effect Transistor
(FET)]
• Berkaitan dengan pembawa muatan (elektron dan hole)
• Dikontrol berdasarkan arus input
• memberikan penguatan yang jauh lebih besar
• memberikan penguatan yang jauh lebih besar
• Peranan pembawa muatan mayoritas dan minoritas adalah sama penting
• Berkaitan dengan efek medan yang ditimbulkan lapisan deplesi
• Dikontrol berdasarkan tegangan input
JENIS & SIMBOL TRANSISTOR
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori simbol transistor dari berbagai tipe, antara lain: Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium
Arsenide. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole
Plastic, Surface Mount, IC, dan lain-lain. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT,
MISFET, VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.
Lanjutan...
Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power,
High Power. Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High
Frequency, RF transistor, Microwave, dan lain-lain. Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio,
Tegangan Tinggi, dan lain-lain.
Transistor bipolar
Transistor Bipolar adalah jenis transistor yang paling banyak di gunakan pada rangkaian elektronika. Jenis-Jenis Transistor ini terbagi atas 3 bagian lapisan material semikonduktor yang terdiri dari dua formasi lapisan yaitu lapisan P-N-P (Positif-Negatif-Positif) dan lapisan N-P-N (Negatif-Positif-Negatif)
Operasi Kerja PNP
Arus Emitter
BCB
C
ECE
C
CBE
iiii
iiii
iii
Dimana:
Penguatan Arus Pada Transistor
Setiap perubahan kecil pada arus basis akan mempengaruhi perubahan besar pada arus kolektor
α is the fraction of electrons that diffuse across the narrow Base region
BJT ExampleUsing Common-Base NPN Circuit Configuration
+_
+_
Given: IB = 50 A , IC = 1 mAFind: IE , , and
Solution:
IE = IB + IC = 0.05 mA + 1 mA = 1.05 mA
b = IC / IB = 1 mA / 0.05 mA = 20
= IC / IE = 1 mA / 1.05 mA = 0.95238
could also be calculated using the value of with the formula from the previous slide.
= = 20 = 0.95238 + 1 21
IC
IE
IB
VCB
VBE
E
C
B
Operasi Kerja NPN
Struktur Fisik Doping pada bagian tengah diberikan lebih
sedikit dibandingkan dengan bagian luar (sekitar 10:1).
Doping rendah ini mengurangi konduktivitas material dengan membatasi jumlah elektron bebas.
Istilah bipolar berasal dari kenyataan bahwa elektron dan hole berpartisipasi dalam proses pembangkitan arus.
Mode Operasi Cut-Off Mode Operasi Saturasi Mode Operasi Aktif
Pembiasan Transistor
Pada mode ini tidak ada arus mengalir pada antar emitor-kolektor (menyumbat)
Pada mode ini aliran arus antara emitor-kolektor maksimal
Mode Operasi Aktif
Pada mode aktif transistor berfungsi sebagai penguat
Aktif >< cut off >< Saturasi Daerah aktif adalah daerah dimana penguatan linear
terjadi, dalam daerah aktif, junction emitter-collector di bias mundur sedangkan junction basis-emitter di bias maju.
Daerah cut-off didefinisikan sebagai daerah dimana arus IC = 0 A, atau Daerah cut-off terjadi jika junction emitter-collector dan junction basis-emitter di bias mundur.
Daerah saturasi adalah daerah dimana nilai tegangan VCB negatif, Daerah saturasi adalah daerah dimana junction emitter-collector dan junction basis-emitter di bias maju.
Operation Region
IB or VCE
Char. BC and BE Junctions
Mode
Cutoff IB = Very small
Reverse & Reverse
Open Switch
Saturation VCE = Small Forward & Forward
Closed Switch
Active Linear
VCE = Moderate
Reverse &Forward
Linear Amplifier
Break-down
VCE = Large Beyond Limits
Overload
Operation region summary
Tegangan dan Arus pada Transistor
UCE = UCB + UBE UCE Tegangan Kolektor–Emitor UCB Tegangan Kolektor–Basis UBE Tegangan Basis Emitor
Ie = Ib + Ic Ie arus emitor Ib arus basis Ic arus kolektor
Karakteristik Input Transistor
Sama seperti karakteristik dioda Ic akan mulai naik ketika VBE > 0.7 (Silikon)
Karakteristik Output Transistor
Idealnya kurva perbandingan ib dan ic adalah linear (penguatan tetap)
Bipolar Transistor Characteristics
Behaviour can be described by the current gain, hfe or by the transconductance, gm of the device
Emitter is grounded. Base-Emitter starts to conduct with VBE=0.6V,IC flows and it’s IC=*IB. Increasing IB, VBE slowly increases to 0.7V but IC rises exponentially. As IC rises ,voltage drop across RC increases and VCE drops toward
ground. (transistor in saturation, no more linear relation between IC and IB)
NPN Common Emitter circuit
Common Emitter characteristics
No current flows
Collector current controlled by the collector circuit. (Switch behavior)
In full saturation VCE=0.2V.
Collector current proportional to Base current
The avalanche multiplication of current through collector junction occurs: to be avoided