MAKALAH TEKNIK LISTRIK DAN ELEKTRONIKA

“TRANSISTOR”

Dosen Pembimbing : Drs.H. Emilly Dardi, M.Kes.

Disusun Oleh :

Rio Naviano K2511042

PENDIDIKAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2012

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan

rahmat dan karunianya sehingga penyusunan makalah yang berjudul “Transistor”

ini dapat terselesaikan.

Penulisan makalah ini merupakan salah satu tugas dan persyaratan

untuk menyelesaikan tugas mata kuliah Teknik listrik dan elektronika di FKIP

PTK PTM Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Dalam penulisan makalah ini kami merasa masih memiliki banyak

kekurangan baik segi materi maupun dari segi penulisan, mengingat kemampuan

yang kami miliki. Untuk itu kami mengharapkan kritik dan saran dari semua

pihak demi penyempurnaan penulisan makalah ini.

Dalam penulisan makalah ini kami menyampaikan terima kasih yang

tak terhingga kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam proses penulisan

makalah ini, semoga Tuhan memberi imbalan yang setimpal atas bantuan dan

semoga dapat menjadikan bantuan ini sebagai ibadah, Amin.

Surakarta, 22 Desember 2012

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Judul........................................................................................................................i

Kata Pengantar........................................................................................................ii

Daftar Isi.................................................................................................................iii

I. Pengertian Transistor......................................................................................1

II. Jenis Transistor...............................................................................................3

III. Cara kerja Transistor.......................................................................................7

IV. Pengujian Transistor.......................................................................................8

V. Fungsi Transistor...........................................................................................11

VI. Kesimpulan...................................................................................................12

VII. Daftar Pustaka..............................................................................................13

iii

TRANSISITOR

Transistor berasal dari kata transfer resistor. Piranti elektronik jenis ini

dikembangkan oleh Berdeen, Schokley dan Brittam pada tahun 1948 di

perusahaan elektronik Bell Telephone Laboratories. Penamaan ini berdasarkan

pada prinsip kerjanya yakni mentransfer atau memindahkan arus.

Sebuah transistor digambar dalam bentuk symbol :

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong

(switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor

dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT)

atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat

akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Transistor memiliki 3 kaki, yakni: Basis ( B ), Collector ( C ) dan Emitor ( E ).

Kaki kolektor pada transistor NPN selalu berada pada kutub positip, sedang kaki

kolektor pada transistor PNP selalu pada kutub negatif. Sebuah transistor selalu

diberikan kode – kode tertentu sesuai dengan pabrik pembuatnya maupun fungsi

transistor. Huruf pertama menyatakan bahan semikonduktor yang digunakan

untuk membuat transistor.

1

A = Germanium B = Silicon C = Arsenida Galium

D = Antimonida Indium R = Sulfida Cadmium

Huruf kedua menyatakan fungsi penerapannya pada rangkaian elektronika.

A = dioda detector, dioda pencampur , dioda kecepatan tinggi.

B = dioda kapasitas variable

C = transistor frekuensi renadah

D = transistor daya frekuensi rendah

E = dioda terobosan

F = transistor frekuensi radio, bukan daya

G = macam ragam keperluan ( multiperpose )

L = transistor daya frekuensi rendah

N = kopling foto

P = dioda radiasi seperti dioda foto, transistor foto

Q = generator radiasi seperti LED

R = piranti kemudi dan saklar seperti TRIAC

S = transistor sakalr daya rendah

T = piranti kemudi dan switching seperti TRIAC

U = transistor saklar daya tinggi

X = dioda pengganda

Y = penyearah,dioda efisiensi atau penyondol (booster)

Z = dioda Zener, pengatur ( regulator )

Huruf atau angka yang lain menyatakan nomor seri.

Untuk transistor buatan Amerika kode yang biasa digunakan adalah :

1N , 2N , dlsb. Sedang buatan Jepang menggunakan kode : 2SA , 2SB , 2SC.

Secara phisik bentuk sebuah transistor seperti gambar di bawah ini :

2

Jenis-jenis transistor

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

1. Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide

2. Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface

Mount, IC, dan lain-lain

3. Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET,

VMOSFET, MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor

yaitu IC (Integrated Circuit) dan lain-lain.

4. Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel

5. Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power

6. Maximum frekwensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF

transistor, Microwave, dan lain-lain

7. plikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan Tinggi, dan

lain-lain

B J T

BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara

kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau

negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah

emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).

