risa farrid christiantirisa.dosen.ittelkom-pwt.ac.id/wp.../03/tm1_karakteristikpembiasan... ·...

KARAKTERISTIK TRANSISTOR

Risa Farrid Christianti

ARUS TRANSISTOR (1)

Perbandingan arus

Karena emitter (E) adalah sumber elektron, emiter mempunyai

arus terbesar. Krn sebagian besar elektron mengalir ke Kolektor

(C), arus C hampir sebesar arus E. Arus B sangat kecil sebagai

perbandingan, umumnya kurang dari 1% arus C.

IC

IE

IB

IC

IE

IB

ARUS TRANSISTOR (2)

Hubungan Arus-arus

Alpha dc (dc) = rasio arus kolektor DC dibagi

arus emitter DC.

Beta dc (dc) = rasio arus kolektor DC dengan

arus basis DC.

CB

EC

BCE

II

II

III

E

Cdc

I

I

B

Cdc

I

I

ARUS TRANSISTOR (3)

Beta dc (dc) dikenal sebagai gain arus, krn arus

basis yg kecil dapat menghasilkan arus kolektor

yg jauh lebih besar.

Penguatan arus adalah keuntungan utama dari

transistor.

Transistor daya rendah (di bawah 1 watt) = gain

arus 100 - 300.

Transistor daya tinggi (di atas 1 watt) = gain

arus 20 – 100

KARAKTERISTIK ARUS-TEGANGAN

Contoh 1 :

Suatu transistor memiliki IC=10mA & IB=40A.

Berapa gain arus untuk transistor tsb?

Jawab :

25010.40

10.10

6

3

B

Cdc

I

I

KONEKSI TRANSISTOR

Koneksi CE (Common Emitter)

common atau ground yg dihubungkan dengan E.

Koneksi CC (Common Collector)

common atau ground yg dihubungkan dengan C.

Koneksi CB (Common Basis)

common atau ground yg dihubungkan dengan B.

KONEKSI CE (1)

VBB

RB

RC

VCC

+VB

+VE

+VC

Ada 2 kalang (loop) :

1. Kalang Basis

2. Kalang Kolektor

KONEKSI CE (2)

Kalang Basis :

Teg. VBB membias maju dioda E dgn RB sbg

resistansi pembatas arus.

Dengan mengubah VBB atau RB, dpt mengubah

IB.

Dengan mengubah IB, maka IC juga berubah.

Bisa dikatakan : IB mengendalikan IC.

Kesimpulan : Arus kecil mengendalikan arus

besar.

KONEKSI CE (3)

Kalang Kolektor :

VCC membiasbalikkan dioda Kolektor melalui RC.

Jika tidak demikian, transistor tidak bekerja.

Kesimpulan : C harus + untuk mengumpulkan

sebagian elektron bebas yg diinjeksikan ke B.

Aliran IB menghasilkan tegangan pd RB.

Aliran IC di kalang kanan menghasilkan

tegangan pada RC.

ARUS BASIS

Dengan menerapkan Hukum Ohm terhadap resistor B

maka :

B

BEBBB

R

VVI

CONTOH SOAL :

2V

100k

1k

10V

+VB

+VE

+VC

Gunakan pendekatan kedua untuk menghitung arus basis. Berapa

tegangan pd resistor B? Arus C jika dc = 200?

JAWAB :

Tegangan sumber B = 2 V membiasmajukan

dioda Emitter melalui resistansi pembatas arus

= 100kΩ. Karena dioda emitter memiliki

tegangan 0,7V, tegangan resistor B adalah :

VBB – VBE = 2V – 0,7V = 1,3V

Arus yg melalui resistor Basis adalah :

Dengan gain arus 200, arus C adalah :

IC = dc IB = (200) (13A) = 2,6 mA

Ak

V

R

VVI

B

BEBBB 13

100

3,1

CONTOH SOAL :

10V

1M

2K

10V

+VB

+VE

+VC

1M 2K

+10V

+

-

VCE

Dari rangkaian di atas, tentukan IB, IC, VCE, dan PD,

jika diketahui dc = 300

PENYELESAIAN :

mWmAVIVP

VKmAVRIVV

mAII

AVV

R

VVI

CCED

CCCCCE

BdcC

B

BEBBB

3,1279,242,4

42,4279,210

79,210.3,9300

3,910

7,010

6

6

CONTOH SOAL :

15V

470K

3,6K

15V

+VB

+V E

+VC

100

Dari rangkaian di atas, tentukan VCE dengan menggunakan :

a. Pendekatan ideal

b. Pendekatan kedua/praktis

PENYELESAIAN :

Pendekatan Ideal :

Dioda emitter ideal berarti : VBE = 0

Oleh karena itu VRB = 15V.

