e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

N P

Metallurgical junction

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

+

+

+

-

-

-

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

N P

Depletion region

5. Komponen Aktif Elektronika5.15.1 JunctionJunction Dioda Dioda

Suatu kristal tunggal yang kontinyu dibentuk seperti apa yang ditunjukkan pada Gambar 5.1a. Bagian pertama dari kristal tersebut dibentuk dari material tipe N dan bagian lainnya dibentuk dari material tipe P. Hasilnya merupakan suatu junction metalurgi atau rintangan metalurgi antara material tipe P dan material tipe N. Pembawa arus mayor pada meterial tipe N adalah elektron dan dalam material tipe P adalah hole.

Elektron-elektron dari material tipe N melompati rintangan metalurgi tersebut, sehingga daerah disekitar rintangan metalurgi tidak mempunyai pembawa arus (current carriers), daerah tersebut dinamakan daerah depletion atau daerah transisi (Gambar 5.1b). Bila suatu elektron yang berada dekat rintangan bergerak menyeberangi rintangan, maka akan ada suatu atom didaerah material tipe N yang terionisasi dan menjadi bermuatan positif. Pada daerah tersebut akan terdapat muatan positif yang tidak terlindungi (uncovered positive charge). Dengan adanya peristiwa tersebut maka pada daerah material tipe P juga terdapat muatan negatif yang tidak terlindungi (uncovered negatif charge). Daerah-daerah muatan positif dan negatif yang tidak terlindungi tersebut dinamakan daerah depletion yang diberi tanda + dan - pada Gambar 5.1b).

(a)(a) (b)(b)Gambar 5.1Gambar 5.1 P-N junction P-N junction

a. konstruksi dan b. a. konstruksi dan b. depletion regiondepletion region

5.2 Konstruksi DiodaBila P-N junction tersebut dibungkus (packaged), maka terbentuklah komponen

elektronik yang dinamakan dioda. Pada Gambar 5.2b suatu dioda dihubungkan ke catu daya, dimana material tipe N dihubungkan pada terminal positif dan material tipe P dihubungkan ke terminal negatif. Terminal positif dari catu daya akan menarik elektron-elektron keluar dari material tipe N dan pada saat yang bersamaan terminal negatif menginjeksi elektron-elektron ke material tipe P. Hal tersebut mengakibatkan semakin lebarnya daerah depletion. Dalam hal ini tidak terjadi aliran arus listrik di dalam dioda atau pada konduktor diluar dioda. Bila pada suatu dioda material tipe N lebih positif dari material tipe P, maka dikatakan bahwa dioda tersebut mendapat tegangan bias mundur (reverse biased).

Bila tegangan bias tersebut ditambah, maka pada suatu saat tegangan listrik tersebut akan mampu merusak ikatan kovalen dari material semikonduktor. Pada saat tersebut terdapat pembawa arus, yang disebut dengan Arus Longsor (avallance current), yang menyebabkan timbulnya arus listrik. Harga tegangan listrik yang mampu menghasilkan Arus Longsor tersebut dinamakan tegangan BVR (Break Down Reverse Voltage). Harga numerik dari BVR merupakan

1

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

+

+

+

-

-

-

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

N P

Depletion region

e

e

e

e

e

e

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

-

-

-

-

-

-

-

h

h

h

h

h

h

N P

Widened depletion region

+

+ -

-

V

-

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

e

+

+

+

-

-

-

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

N P

Depletion region

e

e

e

e

e

e

+

+ -

-

h

h

h

h

h

h

N P

Depletion region

-

- +

+

V

- h

h

h

h

h

e

e

e

e

e

+e hIF

fungsi dari perencanaan dalam pembuatan dioda. Harga dari BVR tersebut biasanya antara beberapa puluh volt sampai ribuan volt untuk dioda-dioda general purpose.