Perubahan arus listrik dalam jumlah

kecil pada terminal basis dapat

menghasilkan perubahan arus listrik

dalam jumlah besar pada terminal

kolektor. Prinsip inilah yang

mendasari penggunaan transistor

sebagai penguat elektronik.

GAMBAR BJT

3

Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan

dengan ß atau hFE. ß biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.

F E T

FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET

(IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor)

FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk

sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain).

Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state

dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara antara grid dan

katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di “depletion

mode”, keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan

arus listrik dibawah kontrol tegangan input. FET lebih jauh lagi dibagi menjadi

tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari

tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika

kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah

negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate

adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran

arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-

polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode,

dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.

GAMBAR JFET GAMBAR IGFET

4

M O S F E T

MOSFET, singkatan dari Metal Oxyde Semi Conductor atau Transistor efek

medan, adalah jenis transistor yang bekerja dengan adanya modulasi dari medan

listrik di dalam bahan semikonduktor. Antara FET dan MOSFET tidak ada

perbedaan, hanya yang membedakan:

Adanya lapisan S1O2 yang

mambatasi gate dan channel.

Arus listrik yang masuk sangat kecil

sekali. Jenis-jenis transistor efek

medan adalah MOSFET, JFET,

MESFET, HEMT, dan TFT.

I G B T

Transistor IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor) adalah piranti

semikonduktor yang setara dengan gabungan sebuah transistor bipolar (BJT) dan

sebuah transistor efek medan (MOSFET).

Input dari IGBT adalah terminal Gate dari MOSFET, sedang terminal Source dari

MOSFET terhubung ke terminal Basis dari BJT. Dengan demikian, arus drain

keluar dan dari MOSFET akan menjadi arus basis dari BJT. Karena besarnya

tahanan masuk dari MOSFET, maka terminal input IGBT hanya akan menarik

arus yang kecil dari sumber. Di pihak lain, arus drain sebagai arus keluaran dari

MOSFET akan cukuo besar untuk membuat BJT mencapai keadaan saturasi.

Dengan gabungan sifat kedua elemen tersebut, IGBT mempunyai perilaku yang

cukup ideal sebagai sebuah sakelar elektronik. Di satu pihak IGBT tidak terlalu

membebani sumber, di pihak lain mampu menghasilkan arus yang besar bagi

beban listrik yang dikendalikannya.

Komponen utama di dalam aplikasi elekronika daya (power electronics) dewasa

ini adalah sakelar zat padat (solid-state switches) yang diwujudkan dengan

GAMBAR MOSFET

5

peralatan semikonduktor seperti transistor bipolar (BJT),transistor efek medan

(MOSFET), maupun Thyristor. Sebuah sakelar ideal di dalam aplikasi elektronika

daya akan mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

pada saat keadaan tidak menghantar (OFF), sakelar mempunyai tahanan yang

besar sekali, mendekati nilai tak berhingga. Dengan kata lain, nilai arus bocor

struktur sakelar sangat kecil. Sebaliknya, pada saat keadaan menghantar (ON),

sakelar mempunyai tahanan menghantar (R_on) yang sekecil mungkin. Ini akan

membuat nilai tegangan jatuh (voltage drop) keadaan menghantar juga sekecil

mungkin, demikian pula dengan besarnya daya lesapan (power dissipation) yang

terjadi, dan kecepatan pensakelaran (switching speed) yang tinggi.

Sifat nomor (1) umumnya dapat dipenuhi dengan baik oleh semua jenis peralatan

semikonduktor yang disebutkan di atas, karena peralatan semikonduktor

komersial pada umumnya mempunyai nilai arus bocor yang sangat kecil.

Untuk sifat nomor (2), BJT lebih unggul dari MOSFET, karena tegangan jatuh

pada terminal kolektor-emitter, VCE pada keadaan menghantar (ON) dapat dibuat

sekecil mungkin dengan membuat transitor BJT berada dalam keadaan jenuh

(saturasi). Sebaliknya, untuk unsur kinerja nomor (3) yaitu kecepatan switching,

MOSFET lebih unggul dari BJT, karena sebagai divais yang bekerja berdasarkan

aliran pembawa muatan mayoritas (majority carrier), pada MOSFET tidak

dijumpai aruh penyimpanan pembawa muatan minoritas pada saat proses

pensakelaran, yang cenderung memperlamnat proses pensakelaran tersebut.

