2.5. Dioda Pemancar Cahaya Inframerah LED Inframerah
LED adalah dioda yang menghasilkan cahaya saat diberi energi listrik. Dalam bias maju sambungan p-n terdapat rekombinasi antara elektron bebas dan lubang
hole. Energi ini tidak seluruhnya diubah kedalam bentuk energi cahaya atau foton melainkan dalam bentuk panas sebagian.
Proses pemancara cahaya akibat adanya energi listrik yang diberikan terhadap suatu bahan disebut dengan sifat elektroluminesensi. Material lain
misalnya Galium Arsenida Pospat GaAsP atau Galium Pospat GaP : foton energi cahaya dipancarkan untuk menghasilkan cahaya tampak. Jenis lain dari
LED yang digunakan untuk menghasilkan energi tidak tampak seperti yang dipancarkan oleh pemancar laser atau inframerah.
Gambar 2.10 Simbol dan Rangkaian Dasar Sebuah LED
Pemancar inframerah adalah dioda solid state yang terbuat dari bahan Galium Arsenida GaAs yang mampu memancarkan fluks cahaya ketika dioda
ini dibias maju. Bila diberi bias maju elektron dari daerah-n akan menutup lubang elektron yang ada didaerah-p. Selama proses rekombinasi ini, energi dipancar
keluar dari permukaan p dan n dalam bentuk foton. Foton-foton yang dihasilkan
330
VCC 5V
Universitas Sumatera Utara
ini ada yang diserap lagi dan ada yang meninggalkan permukaan dalam betuk radiasi energi.
2.6. Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal, yaitu emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari
penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara
penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN. Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan
bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan : 1. Transistor germanium PNP
2. Transistor germanium NPN 3. Transistor silikon PNP
4. Transistor silikon NPN
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
Gambar 2.11 Simbol Tipe Transistor Keterangan :
C = Kolektor C
B E
C B
E NPN
PNP
Universitas Sumatera Utara
E = Emiter B = Basis
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar switching dengan memanfaatkan daerah penjenuhan saturasi dan daerah
penyumbatan cut off yang ada pada karakteristik transistor. Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama
dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung short. Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter V
CE
= 0 volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya V
CE
bernilai 0 sampai 0,3 volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar
2.6
Gambar 2.12 Transistor sebagai Saklar On
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturasi adalah :
Rc Vcc
I
max
.. . 2.1
Saklar On Vcc
Vcc
I
C
R R
B
V
B
I
B
V
BE
V
CE
Universitas Sumatera Utara
Rc Vcc
I. hfe
B
. . 2.2
Rc .
hfe Vcc
I
B
. 2.3 Hubungan antara tegangan basis V
B
dan arus basis I
B
adalah :
B BE
B B
R V
V I
.. 2.4 V
B
= I
B
. R
B
+ V
BE
... 2.5
BE B
B
V Rc
. hfe
R .
Vcc V
..... 2.6
Jika tegangan V
B
telah mencapai
BE B
B
V Rc
. hfe
R .
Vcc V
, maka transistor akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.
Gambar 2.13 di bawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan V
CE
sat adalah harga V
CE
pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada lembar data. Biasanya V
CE
sat hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt.
Gambar 2.13 Karakteristik Daerah Saturasi pada Transistor
Titik Sumbat Cut off I
B
I
B sat
I
B
= I
B sat
I
B
Penjenuhan saturation I
C
Rc Vcc
I
B
= 0 V
CE
Universitas Sumatera Utara
Pada daerah penyumbatan, nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka
open.
Keadaan ini menyebabkan tegangan V
CB
sama dengan tegangan sumber Vcc. Tetapi pada kenyataannya Vcc pada saat ini kurang dari Vcc karena
terdapat arus bocor dari kolektor ke emiter. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan off seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.14 Transistor Sebagai Saklar Off
Keadaan penyumbatan terjadi apabila besar tegangan habis V
B
sama dengan tegangan kerja transistor V
BE
sehingga arus basis I
B
= 0 maka :
hfe I
I
C B
.. ...
2.7 I
C
= I
B
. hfe . ....
. 2.8 I
C
= 0 . hfe ... ..
. 2.9 I
C
= 0 ... ..
. 2.10
Saklar Off Vcc
Vcc
I
C
R R
B
V
B
I
B
V
BE
V
CE
Universitas Sumatera Utara
Hal ini menyebabkan V
CE
sama dengan Vcc dapat dibuktikan dengan rumus : Vcc = Vc + V
CE
.. .. 2.11
V
CE
= Vcc Ic . Rc ... ...... 2.12
V
CE
= Vcc . ..
2.13
2.7. Resistor
Kategori