Dalam Gambar 5.3b suatu dioda dihubungkan pada suatu sumber catu daya. Material tipe N dihubungkan pada terminal negatif dan material tipe P dihubungkan pada terminal positif. Bila pada saat awal tegangan dari catu daya diset pada 0 volt, maka dioda berada dalam keadaan tidak terbias. Bila tegangan dari catu daya ditambah maka material tipe N akan diinjeksi elektron oleh terminal negatif dan pada saat yang sama elektron-elektron pada material tipe P ditarik oleh terminal positif. Hal ini mengakibatkan berkurangnya ion-ion positif dari material tipe N dan berkurangnya ion-ion negatif dari material tipe P. Sebagai konsekuensinya daerah depletion akan menyempit.

Gambar 5.2Gambar 5.2 a. Dioda tanpa tegangan bias a. Dioda tanpa tegangan biasb. Dioda dengan tegangan bias arah mundurb. Dioda dengan tegangan bias arah mundur

Pada suatu harga tegangan tertentu, daerah depletion menjadi sangat sempit dan akhirnya memungkinkan elektron-elektron dan hole-hole bergerak menyeberangi P-N junction. Dengan demikian mengalirlah arus maju (IF) dalam rangkaian tersebut. Dalam usaha untuk mendapatkan arus maju pada dioda maka harga tegangan dari catu daya harus mencapai harga minimum untuk mempersempit daerah depletion menjadi nol. Harga tegangan tersebut dinamakan Potensial Junction atau Potensial Rintangan (Vj atau VB). Harga Vj untuk dioda yang terbuat dari Germanium kira-kira adalah 0,3 volt dan untuk dioda yang terbuat darai Silikon adalah 0,7 volt pada temperatur kamar.

Gambar 5.3 Gambar 5.3 a. Dioda tanpa tegangan biasa. Dioda tanpa tegangan biasb. Dioda dengan tegangan bias arah majub. Dioda dengan tegangan bias arah maju

2

(a)

(b)

(a)

(b)

Bila suatu dioda mendapatkan tegangan listrik dan material tipe P lebih positif dari material tipe N, maka dikatakan bahwa dioda tersebut mendapat tegangan bias maju. Dengan kata lain untuk mendapatkan dioda dengan tegangan bias maju maka dioda tersebut harus dihubungkan dengan catu daya dengan cara sebagai berikut:

- material tipe N dihubungkan ke terminal negatif- material tipe P dihubungkan ke terminal positif.Karakteristik V-I untuk dioda ideal adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.4.

Apabila dioda mendapat tegangan maju maka arus tidak mengalir sampai harga tegangan mencapai Vj. Saat tegangan mencapai Vj maka arus mulai mengalir. Bila mendapat tegangan mundur, maka tidak terjadi aliran arus listrik sampai tegangan tersebut mencapai BVR (Break Down Voltage) dalam arah mundur.

Rating untuk dioda general purpose biasanya dinyatakan dengan arus dan tegangan, misalnya: 2A dan 200 V, ini berarti bahwa dioda tersebut mampu dialiri arus sebesar 2A dalam arah maju dan mampu menahan tegangan sampai 200 V dalam arah mundur. Perlu dicatat bahwa skala dalam sumbu horisontal tidak sama antara tegangan maju dan tegangan mundur. Dalam arah tegangan maju arus sedikit naik sampai sampai harga V j tercapai, selanjutnya arus akan mengalir.

Gambar 5.4 Gambar 5.4 Karakteristik dari dioda idealKarakteristik dari dioda ideal

Beberapa dioda yang tersedia di pasaran dapat dilihat pada tabel 5.1 berikut ini.

Tabel 5.1 Beberapa contoh spesifikasi diodaCommercial Dioda RatingRating 1N270

Germanium1N1095 Silikon 1N1190 Silikon

Peak inverse voltage, BVR 100 V 500 V 600 VForward dc current, IF 200 mA 750 mA 35AForward dc current, VF 1.0 V 1.2 V 1.7 VMaximum reverse current, Io 100 μA at 50 V 5 μA at 500 V 10 μA at 600 V

5.35.3 Dioda ZenerDioda ZenerProses doping pada dioda biasa (general purpose dioda) terjadi dalam jumlah yang

sedikit, sehingga harga BVR tinggi. Dioda zener mengalami proses doping sedemikian rupa sehingga harga BVR dapat diatur dan harga tersebut dinamakan tegangan zener (zener voltage),

3

(Vj)BVR

VZ

VZ max

VZ IZ max

IZTIZ min

VZ min

0.8VZ

VZ. Arus yang dihasilkan pada saat dioda zener mengalami tegangan mundur dinamakan arus Zener (IZ).

