Monday, April 4, 2011

Karakteristik Transistor Bipolar

Posted by Hamdani Baharuddin at 11:41 PM


Karakteristik Transistor Bipolar
A.    Tujuan Praktikum

1.      Memahami prinsip kerja dan tiga karakteristik dasar transistor bipolar.
2.      Menentukan besar factor penguatan arus (βα) transistor bipolar.

B.     Dasar Teori
Transistor jenis BJT (bipolar junction transistor) merupakan transistor yang mempunyai dua diode, terminal posistif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emitter (E), kolektor (C), dan basis (B). perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besarpada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik.
Pada dasarnya ada tiga jenis rangkaian dasar (konfigurasi) untuk mengoperasikan transistor.
>      Basis ditanahkan (Common Base-CB)
>      Emiter ditanahkan (Common Emitter-CE)
>      Kolektor ditanahkan (Common Collector-CC)
Karakteristik dari transistor biasanya disebut juga karakteristik statik, yang digambarkan dalam suatu kurva yang menghubungkan antara selisih arus dc dan tegangan pada transistor. Kurva karakteristik statik sangat membantu dalam mempelajari operasi dari suatu transistor ketika diterapkan dalam suatu rangkaian. Ada tiga karakteristik dasar yang sangat penting dari sebuah transistor, yaitu:
>      Karakteristik input
>      Karakteristik output, dan
>      Karakteristik transfer arus konstan.
Arus bias
Ada tiga cara yang umum untuk memberi arus bias pada transistor, yaitu rangkaian CE (Common Emitter), CC (Common Collector) dan CB (Common Base). Namun saat ini akan lebih detail dijelaskan bias transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE akan dapat diketahui beberapa parameter penting dan berguna terutama untuk memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk aplikasi pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor power, misalnya.
Arus Emiter
Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk kesatu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika teorema tersebut diaplikasikan pada transistor, maka hukum itu menjelaskan hubungan :
IE = IC + IB ........(1)

http://www.electroniclab.com/images/stories/ElkaDasar/arus_ie.gif
Gambar-1 : arus emitor
Persamanaan (1) tersebut mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus kolektor IC dengan arus base IB. Karena arus IB sangat kecil sekali atau disebutkan IB << IC, maka dapat di nyatakan  :
IE = IC ..........(2)
Alpha (α)
Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesikikasi α dc (alpha dc) yang  tidak lain adalah :
α dc = IC/IE  ..............(3)
Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor.
Karena besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus emiter maka idealnya besar α dc adalah = 1 (satu). Namun umumnya transistor yang ada memiliki α dc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99.
Beta (β)
Beta didefenisikan sebagai besar perbandingan antara arus kolektor dengan arus base.
β = IC/IB 
Dengan kata lain, βα adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini ada tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika dalam merencanakan rangkaiannya.
Common Emitter (CE)
Rangkaian CE adalah rangkain yang paling sering digunakan untuk berbagai aplikasi yang mengunakan transistor. Dinamakan rangkaian CE, sebab titik ground atau titik tegangan 0 volt dihubungkan pada titik emiter.
http://www.electroniclab.com/images/stories/ElkaDasar/comm_CE.gif
Gambar-2 : rangkaian CE
Sekilas Tentang Notasi
Ada beberapa notasi yang sering digunakan untuk mununjukkan besar tegangan pada suatu titik maupun antar titik. Notasi dengan 1 subscript adalah untuk menunjukkan besar tegangan pada satu titik, misalnya VC = tegangan kolektor, VB = tegangan base dan VE = tegangan emiter.
Ada juga notasi dengan 2 subscript yang dipakai untuk menunjukkan besar tegangan antar 2 titik, yang disebut juga dengan tegangan jepit. Diantaranya adalah :
VCE = tegangan jepit kolektor- emitor
VBE = tegangan jepit base - emitor
VCB = tegangan jepit kolektor - base 
Notasi seperti VBB, VCC, VEE berturut-turut adalah besar sumber tegangan yang masuk ke titik base, kolektor dan emitor.
Kurva Base
Hubungan antara IB dan VBE tentu saja akan berupa kurva dioda. Karena memang telah diketahui bahwa junction base-emitor tidak lain adalah sebuah dioda. Jika hukum Ohm diterapkan pada loop base diketahui adalah :
IB = (VBB - VBE) / RB ......... (5)
VBE adalah tegangan jepit dioda junction base-emitor. Arus hanya akan mengalir jika tegangan antara base-emitor lebih besar dari VBE. Sehingga arus IB mulai aktif mengalir pada saat nilai VBE tertentu.
http://www.electroniclab.com/images/stories/ElkaDasar/kurva-ib.gif
Gambar-3 : kurva IB -VBE   
Besar VBE umumnya tercantum di dalam databook. Tetapi untuk penyerdehanaan umumnya diketahui VBE = 0.7 volt untuk transistor silikon dan VBE = 0.3 volt untuk transistor germanium. Nilai ideal VBE  = 0 volt.    
Kurva Kolektor
Sekarang sudah diketahui konsep arus base dan arus kolektor. Satu hal lain yang menarik adalah bagaimana hubungan antara arus base IB, arus kolektor IC dan tegangan kolektor-emiter VCE.  Dengan mengunakan rangkaian-01, tegangan VBB dan VCC dapat diatur untuk memperoleh plot garis-garis kurva kolektor. Pada gambar berikut telah diplot beberapa  kurva kolektor arus IC terhadap VCE dimana arus IB dibuat konstan.  

 http://www.electroniclab.com/images/stories/ElkaDasar/kurva-IC.gif
Gambar-5 : kurva kolektor  
Dari kurva ini terlihat ada beberapa region yang menunjukkan daerah kerja transistor. Pertama adalah daerah saturasi, lalu daerah cut-off, kemudian daerah aktif dan seterusnya daerah breakdown.
C.    Komponen dan Alat Ukur
1.      Power supply, 10 Vdc
2.      Voltmeter, 1 buah
3.      Amperemeter, 2 buah
4.      Resistor, 50 kΩ
5.      Potensiometer, 5 kΩ, 10 kΩ
6.      Kabel penghubung

D.    Prosedur Kerja
1.      Rangkai dan pelajari kit percobaan Common Emitter (CE) berikut.

2.      Pastikan potensial sumber Vs tidak melebihi 10 Vdc.
3.      Pengukuran karakteristik input menyatakan bagaimana IB bervariasi dengan VCE  dibuat konstan dengan suatu nilai tertentu dan kemudian VBE dan IB akan meningkat dalam setiap rentang nilai. Catat nilai-nilai tersebut. Selanjutnya, prosedur ini diulangi untuk nilai VCE : 2V, 4V, 6V, 8V dan 10V.
4.      Pengukuran karakteristik Output menunjukkan bagaimana IC bervariasi dengan perubahan VCE  ketika IB dibuat konstan. Pertama, IB diset pada suatu nilai yang konstan dan kemudian VCE  akan meningkat dalam suatu rentang nilai, IC akan menunjukkan nilai tertentu dan catat nilai ini. Selanjutnya, VCE dikembalikan ke keadaan nol dan IB diset pada nilai yang lain dan seterusnya.
5.      Pengukuran karakteristik ciri alih atau transfer arus konstan menunjukkan bagaimana IC bervariasi dengan perubahan IB dengan VCE dibuat konstan.

1 comments on "Karakteristik Transistor Bipolar"

 

Miss'Vhiolette Copyright © 2009 Paper Girl is Designed by Ipietoon Sponsored by Online Business Journal