commit to user 27
6. Daerah Kerja Transistor
Transistor bekerja pada tiga daerah kerja seperti ditunjukkan dalam Gambar:
Gambar 17. Garis beban DC § Daerah Kerja Jenuh Saturasi
Perpotongan dari garis beban dan kurva I
B
=I
Bsat
disebut penjenuhan saturation. Pada daerah ini arus basis sama dengan I
Bsat
dan arus kolektor adalah maksimum.
Pada penjenuhan, dioda kolektor kehilangan reverse bias dan kerja transistor yang normal terhenti. Perhitungan arus kolektor pada saat saturasi
adalah:
C CC
sat C
R V
I
dan perhitungan untuk arus basis adalah:
dc Csat
bsat
I I
b =
Tegangan kolektor-emiter pada penjenuhan adalah: V
CE
= V
CC sat
commit to user 28
Jika arus basis lebih besar daripada I
Bsat
, arus kolektor tak dapat bertambah karena dioda kolektor tidak lagi dibias reverse. Dengan kata lain,
perpotongan dari garis beban dan kurva basis yang lebih tinggi masih menghasilkan titik penjenuhan yang sama.
§ Daerah kerja sumbat cut off. Titik dimana garis beban memotong kurva I
B
=0 disebut titik sumbat cut off. Pada titik ini arus basis adalah nol dan arus kolektor kecil sehingga
dapat hanya arus bocoran I
CEO
yang ada. Pada titik sumbat, dioda emitor kehilangan forward bias, dan kerja transistor yang normal terhenti. Untuk
perkiraan aproksimasi tegangan diabaikan kolektor-emitor adalah: I
CE cut off
= I
CC
§ Daerah kerja aktif. Semua titik operasi antara titik sumbat dan penjenuhan adalah daerah
aktif dari transistor. Dalam daerah aktif, dioda emitor dibias forward dan dioda kolektor dibias reverse. Titik Q Quiescent adalah titik perpotongan
dari arus basis dan garis beban.
7. Dioda
Dioda merupakan suatu komponen elektronik yang dapat melewatkan arus pada satu arah saja yang terbuat dari bahan semikonduktor. Jika dioda
kita beri tegangan panjar mundur maka bandgap antara pita konduksi dengan pita valensi akan semakin besar sehingga menyebabkan tidak
adanya elektron yang berpindah dari pita konduksi ke pita valensi. Sedangkan jika kita beri tegangan panjar maju maka bandgap antara pita
commit to user 29
konduksi dan pita valensi menjadi kecil yang menyebabkan elektron dapat berpindah dari pita konduksi ke pita valensi sehingga menyebabkan adanya
arus yang mengalir. Kita dapat menyelidiki karakteristik statik dioda, dengan cara memasang dioda seri dengan sebuah catu daya DC dan sebuah
resistor. Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus
satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang
lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.
Gambar 18. Simbol dan struktur dioda Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit
porsi kecil yang disebut lapisan deplesi depletion layer, di mana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P
banyak terbentuk hole yang siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika
diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak
untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P,
commit to user 30
maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik,
maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.
Gambar 19. Dioda dengan bias maju Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu
dengan memberikan bias negatif reverse bias. Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.
Gambar 20. Dioda dengan bias negatif Tentu jawabannya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau
aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutub berlawanan. Bahkan lapisan deplesi
depletion layer semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan
arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan
beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena
commit to user 31
adanya dinding deplesi deplesion layer. Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt
batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.
Gambar 21. Grafik arus dioda Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus,
namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran
elektron yang terbentuk di lapisan deplesi.
commit to user 32
BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN
A. Identifikasi Masalah
Untuk mencapai tujuan perancangan alat ukur tinggi badan otomatis ini ada beberapa kebutuhan yang perlu di pertimbangkan, diantaranya:
1. Perlu komponen yang dapat mengendalikan keseluruhan. 2. Perlu komponen yang dapat mendeteksi adanya objek yang akan diukur.
3. Perlu adanya display yang digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran tinggi bandan otomatis.
B. Sistem blok
Alat pengukur tinggi badan ini menggunakan perangkat keras sebagai berikut:
Mikrokontroler AT89C2051, 1 buah sensor ultrasonic SRF04 dan 1 buah leptop sebagai penampil hasil pengukuran.
Blok diagram pengukur tinggi badan otomatis ditunjukan pada gambar 22.
32
Kategori