Apabila rating suatu dioda zener adalah 2 A dan 10±0,1 volt, maka dioda tersebut memiliki BVR (yang selanjutnya dinamakan tegangan zener) sebesar 9,9 sampai 10,1 volt. Dioda tersebut dapat mendisipasikan energi sebesar 10,1 volt x 2 A = 20,2 watt. Simbol rangkaian untuk dioda zener dan karakteristik kurvanya ditunjukkan dalam Gambar 3.15.

Gambar 5.5 Gambar 5.5 Simbol dioda zener dan karakteristik kurva dioda zenerSimbol dioda zener dan karakteristik kurva dioda zener

Harga arus bocor (Io) ditentukan saat harga tegangan mundur sebesar 0,8 VZ. Bila tegangan mundur dioda zener terus diperbesar maka arus longsor akan terjadi. Harga IZ

minimum yang diperhitungkan disebut IZmin. IZT adalah harga IZ antara IZmin dan IZmax. IZmax

ditentukan dari kemampuan dioda zener mendisipasi energi. Dioda zener komersial mempunyai rating daya antara 1/4 watt sampai 50 watt. Sedangkan tegangan zener bervariasi antara 2,4 volt sampai 200 volt.

Dioda zener sering kali dipakai untuk pengatur tegangan (voltage regulator). Dalam pengaturan tegangan, tegangan pada suatu beban dijaga tetap konstan untuk arus beban. Dalam Gambar 5.6 tegangan pada beban merupakan tegangan yang tetap, karena dioda zener dipasang secara paralel terhadap beban. Arus input II merupakan jumlah dari IZ dan IL:

II = IZ + IL

Tegangan input dan tegangan output memiliki hubungan sebagai berikut:

VI = II . R + VZ

4

Gambar 5.6Gambar 5.6 Rangkaian pengatur tegangan menggunakan dioda zener Rangkaian pengatur tegangan menggunakan dioda zenerDioda zener biasa digunakan untuk mengatur tegangan beban agar konstan, yaitu pada 2 kasus sebagai berikut:

Tegangan input (VI) konstan, tetapi arus beban (IL) berubah-ubah Arus beban (IL) konstan, tetapi tegangan input (VI) berubah-ubah.

5.45.4 LED (LED (Light Emitting DiedeLight Emitting Diede))Bila elektron berpindah dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yang lebih

rendah, biasanya energi akan dibuang dalam bentuk panas walaupun ada juga yang dibuang dalam bentuk cahaya. Pembuangan energi dalam bentuk optis ini kemudian dikembangkan untuk menghasilkan suatu komponen yang relatif tinggi efisiensinya dalam konversi cahaya.

Material semikonduktor yang digunakan pada LED adalah Gallium arsenida (GaAs), Gallium Arsenida Phosphide (GaAsP) dan Gallium Phosphide (GaP). Silikon dan Germanium tidak digunakan karena hanya menghasilkan panas dan cahaya yang sedikit. LED jenis GaAs menghasilkan sinar infra merah, GaAsP menghasilkan cahaya merah atau kuning, sedangkan GaP menghasilkan cahaya merah atau hijau.

Beberapa keuntungan LED dibandingkan dengan bola lampu biasa: LED tidak memerlukan filamen sehingga tidak memerlukan arus yang besar Tegangan kerja LED relatif kecil (umumnya 1,2 - 2,5 volt) Umur led relatif panjang Karena tidak ada filamen, waktu nyala dan matinya cepat Cahaya yang dihasilkan LED adalah proporsional terhadap arus listrik yang mengalir.

Gambar 5.7Gambar 5.7 Simbul LED Simbul LED

Bila efek yang terjadi pada LED dibalik, maka akan menjadi dioda jenis lain yang diberi nama Photo-dioda.

