PEMBELAJARAN TRANSISTOR

PEMBELAJARAN TRANSISTOR

A. Tujuan Kegiatan Pembelajaran

Setelah mempelajari kegiatan pembelajaran siswa-siswi dapat :

1. Menjelaskan susunan bahan dan simbol transistor.

2.   Mejelaskan cara kerja transistor sebagai switch.

3.    Mengidentifikasi komponen - komponen pada pengendali beban menggunakan transistor.

4.    Memahami dasar kerja latching.

B. Uraian materi

1. Susunan bahan dan simbol transistor.

Kata  transistor  berasal  dari  dua  kata  transfer  dan  resistor  ini menandakan bahwa transistor ialah alat yang dapat memindahkan daya dari suatu rangkaian ke rangkaian lain. Pada saat berfungsi sebagai resistor non linear, transistor yang paling digunakan adalah junction transistor, yang akan dibahas dalam job ini. Gambar di bawah ini merupakan susunan bahan dari transistor.

 

Gambar 1a. Transistor PNP       Gambar 1b. Transistor NPN

 

Transistor junction sama sederhananya dengan dioda junction. Seperti terlihat pada gambar 1a & 1b, transistor junction terbentuk dari dua cara menempatkan lempeng bahan tipe-N.

Diantara bahan tipe-P atau lempeng bahan tipe-P atau diantara bahan lempeng  tipe-N. Setelah itu dua kali terpasang pada dua sisi dan satu kaki  di sisi lainnya. untuk membuat hubungan dengan rangkaian luar.

Jika emitter dan kolektor terbuat dari bahan tipe-N, maka disebut transistor NPN. Jika emitter dan kolektor terbuat dari bahan tipe-P maka disebut transistor PNP. Keduanya digunakan pada system pengontrolan.

Gambar1c. Simbol Transistor PNP             Gambar 1d.  Simbol Transistor NPN

Transistor bekerja berdasarkan arus basis yang masuk pada junction jika basis diberi arus positif atau negatif sesuai dengan jenisnya, maka emitter dan kolektor akan konduk dan dapat memberikan arus pada beban. 

  2. Transistor sebagai Switch

a.  Kondisi CUT-OFF Transistor

Gambar2a. dibawah ini memperlihatkan transistor yang dirangkai sedemikian rupa (rangkaian Common-Emitter), dimana tahanan beban R_L dianggap terhubung seri dengan lainnya.

Tegangan total yang terdapat pada ujung-ujung rangkaian seri ini sama dengan tegangan catunya  ( U_CC ) dan diberi notasi U_R dan U_CE.

Menurut hukum Kirchoff :

              U_CC   =   U_CE + U_R

Arus kolektor I_C mengalir melalui R_L dan drop tegangannya adalah I_C.R_L sehingga

U_CC =  U_CE + I_C . R_L

Misalkan basis memperoleh bias negatif (reverse) yang Sedemikian besar sehingga memutuskan (cut-off) arus kolektor, dan untuk keadaan ini arus kolektor sama dengan nol.

I_C . RL =  0      sehingga     UCC  =  UCE

Bila transistor kita anggap sebagai switch, maka pada keadaan ini switch tersebut akan ada dalam keadaan terbuka (OFF).

b.  Kondisi Saturasi Transistor

Bila sekarang basis diberi bias arus maju (forward) sampai pada titik dimana seluruh tegangan U_CC muncul sebagai drop tegangan pada R_L, maka pada keadaan ini dapat ditulis :

           I_C . R_L =  U_CC  

Dari persamaan :

           U_CC = I_C . R_L + U_CE

           U_CE = U_CC – I_C . R_L 

Karena          I_C . R_L = U_CC       maka            U_CC – I_C . R_L  =  0

dan U_CE  =  0

Dengan demikian bila I_C diperbesar pada suatu titik dimana seluruh tegangan U_CC muncul pada R_L, maka tidak tersisa tegangan pada kolektor. Keadaan seperti ini dikatakan kondisi saturasi (jenuh) dari transistor tersebut. Dan jika transistor dianggap sebagai sakelar (switch), maka pada kondisi ini switch tersebut dalam keadaan tertutup (ON).

c.  Dasar Latching

Dua buah transistor dari tipe PNP dan NPN dikatakan komplement jika      mempunyai karakteristik yang serupa. 

Gambar 2c & 2d. memperlihatkan cara menghubungkan transistor yang komplementer tadi sedemikian rupa sehingga membentuk rangkaian Cascade.

Rangkaian ini bila diberi catu daya sedemikian rupa seperti yang terlihat pada gambar 2c & 2d, dan dimana basis dalam keadaan terbuka serta dengan suatu kancing (latch).

Dalam keadaan demikian ini transistor tidak bekerja (cut-off), atau sama saja dengan switch dalam keadaan terbuka.

Dengan mengabaikan arus bocor, maka dapat dikatakan IC = 0. Salah satu cara guna menutup latch ini adalah dengan system penyulutan (triggering) pada elektroda basis dari salah satu transistor tersebut. Misal trigger positif diberikan pada basis dari Q2 ini berarti emitter basis Q2 memperoleh forward bias dan Q2 mulai menghantar. Karena kolektor Q2 dihubungkan langsung dengan basis Q1 maka Q1 memperoleh input dan selanjutnya akan memberikan penguatan sehingga timbul IC pada Q₁ dan arus ini merupakan input bagi Q₂ dan akan diperkuat lagi oleh Q₂ tersebut. 

Proses penguatan ini berlangsung terus sehingga transistor-transistor tersebut mencapai keadaan saturasi, dan dalam keadaan saturasi ini transistor akan merupakan rangkaian hubung singkat sehingga tegangan pada latch akan sama dengan nol dan arus yang mengalir adalah :

Guna menutup latch tersebut dapat juga dilakukan dengan memberi trigger negatif pada basis Q1 yang mana akan menyebabkan forward bias pada Q1.

Cara lain adalah dengan memberi tegangan UCC sedemikian besar sehingga melampaui tegangan break-down dari dioda kolektor salah satu dari transistor tersebut. Dengan terjadinya break-down ini, maka timbul kolektor yang akan diterima basis transistor berikutnya dan diperkuat dan cara ini disebut sebagai “Break Over System”.

Guna membuka latch tersebut ada beberapa cara, yaitu :

1. Mengurangi tegangan catu U_CC sehingga arus beban        berkurang.

2. Memperbesar nilai R_L atau sama sekali mencabutnya.