Sejak tahun 1980-an telah muncul jenis divais baru sebagai komponen sakelar

untuk aplikasi elektronika daya yang disebut sebagai Insulated Gate Bipolar

Transistor (IGBT).

Sesuai dengan yang tercermin dari namanya, divais baru ini merupakan divais

yang menggabungkan struktur dan sifat-sifat dari kedua jenis transistor tersebut di

atas, BJT dan MOSFET. Dengan kata lain, IGBT mempunyai sifat kerja yang

menggabungkan keunggulan sifat-sifat kedua jenis transistor tersebut. Terminal

gate dari IGBT, sebagai terminal kendali juga mempunyai struktur bahan

penyekat (insulator) sebagaimana pada MOSFET.

6

Dengan demikian, terminal masukan IGBT mempunyai nilai impedansi yang

sangat tinggi, sehingga tidak membebani rangkaian pengendalinya yang

umumnya terdiri dari rangkaian logika. Ini akan menyederhanakan rancangan

rangkaian pengendali (controller) dan penggerak (driver) dari IGBT.

Di samping itu, kecepatan pensakelaran IGBT juga lebih tinggi dibandingkan

divais BJT, meskipun lebih rendah dari divais MOSFET yang setara. Di lain

pihak, terminal keluaran IGBT mempunyai sifat yang menyerupai terminal

keluaran (kolektor-emitter) BJT. Dengan kata lain, pada saat keadaan menghantar,

nilai tahanan menghantar (R_on) dari IGBT sangat kecil, menyerupai R_on pada

BJT.

Dengan demikian bila tegangan jatuh serta resapan dayanya pada saat keadaan

menghantar juga kecil. Dengan sifat-sifat seperti ini, IGBT akan sesuai untuk

dioperasikan pada arus yang besar, hingga ratusan amper, tanpa terjadi kerugian

daya yang cukup berarti. IGBT sesuai untuk aplikasi pada perangkat Inverter

maupun Kendali Motor Listrik (Drive).

CARA KERJA TRANSISTOR

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar

transistor,bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect

transistor (FET), yangmasing-masing bekerja secara berbeda. Transistor bipolar

dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakandua polaritas

pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam

GAMBAR IGBT SKEMA IGBT

7

BJT,arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan

depletion zone, danketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi

dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.

Pengujian Transistor

Pada dasarnya transistor merupakan dua dioda yang dipertemukan, sehingga cara

pengujian transistor hampir sama dengan pengujian dioda. Pengujian transistor

dibedakan menjadi dua, yakni jenis NPN dan jenis PNP.

Berikut ini diberikan table tentang hasil pengujian transistor yang dinyatakan

baik.

Adapun langkah – langkah pengujian transistror NPN adalah :

Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan .

Mengarahkan saklar jangkah pada posisi ohm, misal pada posisi X1.

Menempelkan colok hitam pada kaki Basis ( B ) dan colok merah pada

kaki Emiter ( E ).

Apabila jarum penunjuk bergerak maka transistor dinyatakan baik.

Selanjutnya memindahkan colok merah pada kaki Kolektor ( C ).

Apabila jarum penunjuk bergerak maka transistor juga dinyatakan baik.

Sedang apabila dalam pengujian transistor jarum penunjuk tidak bergerak

maka transistor dinyatakan rusak

Selanjutnya apabila pengujian dibalik, yakni colok merah pada kaki Basis

( B ), sedang kaki Emiter ( E ) dan kaki Kolektor ( C ) dihubungkan

dengan colok hitam secara bergantian, maka jika jarum penunjuk bergerak,

transistor dinyatakan rusak, kemungkinan bocor.

Kembalikan perlengkapan pengujian pada tempat semula.

Langkah – langkah pengujian transistor PNP

Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan .

Mengarahkan saklar jangkah pada posisi ohm, misal pada posisi X1.

Menempelkan colok merah pada kaki Basis ( B ) dan colok hitam pada

kaki Emiter ( E ).

Apabila jarum penunjuk bergerak maka transistor dinyatakan baik.

Setelah itu memindahkan colok hitam pada kaki Kolektor ( C ).

Jika jarum bergerak maka transistor dinyatakan baik.Jika dalam pengujian

meter tidak bergerak sama sekali, maka transistor dinyatakan rusak / putus.