Gambar 5.8Gambar 5.8 Simbul photo-dioda Simbul photo-dioda

Penyearah (Penyearah (RectifierRectifier))

5

Vm Vm

Waktu0

vSumber tegangan

IL max

Waktu0

iLArus dioda dan beban

Idc

Vm

Waktu0

vLTegangan beban

VdcVm

Waktu0vTegangan dioda Peak inverse voltage = Vm

Dioda digunakan dalam rectifier untuk mengubah energi dari AC menjadi DC, yang umumnya diperlukan dalam suatu rangkaian elektronik.5.55.5 Half Wave RectifierHalf Wave Rectifier

Suatu dioda general purpose dan suatu hambatan (RL) dihubungkan secara seri pada sumber daya AC. Rangkaian tersebut dinamakan rangkaian penyearah setengah gelambang. Bentuk gelombang sinusuidal dari catu daya mempunyai harga maksimum Vm volt dan harga efektif atau RMS sebesar Vn volt. Bila harga m lebih positif dari harga n, maka material tipe P (anode) dari dioda menjadi lebih positif dari material tipe N (katode), sehingga dioda mendapat tegangan bias arah maju dan arus listrik mengalir dalam rangkaian tersebut.

(a)(a)

(b)(b)

(c)(c)

(d)(d)

(e)(e)Gambar 5.9Gambar 5.9 Penyearah setengah gelombang Penyearah setengah gelombang

6

Bila material tipe N lebih positif dari material tipe P, maka dioda mendapat tegangan bias mundur dan arus listrik tidak mengalir. Jadi arus listrik hanya mengalir bila m lebih positif terhadap n. Dalam hal ini dioda berfungsi sebagai penyearah.

VL = RL .IL

Menurut hukum tegangan Kirchhoff maka tegangan pada dioda adalah tegangan sumber AC dikurangi tegangan beban, sehingga diperoleh penurunan tegangan pada dioda seperti yang ditunjukkan oleh gambar 5.9.

Tegangan maksimum yang ada pada dioda terjadi pada saat dioda mengalami tegangan bias mundur dan sering dinamakan PIV (Peak Inverse Voltage). Dalam hal ini BVR harus lebih tinggi dari PIV, kalau tidak maka dioda akan menjadi rusak.

Tegangan maksimum pada beban sama dengan tegangan maksimum pada sumber daya AC yaitu Vm . Dengan hukum ohm, diperoleh arus maksimum pada beban adalah:

ILmax=Vm

RL

5.65.6 The Full Wave RectifierThe Full Wave RectifierDalam penyearah gelombang penuh digunakan suatu tipe trafo yang memiliki CT (Center

Tap) yang diberi simbul b. V1 dan V2 adalah berbeda 180⁰. Bila tegangan pada titik a adalah positif terhadap titik b, maka tegangan pada titik c adalah negatif terhadap titik b. Demikian pula sebaliknya, bila tegangan di titik c adalah positif terhadap titik b, maka tegangan pada titik a adalah negatif terhadap titik b.

Penyearah yang Menggunakan JembatanPenyearah yang Menggunakan JembatanBila diperlukan penyearah gelombang penuh tetapi tidak tersedia trafo yang memiliki ceter tap, maka dapat digunakan suatu rangkaian dioda yang dinamakan jembatan/bridge. Cara kerja dari penyearah bridge ditunjukkan secara skematis dalam Gambar 5.12.

Perbedaan dari penyearah gelombang penuh yang menggunakan trafo center tap dan penyearah gelombang penuh yang menggunakan jembatan adalah:

1. Pada penyearah gelombang yang menggunakan travo dengan center tap, beban dan sumber mempunyai tegangan referensi nol/ground yang sama. Demikian halnya pada penyearah setengah gelombang. Hal ini sering kali diperlukan pada rangkaian elektronik.

2. Pada penyearah gelombang penuh yang menggunakan jembatan, beban dan sumber tidak mempunyai tegangan referensi nol yang sama.

