2. PENDAHULUAN
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal
atau sebagai fungsi lainnya
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B), Emitor (E) dan
Kolektor (C).
3. Karakteristik Transistor
Data kurva kolektor CE diperoleh dengan cara membangun rangkaian seperti gambar 1 atau dengan
menggunakan transistor curve tracer (alat yang dapat menggambarkan kurva transistor). Ide dari kedua
cara tersebut adalah dengan mengubah satu tegangan VBB dan VCC agar diperoleh tegangan dan arus
transistor yang berbeda – beda.
Karakteristik transistor disajikan dengan kurva karakteristik yang menggambarkan kerja transistor. Satu
cara untuk melihat sebanyak mungkin detail adalah dengan grafik yang menggambarkan hubungan arus
dan tegangan.
Kurva Kolektor
4. Prosedurnya yaitu biasanya dengan men set harga IB dan menjaganya tetap dan VCC diubah – ubah.
Dengan mengukur IC dan VCE agar dapat memperoleh data untuk membuat grafik IC vs VCE. Misalnya,
anggap dalam gambar 1 IB = 10µA. Kemudian VCC diubah kemudian ukur IC dan VCE. Selanjutnya kita
akan dapat gambar 2. Pada kurva IB = 10µA dibuat tetap selama semua pengukuran.
Pada gambar 2, jika VCE nol, dioda kolektor tidak terbias reverse, oleh sebab itu arus
kolektor sangatlah kecil. Untuk VCE antara 0 dan 1 V, arus kolektor bertambah dengan cepat
dan kemudian menjadi hampir konstan. Ini sesuai dengan memberikan bias reverse dioda
kolektor. Kira – kira diperlukan 0,7 V untuk membias reverse dioda kolektor. Setelah level ini,
kolektor mengumpulkan semua elektron yang mencapai lapisan pengosongan.
5. Di atas knee, harga yang eksak dari VCE tidaklah begitu penting karena
dengan membuat bukit kolektor lebih curam tidaklah dapat menambah arus
kolektor yang berarti. Sedikit pertambahan pada arus kolektor dengan
bertambahnya VCE disebabkan oleh lapisan pengosongan kolektor menjadi
lebih lebar dan menangkap beberapa elektron basis sebelum mereka jatuh
ke dalam hole.
Dengan mengulangi pengukuran IC dan VCE untuk IB = 20µA, sehingga
diperoleh gambar 3. Kurvanya hampir sama, kecuali di atas knee, arus
kolektor kira – kira sama dengan 2 mA. Juga kenaikan VCE menghasilkan
pertambahan arus kolektor sedikit karena pelebaran lapisan pengosongan
menangkap tambahan elektron basis sedikit.
6. Jika beberapa kurva dengan IB yang berbeda diperlihatkan dalam gambar 4 karena menggunakan transistor
dengan βdc kira – kira 100, arus kolektor kira – kira 100 kali lebih besar daripada arus basis untuk setiap titik di
atas knee dari kurva tersebut. Oleh karena arus kolektor sedikit bertambah dengan bertambahnya VCE, βdc
sedikit bertambah dengan bertambahnya VCE.
7. Kurva basis
kurva karakteristik basis merelasikan antara arus basis IB dan tegangan basis-emiter VBE
dengan tegangan kolektor-emiter sebagai parameter seperti terlihat pada kurva berikut.
Pada rangkaian gambar 1 kita dapat memperoleh data untuk membuat grafik IB vs VBE.
Gambar 5 menunjukkan grafik yang mirip dioda, karena bagian emiter – basis dari transistor
merupakan dioda. Karena bertambah lebarnya lapisan pengosongan dengan bertambahnya
tegangan kolektor, arus basis berkurang sedikit karena lapisan pengosongan kolektor
menangkap beberapa lagi elektron basis.
8. Pada gambar 6, terlihat dengan menghubung singkat kolektor – emiter (VCE = 0) dan emiter
diberi bias maju, karakteristik basis dioda. Semakin tinggi tegangan reverse, maka semakin
tipis lebar basis dan semakin tinggi beta DC. Pada suatu saat tegangan reverse dinaikkan,
hingga lebar basis menyempit maka daerah tersebut dinamakan breakdown. Kondisi inilah
yang dinamakan early effect.
Titik ambang (threshold)atau tegangan lutut (VK) untuk transistor germanium adalah sekitar
0,1 sampai 0,2 V, sedang untuk transistor silikon sekitar 0,5 sampai 0,6 V, nilai VBE di daerah
aktif adalah 0,2 V untuk germanium dan 0,7 V untuk silikon.
9. Kurva beta (β)
Kurva beta menunjukkan bagaimana nilai β
berubah dengan suhu dan arus kolektor. Nilai β
bertambah dengan naiknya suhu. Nilai β juga
bertambah dengan naiknya arus kolektor IC.
Tetapi bila IC naik diluar nilai tertentu β akan
turun.
10. sebuah transistor memiliki empat daerah operasi transistor, yaitu :
1. Daerah aktif
2. Daerah cutoff
3. Daerah saturasi (jenuh)
4. Daerah Dadal (breakdown)
Daerah operasi transistor
Daerah aktif
Semua titik operasi antara titik sumbat dan penjenuhan adalah daerah aktif dari
transistor.
Daerah cut off
jika kemudian tegangan Vcc dinaikkan perlahan – lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba – tiba arus IC
mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cutoff yaitu dari
keadaan saturasi (on) menjadi mati (off).
11. Daerah Saturasi (Jenuh)
Daerah saturasi (jenuh) adalah daerah dengan VCE kurang dari tegangan knee (VK ). Kondisi
jenuh adalah kondisi dimana pembawa mayoritas dari emiter, rekombinasi pembawa minoritas
ke arus basis
Daerah Breakdown
Dioda Kolektor diberiprategangan mundur yang melebihi tegangan Breakdown-nya, BVCEO
(tegangan breakdown dimana tegangan Kolektor ke Emiter saat Arus Basis adalah nol). Sehingga
arus Kolektor, IC, melebihi spesifikasi yang dibolehkan.
