Jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif reverse bias, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.
Akibatnya tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Baik hole maupun elektron masing-masing tertarik ke arah
kutub yang berlawanan, bahkan lapisan deplesi depletion layer semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Dengan tegangan bias maju yang kecil dioda
sudah menjadi konduktor. Tidak diatas 0 volt tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Silikon mempunyai tegangan konduksi
diatas 0,7 volt yaitu kira-kira 0,2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium. Untuk bias negatif dioda tidak dapat mengalirkan arus,
namun memang ada batasnya sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak dapat lagi menahan aliran elektron yang
terbentuk di lapisan deplesi.
2.4.2. LED Light Emiting Dioda
LED Light Emiting Dioda merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain selain dioda.
Strukturnya juga sama dengan dioda tetapi elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa panas dan energi cahaya. Untuk
mendapatkan cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah germanium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan
warna cahaya yang berbeda pula Rio.,et al 1999 .
Anoda Katoda
Gambar 8 Simbol LED Rio., et al 1999
Pada saat ini warna-warna cahaya LED yang banyak adalah warna merah, kuning dan hijau sedangan warna biru sangat langka. Pada dasarnya
semua warna dihasilkan, namun akan menjadi sangat mahal dan tidak efisien. Dalam memilih LED selain warna, yang juga perlu diperhatikan tegangan, arus
maksimum dan daya disipasi. Rumah chasing LED dan bentuknya juga bermacam-macam, ada yang persegi empat, bulat dan lonjong.
2.4.3 Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang digunakan sebagai penguat amplifier, pemotong switching onoff, stabilisasi tegangan, modulasi sinyal
atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus input dan tegangan inputnya, memungkinkan pengaliran listrik
yang sangat akurat dari sumber listriknya Rio., et al 1999.
Transistor merupakan dioda dengan dua sambungan junction. Sambungan itu membentuk transistor PNP maupun NPN. Ujung-ujung
terminalnya berturut-turut disebut emitor, base dan kolektor. Base selalu berada ditengah, diantara emitor dan kolektor. Transistor ini disebut transistor bipolar,
karena struktur dan prinsip kerjanya tergantung dari perpindahan elektron di kutub negatif mengisi kekurangan elektron hole di kutub positif, bi =2 dan
polar = kutub.William Schockley pada tahun 1951 yang pertama kali menemukan transistor bipolar.
C B
E B C E C
B
E N
P N
P N
P
E B C Gambar 9 Transistor NPN junction dan PNP junction Rio., et al 1999
Dimana : P = Ion positif proton
N = Ion negatif elektron B = Base
C = Kolektor E = Emitor
Transistor adalah komponen yang bekerja sebagai sakelar switch onoff dan juga sebagai penguat amplifier. Transistor bipolar adalah inovasi yang
menggantikan transistor tabung vacum tube. Selain dimensi transistor bipolar relatif kecil, disipasi dayanya juga lebih kecil sehingga dapat bekerja pada suhu
yang lebih dingin. Dalam beberapa aplikasi, transistor tabung masih digunakan terutama pada aplikasi audio, untuk mendapatkan kualitas suara yang baik.
Namun konsumsi dayanya sangat besar terutama untuk dapat melepaskan elektron, teknik yang digunakan adalah pemanasan filamen seperti lampu pijar
Rio., et al 1999. Transistor bipolar memiliki dua junction yang dapat disamakan dengan
penggabungan dua buah dioda. Emitor - base adalah satu junction dan base- kolektor junction lainnya. Seperti pada dioda, arus akan mengalir jika diberi
bias positif, yaitu jika tegangan pada material P lebih positif daripada material N forward bias. Pada gambar 10 transistor NPN junction, junction base-emitor
diberi bias positif sedangkan base-kolektor mendapat bias negatif reverse bias.
+ B = base C = kolektor
- C E = emitor B
+ E
-
N P N E B C I
B
= Arus base I
B
I
C
= Arus kolektor I
E
I
CBO
I
C
I
E
= Arus emitor - + - + I
CBO
= Arus base-kolektor V
EB
= tegangan pada emitor V
EB
V
CB
V
CB
= tegangan pada kolektor
Gambar 10 Arus elektron transistor NPN NPN junction
Base-emitor mendapat bias positif seperti dioda, elektron mengalir dari emitor menuju base. Kolektor pada rangkaian ini lebih positif sebab mendapat
tegangan positif. Oleh sebab itu kolektor ini lebih positif menuju base seperti dioda. Lebar base tipis hanya sebagian elektron yang dapat bergabung dengan
hole yang ada pada base. Sebagian besar akan menembus lapisan base menuju kolektor, dengan alasan ini mengapa jika dua dioda digabungkan tidak dapat
menjadi sebuah transistor, yang disebabkan lebar base harus sangat tipis sehingga dapat diterjang oleh elektron.
Jika tegangan base-emitor dibalik reverse bias, maka tidak terjadi aliran elektron dari emitor menuju kolektor. Jika pelan-pelan keran base diberi bias
maju forward bias, elektron mengalir menuju kolektor dan besarnya sebanding dengan besar arus bias base yang diberikan. Jadi arus base mengatur banyaknya
elektron yang mengalir dari emitor menuju kolektor. Ini disebut efek penguat transistor sebab arus base yang kecil menghasilkan arus emitor-kolektor yang
lebih besar arus yang lebih kecil mengontrol aliran arus yang lebih besar. Base mengatur pemebukaan dan penutupan aliran arus emitor-kolektor switch
onoff Rio., et al 1999.
Pada transistor PNP, fenomena yang sama dapat dijelaskan dengan memberikan bias seperti yang ditunjukkan pada gambar 11. Dalam hal ini yang
disebut perpindahan arus adalah arus hole.
B = base - C = kolektor
C E = emitor + B
- E
+
B E P N P C I
B
= arus base I
C
= arus kolektor I
B
I
C
I
E
= arus emitor I
E
V
CB
= tegangan pada kolektor + - + - V
EB
= tegangan pada emitor
V
EB
V
CB
Gambar 11 Arus hole transistor PNP PNP junction Rio., et al 1999
III. METODOLOGI PENELITIAN