FilterFilter kapasitor kapasitorDalam Gambar 5.10 ditunjukkan suatu penyearah setengah gelombang yang menggunakan filter kapasitor. Selama IL mengalir, maka kapasitor akan dimuati oleh muatan-muatan listrik (yaitu setengah gelombang yang positif), lihat Gambar 5.10b. Bila IL tidak mengalir (pada setengah gelombang yang negatif) maka kapasitor mengalami discharging dan efek yang terjadi dapat dilihat pada Gambar 5.10b.

7

I3

Vm Vm

Waktu0

vSumber tegangan

V1

Vm Vm

Waktu0

vSumber tegangan

V2

I1

Waktu0

iLArus dioda dan beban Waktu0vTegangan dioda

Peak inverse voltage = 2Vm

Gambar 5.10 Penyearah setengah gelombang yang menggunakan kapasitor sebagai filter

(a)(a) (b)(b)

(c)(c)

(d) (d) (h)(h)

8

I2

Waktu0

iLArus dioda dan beban Waktu0vTegangan dioda

Peak inverse voltage = 2Vm

IL max

Waktu0

iLArus dioda dan beban

Idc

VL max

Waktu0

vLTegangan beban

Vdc

(e) (e) (i)(i)

(f)(f)

(g)(g)

9

Gambar 5.11Gambar 5.11 Penyearah gelombang Penyearah gelombang penuh dengan trafo yang mempunyaipenuh dengan trafo yang mempunyai center tapcenter tap

Gambar 5.12 Penyearah yang menggunakan bridge

5.75.7 Bipolar Junction TransistorBipolar Junction TransistorKristal transisitor dibuat dalam bentuk lapisan yaitu adanya suatu bagian tipis material P

yang berada diantara 2 lapisan tebal material tipe N (disebut material NPN), sedang bila bagian tengahnya merupakan material tipis tipe N diantara material tebal tipe P maka lapisan tersebut dinamakan PNP. Salah satu ujung dari lapisan ini disebut Collector, sedang ujung yang lain disebut emitter, sedangkan bagian tengahnya disebut Base. Jadi pada transistor jenis NPN Collector dan emitternya dibuat dari material tipe N dan Basenya dibuat dari material tipe P. Hal yang sebaliknya terjadi pada transistor jenin PNP.

Gambar 5.13 Konstruksi transistor

Sebuah catu daya (Vcc) dihubungkan pada Collector dan emitter seperti pada gambar 5.14 dan sebuah switch S dihubungkan pada Base dengan sumber tegangan (VBB). Bila switch tersebut ditutup maka arus mengalir pada rangkaian (circuit), sebab hubungan P-N pada Base-emitter mendapat forward bias. Arus pada emitter IE adalah jumlah dari IB dan IC.

IE = IB + IC

Pada transistor dikenal istilah βdc yang didifinisikan sebagai:

Cdc

B

I

I

βdc Juga sering disebut sebagai hfe. βdc biasanya berupa bilangan yang lebih besar dari 1, sehingga arus Base yang kecil dapat mengatur arus Collector yang besar.αdc Didifinisikan sebagai perbandingan IC dengan IE :

Cdc

E

I

I

Harga αdc mendekati 1, contoh 0,96; 0,995; 0,997.

10

Gambar 5.14 Base bias

Gambar 5.15 Simbul transistor NPN dan PNP

5.8 Transistor Sebagai PenguatRangkaian Rangkaian Common EmitterCommon Emitter

Sebuah transistor NPN dihubungkan dalam konfigurasi rangkaian common emitter seperti pada Gambar 5.16. Base dihubungkan dengan sumber tegangan variabel, demikian pula pada Collector. Ampere-meter dan volt meter dipasang pada Base dan Collector. Pada bagian Base akan terbaca arus IB dan tegangan Base-emitter (VBE), sedangkan pada rangkaian Collector akan terbaca arus IC dan tegangan Collector-emitter (VCE).

Tegangan Base (VBB) diset pada harga tetap tertentu. Tegangan Collector VCE dinaikkan perlahan-lahan. Arus Collector naik sangat cepat kemudian tidak berubah tegangan dinaikkan lagi. Hal ini diulang-ulang untuk harga IB yang berbeda. Hasil peristiwa ini akan terlihat pada Gambar 5.17.