Kemudian jika pengujian dibalik yakni colok hitam pada kaki Basis ( B)

sedang kaki Emiter ( E ) dan Kolektor ( C ) dihubungkan dengan colok

merah secara bergantian, maka jika jarum bergerak, transistor dinyatakan

rusak.

Apabila jarum bergerak menunjukkan nilai ohm yang rendah, maka dapat

dipastikan bahwa transistor dalam kondisi bocor.

8

Rapikan kembali perlengkapan pengujian

Pengujian diatas berlaku bagi transistor yang terbuat dari bahan Germanium

maupun bahan Silicon. Jika transistor terbuat dari bahan Germanium maka saklar

jangkah ukur diarahkan pada posisi x 10. Namun jika terbuat dari bahan Silicon,

saklar jangkah diarahkan keposisi x 1K.

Menentukan jenis transistor silicon atau germanium

Tempatkan ohm meter pada posisi X1K

Ukur antara kaki kolektor dan emitor, jika jarum penunjuk bergerak arah

bolak – balik artinya transistor germanium ( Ge ) namun jika tidak

bergerak artinya transistor silikon ( Si ).

Menentukan transistor germanium ( Ge )

Menentukan transistor silicon ( Si )

9

FUNGSI TRANSISTOR

Dalam rangkaian elektronika transistor banyak digunakan sebagai penguat ,

penyearah, pencampur, oscillator, saklar elektronik dll.

Sebagai penguat transistor digunakan untuk menguatkan tegangan, arus

serta daya, baik bagi arus bolak – balik maupun searah.

Sebagai penyearah, transistor digunakan untuk mengubah tegangan bolak

– balik menjadi tegangan searah.

Sebagai pencampur, transistor digunakan untuk mencampur dua macam

tegangan bolak – balik atau lebih yang mempunyai frekuensi berbeda.

Sebagai oscillator,transistor digunakan untuk membangkitkan getaran –

getran listrik.

Sebagai saklar elektronik, transistor digunakan untuk menyambung

putuskan rangkaian elektronika.

Kerusakan – kerusakan yang sering terjadi pada transistor:

Adanya pemutusan hubungan dari rangkaian elektronik.

Terjadinya konseleting/ hubung singkat antar elektroda transistor.

Terjadi kebocoran diantara electrode – electrode transistor.

Adapun penyebab terjadinya kerusakan pada sebuah transistor adalah:

10

Penanganan yang tidak tepat saat pemasangan pad rangkaian.

Transistor terlalu panas karena suhunya melebihi batas maksimal

kemampuannya. Bagi transistor dari bahan Germanium suhu maksimal ±

750C sedang transistor Silicon suhu maksimal mencapai ± 1500C.

Kesalahan pengukuran.

Pemasangan yang salah pada rangkaian.

KESIMPULAN

Kesimpulan dari makalah ini adalah Transistor adalah kompnen yang mengubah

wajah dunia,memungkinkan ukuranperalatan elektronika semakin kecil dan

kompak dan daya konsumsinya rendah,juga mengawaliera elektronika digital.

Tiga karakteristik transisttror yaitu karakteristik masukan, karakteristik keluaran,

dankarakteristik transfer. Dari karakteristik masukan kita dapat menghitung

hambatan masukan dandari karakteristik keluaran kita dapat menghitung

hambatan keluaran, sedangkan darikarakteristik transfer kita dapat menghitung

penguatan arus. Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan

Transistor Unipolar.Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua

persambungan kutub.Transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki

satu buah persambungan kutub.1. Transistor Bipolar Transistor bipolar adalah

komponen elktronika yang terdiri dari tiga buah kaki, yaituemitor (E), basis (B),

dan kolektor (C). Tansistor terdiri dari dua jenis yaitu transistor tipe NPN dan

transistor tipe PNP. Tanda petunjuk arah pada masing-masing tipe yang ditunjuk

anak panahadalah merupakan terminal emitor.2. Transistor Unipolar Transistor

unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal

N,JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P.

11

DAFTAR RUSTAKA

http://komponenelektronika.net/pengertian-transistor.htm diunduh pada tanggal 21/12/2012

http://www.zali.info/2012/08/jenis-jenis-transistor.htmldiunduh pada tanggal 21/12/2012

www.slidesshare.comdiunduh pada tanggal 21/12/2012

hsantoso.files.wordpress.com/2008/08/ transistor . doc diunduh pada tanggal 21/12/2012

wikipedia.comdiunduh pada tanggal 21/12/2012

12