Official Site of Missa Lamsani - Gunadarma University Eldas 3. Transistor

Elektronika Dasar - 3

Transistor Bipolar
BJT
Bipolar Junction Transistor
Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 1

SAP
bentuk fisik transistor NPN dan PNP
injeksi mayoritas dari emiter, lebar daerah base, rekomendasi hole-elektron,
efisiensi emitter
persamaan arus tegangan pada transistor dengan kurva arus tegangan
karakteristik transistor dengan kurva arus tegangan
faktor penguatan arus dan tegangan
konfigurasi common emitter, common base dan common collector
daerah operas: aktif, cutoff dan saturasi dan aplikasinya
tegangan-tegangan pada pada dioda B/E dan dioda B/C, dan hubungan arus

collector dan arus base pada ketiga daerah operasi
jenis-jenis pemberian prategangan: bias tetap, emiter bias, voltage divder, dc bias
dengan feedback tegangan, prategangan yang lain
analisa garis beban untuk menentukan titik kerja
efek perubahan temperatur terhadap parameter transistor
menentukan stabilitas transistor untuk berbagai konfigurasi prategangan
Rangkaian gerbang logika dengan menggunakan transistor

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 2

BJT
Bipolar Junction Transistor
Selama tahun 1904 – 1947 vacuum tube
digunakan sebagai komponen elektronika
Pada akhir 1947 ditemukan transistor sebagai
pengganti dari vacuum tube

Transistor tersusun atas tiga buah lapisan
semikonduktor (tipe-n dan tipe-p)
Transistor bipolar (BJT)
NPN (contohnya tipe 2N3904)
PNP (contohnya tipe 2N3906)
Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 3

Lambang BJT

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 4

Struktur Fisik BJT

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 5

Transistor PNP

Bagian junction Base-Emitter → reverse bias
Bagian junction Base-Collector → forward bias

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 6

Transistor NPN

Bagian junction Base-Emitter → forward bias
Bagian junction Base-Collector → reverse bias

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 7

Aliran Arus pada BJT

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 8

Common Base Configuration

Base (basis) dihubungkan bersama ke bagian

input dan output dari transistor
Biasanya base dihubungkan ke ground

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 9

Common Base Configuration
PNP dan NPN

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 10

Kurva Karakteristik
Common Base Configuration

Saturation

Aktif

Cutoff
Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 11

Kurva Karakteristik
Common Base Configuration

Pada
Active
Region,
collector-base
mengalami reverse bias, sementara baseemitter mengalami forward bias

Pada Cuttoff Region, collector-base dan
base-emitter mengalami reverse bias
Pada Saturation Region, collector-base dan
base-emitter mengalami forward bias

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 12

Alpha (

)

Dalam analisa DC, besarnya arus � berkaitan
dengan besarnya arus � yang diakibatkan
adanya pembawa mayoritas
Hubungan ini disebut dengan alpha ( )

Elektronika Dasar

=

�

Missa Lamsani

Hal 13

Common Emitter Configuration

Emitter dihubungkan bersama ke bagian input
dan output dari transistor
Biasanya emitter terhubung ke ground

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 14

Common Emitter Configuration
PNP dan NPN

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 15

Kurva Karakteristik
Common Emitter Configuration

Saturation

Aktif

Cutoff
Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 16

Kurva Karakteristik
Common Emitter Configuration

Pada
Active
Region,
collector-base
mengalami reverse bias, sementara baseemitter mengalami forward bias
Pada Cuttoff Region, collector-base dan
base-emitter mengalami reverse bias
Pada Saturation Region, collector-base dan
base-emitter mengalami forward bias

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 17

Beta (

)

Dalam analisa DC, besarnya arus � dan �
direlasikan dengan sebutan beta ( )
Dalam datasheet,
biasa dituliskan sebagai
ℎ .