Gambar 5.16 Rangkaian Common Emitter

11

Gambar 5.17 Karakteristik rangkaian common emitter

Pada harga IC tertentu harga VCE paling kecil disebut sebagai tegangan saturasi (VCE.sat). Hubungan antara besarnya arus IB dan arus IC yang terjadi pada titik-titik A, B dan C seperti yang diperlihatkan pada gambar 5.17 adalah sebagai berikut:

- A -> IB = 80 μA ; IC = 4 mA- B -> IB = 40 μA ; IC = 2 mA- C -> IB = 60 μA ; IC = 3 mA

Selain itu arus emitter : IE = IB + IC , sehingga arus emitter untuk ketiga titik di atas adalah:- A -> IE = 4080 μA- B -> IE = 2040 μA- C -> IE = 3060 μA

Hubungan βac terhadap an arus Base (IB) pada suatu harga VCE yang tetap:

Cac

B

I

I

catatan: “an” arus total = arus ac.αac didifinisikan sebagai perbandingan dari pengubah arus collector IC terhadap an arus emitter IE pada suatu harga VCE yang tetap.

Cac

B

I

I

Sebagai contoh misalnya terjadi an arus dari titik B ke titik C, maka:IC = 3-2 = 1 mA = 1000 μAIB = 60 - 40 = 20 μAIE = IB + IC = 1020 μA.

A vV

VC E

B E

12

Rangkaian Penguat Rangkaian Penguat Common EmitterCommon EmitterRangkaian penguat common emitter secara umum dapat dilihat pada Gambar 5.18. Pada

gambar tersebut dapat dilihat Loop tegangan yang mengandung sinyal input yang berasal dari sumber sinyal (es), melalui Base ke emitter transistor kemudian ke ground (tanah) dan melalui VBB kembali ke sumber sinyal. Loop tegangan output dimulai dari ground (common reference point), menuju ke collector melalui VCC dan melalui RC, kemudian melalui emitter kembali ke ground. Emitter dihubungkan ke ground. Emitter berada dalam Loop tegangan input dan tegangan output, sehingga disebut Common Emitter.Tegangan output berbeda fase sebesar 180⁰ terhadap sinyal input. Penguat arus didifinisikan sebagai perbandingan pengubah arus beban terhadap pengubah arus input. Jadi pada rangkaian penguat common emitter:

Cac

B

Cac

E

I50

I

I0,98

I

Penguat tegangan didifinisikan sebagai perbandingan an tegangan beban terhadap an tegangan input. Jadi pada penguat common emitter:

Ci

B

IA

I

Penguat daya didifinisikan sebagai perkalian antara penguat tegangan dengan penguat arus. Jadi pada penguat common emitter:

AP = Ai + Av

Resistensi input didifinisikan sebagai perbandingan antara an tegangan input terhadap an arus input. Jadi:

BEin

B

VR

I

Gambar 5.18 Rangkaian penguat common emitter

Rangkaian Penguat Rangkaian Penguat Common CollectorCommon CollectorSinyal output diambil dari emitter. Jadi sinyal output (Vout) adalah tegangan drop ac pada

RE. Tegangan output dari rangkaian penguat common collector sefase dengan sinyal input. Rangkaian common collector sering disebut juga sebagai emitter follower.

13

Rangkaian Penguat Rangkaian Penguat Common BaseCommon BaseRangkaian ini sering digunakan untuk rangkaian frekuensi radio. Pada transistor jenis

NPN, supply bias negatif diperlukan untuk emitternya. Tetapi VCC harus tetap positif untuk membalik tegangan collector. Tegangan output pada rangkaian penguat common Base adalah satu fase.