Hukum Ohm mengatakan bahwa :

AV

IB 9,3110.470

153

mAII I

V

RIVV

mAAI

BCE

CCCCCE

C

22,310.9,3110.19,3

3,52V

)10.6,3)(10.19,3(15

19,3)9,31(100

63

33

PENYELESAIAN :

Pendekatan Praktis :

Tegangan dioda emitter : VBE = 0,7V

Perbaikan pd jawaban ini adalah 0,5 V jikadibandingkan dengan pendekatan ideal, yaitu 4,06V vs 3,52V. Penting tidaknya perbedaan ini tergantungapakah kita sedang memecahkan masalah, merancang, dan seterusnya.

VAVV

mAAI

AV

I

VVVV

CE

C

B

RB

06,410.6,310.04,315

04,34,30100

4,3010.470

3,14

3,147,015

33

3

THE END

Risa Farrid Christianti

Based on. Prinsip-Prinsip Elektronika Jilid 1-Malvino

Menggambar diagram dari rangkaian bias pembagi tegangan (VDB=Voltage Divider Bias).

Menghitung arus pembagi, VB, VE, IE, VC, danVCE dari VDB.

Menggambar rangkaian bias Emitter dengan2 tegangan & menghitung VRF, IX, VC, & VCE.

Prototipe = sebuah rancangan rangkaiandasar yg dpt dimodifikasi menjadi rangkaianyg lebih canggih.

Bias Basis : prototipe yg digunakan untukmerancang rangkaian pensaklaran.

Bias Emitter : prototipe yg digunakan untukmerancang rangkaian penguat.

Rangkaian bias pembagi tegangan : terminal B mempunyai pembagi tegangan R1 & R2.

R1

R2

RC

RE

+VCC

Gambar 1

Pd setiap rangkaian bias pembagi teganganyg dirancang dengan baik, IB << Ipembagi

tegangan.

Oleh karena itu IB dpt diabaikan, sehingga :

Idealnya VBB ini sama seperti rangkaianberikut :

CCBB VRR

RV

21

2

VBB

RC

RE

+VCC

Gambar 2

Dari gbr.2 yg ekivalen dengan gbr.1, maka dptdikatakan bhw bias pembagi teganganmemberikan nilai tetap untuk IE, menghasilkantitik Q yg stabil yg tidak tergantung pd penguatan arus.

Kesimpulan : step by step bias Basis

ECCE

CCCCC

EC

E

EE

BEBBE

CCBB

VVV

RIVV

II

R

VI

VVV

VRR

RV

21

2

Langkah-langkah Analisa :

1. Hitung VBB

2. Kurangi 0,7V untuk memperoleh VE (0,3V untuk Germanium)

3. Bagi resistansi E untuk memperoleh IE4. Anggap ICIE5. Hitung VC dengan mengurangi teganganpd resistor C dari tegangan sumber C

6. Hitung VCE dengan mengurangi VE dari VC

Berapa VCE?

Solusi :

R1

10.0kOhm_1%

R2

2.2kOhm_5%

R3

3.6kOhm_5%

R4

1.00kOhm_1%

Q1

2N3904

V1

10 V

VVV

VkmAVV

mAk

VI

VVVV

VVkk

kV

CE

C

E

E

BB

94,41,104,6

04,66,31,110

1,11

1,1

1,17,08,1

8,1102,210

2,2

Penghitungan pd analisisawal tidak tergantung pd perubahan transistor, IC, atau suhu. Inilah sebabnyamengapa titik Q pd rangkaian ini stabil, hampirseperti batu.

Resistansi Sumber :

Sumber tegangan tetap : RS < 0,01RL

Jika kondisi ini dipenuhi, maka tegangan bebanberada pd selang 1% dr tegangan ideal.

21 | RRRTH

Resistansi Beban

agar pembagi tegangan terhadap basis tetap, maka :

diubah menjadi :

Rangkaian VDB yg terancang dengan baik akanmemenuhi kondisi ini.

LS RR 01,0

INRRR 01,0|| 21

Pembagi Tegangan Kaku

Jika transistor memiliki penguatan arus 100, berarti besar IC 100 kali lebih besar dr IB.