Bias transistorBias transistorBila transistor digunakan sebagai amplifier, maka harus digunakan suatu rangkaian

resistor dengan sumber tegangan dc secara bersamaan. Sumber tegangan tersebut memberikan suatu tegangan elektrode dan arus kepada transistor, dimana sering disebut sebagai harga “quiescent”. Hal ini digunakan untuk menentukan titik operasi atau titik Q pada transistor tersebut. Pada umumnya harga quiescent tidak berubah dengan penerapan sinyal input ac. Prosedur umum untuk menentukan harga titik operasi adalah:1. Persamaan-persamaan disusun berdasarkan hukum tegangan dan arus Kirchhoff2. Harga-harga yang diketahui dimasukkan dalam persamaanpersamaan tersebut3. Persamaan diselesaikan dengan mencari harga-harga yang tidak diketahui.

Suatu sistem bias pada rangkaian common emitter, biasanya VBB dan VCC diperoleh dari suatu sumber tegangan yang sama. Hukum Kirchhoff untuk Loop tegangan adalah:

VBB = RB . IB + VBE

dimana: VBE = tegangan yang diukur dari Base ke emitter.

Hukum Kirchhoff untuk tegangan output adalah:

VCC = RC . IC + VCE

dimana: VCE = tegangan yang diukur dari collector ke emitter.

Dengan menggunakan Tabel 5.2 dapat dituliskan:IC = β .IB

atau C

B

II

Suatu rangkaian penguat common Collector, Hukum Kirchhoff untuk persamaan Loop tegangan pada circuit Base adalah:

VBB = RB . IB + VBE + RE . IE

Hukum Kirchhoff untuk persamaan Loop Collector adalah:VEE = VCE + RE .IE

Dari Tabel 4.2 dapat digunakan faktor konversi sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:IE = (1+β) . IB

atau: 14

EB

II

(1 )

Rangkaian penguat common Base, harus digunakan dua buah sumber tegangan. Hal ini disebabkan aleh adanya perbedaan polaritas pada Base. Persamaan tegangan input pada emitter adalah:

VEE = RE . IE + VEB

Persamaan Loop tegangan output adalah:VCC = RC . IC + VBC

Dari tabel 5.2 didapat:

C E EI .I .I(1 )

Tabel 5.2 Parameter penguatan

5.95.9 Field-effectField-effect TransistorTransistorTransistor konvensional (NPN dan PNP) bekerja pada arus hole dan arus elektron, maka

sering juga disebut BJT (Bipolar Junction Transistor). Suatu jenis transistor yang bekerja dengan arus elektron atau arus hole disebut Unipolar transistor. Transistor jenis ini disebut juga sebagai FET (Field effect transistor). Konstruksi dari FET ini dapat dilihat pada Gambar 5.19.

Konstruksi utama dari FET adalah bagian kanal (channel) yang terbuat dari kristal P untuk jenis P JFET atau kristal N untuk jenis N JFET. Kristal ini pada kedua ujungnya diberikan kontak logam. Salah satu ujung dari kristal ini disebut Source (S), sedang ujung lainnya disebut Drain (D). Gerbang, Gate (G) dibuat dari jenis kristal N untuk channel dengan jenis P, atau kristal P untuk jenis channel dengan kristal N. Gate dipasangkan mengelilingi material channel untuk menghasilkan gabungan P-N.

15

Gambar 5.19 Field effect transistor, a. konstruksi FET b. simbul N JFET c. simbul P JFETIS= Arus Source VDD= Tegangan DrainID= Arus Drain VGS= Tegangan antara Gate dengan SourceIG= Arus Gate VDS= Tegangan antara Drain dengan Source

VGG= Tegangan Gate

Biasanya Source merupakan referensi dari FET.

Gambar 5.20 Potongan dari FET

Potongan melintang dari FET tampak pada Gambar 5.20. Pada gambar tersebut daerah deplesi (depletion region) pada sambungan P-N dapat dipandang sebagai katub (throttle) yang mengatur arus yang melalui channel. Apabila VGS berharga negatif, maka akan tampak daerah deplesi pada bagian channel, lihat Gambar 5.20a.

Apabila VGS berharga nol (Gambar 5.20b), maka channel dapat dianggap sebagai hambatan biasa. Bila VGS berharga negatif dengan VDS berharga positif, maka daerah deplesi akan muncul dan bila VGS semakin negatif, maka daerah deplesi akan semakin besar dan akhirnya menutup seluruh kristal channel.

16