Elektronika Dasar

=

Missa Lamsani

Hal 18

Hubungan antara α dan β

Elektronika Dasar

� =

=
=

+

−

+

�

Missa Lamsani

Hal 19

Common Collector Configuration

Collector dihubungkan bersama ke input dan
output dari transistor
Mempunyai input impedance yang tinggi dan
output impedance yang rendah

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 20

Common Collector Configuration
PNP dan NPN

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 21

Rangkuman Common

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 22

Rangkaian Transistor Linier
Rangkaian transistor linier beroperasi pada :
Dioda emitter di bias forward
Dioda kolektor dibias reverse

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 23

Pembiasan BJT
Tujuannya untuk menentukan titik kerja transistor
Analisa rangkaian elektronik mempunyai 2 komponen
Analisa DC
untuk menetapkan titik operasi dari transistor dengan jalan mengatur
besarnya arus dan tegangan
Analisa AC
penguatan tegangan dan arus, impedansi input dan output

� = .7�
� = + � ≅ �
� = �

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 24

Daerah Kerja (Titik Operasi ) pada transistor

Daerah aktif
Daerah saturasi
Daerah cutoff

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 25

Rangkaian Fixed Bias

C
B

E

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 26

Rangkaian Fixed Bias
Sederhanakan menjadi rangkaian ekivalen DC :

C
B
E

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 27

Rangkaian Fixed Bias
Forward Bias pada Basis – Emiter
Menggunakan hukum Krichoff Tegangan pada loop B-E

+� − � − � =
+� − � � − � =
�

−� �
� =
�
Catt : � = 0.7 V
Karena � dan �

C
B

bernilai tetap, maka

E

Arus basis dapat diatur dengan memilih nilai �
untuk operasi yang diinginkan

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 28

Rangkaian Fixed Bias
Loop Kolektor – Emitter
Menggunakan hukum kirchoff tegangan pada loop C-E
Nilai arus pada kolektor berhubungan

� = �
+� − � − � � =
� +� � −� =
� =� − � �
� =� − �
� =� − �
Dengan � dimana

Karena � = 0, maka �

Elektronika Dasar

=�

���

C
B
E

Missa Lamsani

Hal 29

Rangkaian Fixed Bias
Contoh Perhitungan

Hitunglah nilai-nilai berikut :
� dan �
�
� dan �
�

12V

2,2KΩ

240KΩ

10μF

10μF

C

Β = 50

B
E

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 30

Rangkaian Fixed Bias
Contoh Perhitungan
�

�

�
�
�
�

=

=

�

−� �
�
� − .7�
�Ω

12V

= 47.08 μA

= �
= (50)(47.08 μA) = 2.35 mA
=� −� �
= 12V – (2.35mA)(2.2KΩ)
= 6.83 V
= � = 0.7 V
= � = 6.83 V
=� −�
= 0.7V – 6.83V = -6.13V

Elektronika Dasar

2,2KΩ
240KΩ

10μF

C
B
β = 50
10μF

E

Missa Lamsani

Hal 31

�

�

�
�
�
�

Latihan :
jika ��� = 10 V ; � = 2K Ω ; �� = 4 Ω
=

=

�

−� �
�
� − .7�
=
�Ω

4.65 mA

= �
= (50)(4.65 mA) = 232.5 mA
=� −� �
= 10V – (232.5mA)(4Ω)
= 10 – 930 mV = 10 – 0.93 = 9.07V
= � = 0.7 V
= � = 9.07 V
=� −�
= 0.7V – 9.07V = - 8.37 V

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 32

Rangkaian Fixed Bias
Transistor Saturation
Daerah saturasu adalah daerah dimana
arus kolektor bernilai maksimum.
Secara normal kondisi saturasi adalah
kondisi yang dihindari karena akan
berakibat sinyal output terdistorsi
Pada keadaan saturasi, collekctor dan
emitter terhubung singkat, sehingga :
Karena � = 0, maka :
� − � =
� = �
� � � =�

�

�

=

�
�

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 33

Rangkaian Fixed Bias
Load Line Analysis

�
�

�

�

=�
=

�
�

=�

Elektronika Dasar

− � �

.

.�

�=

= �

�

Missa Lamsani

Hal 34

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter

Konfigurasi rangkaian
ini adalah merupakan
modifikasi rangkaian
fixed bias dengan
maksud untuk
memperoleh stabilitas
yang lebih baik

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 35

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Loop Base - Emiter
+� − � − �

+� − � � − �

+� − � � − �
� =

� −� �
� + + ��

Elektronika Dasar

− � =

−� � =

−

+

� � =

Missa Lamsani

Hal 36

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Loop Kolektor - Emiter
+� − � − � − � =
� =� −� − �
� =� −� � − � �
� = � , maka :
� =� −� � +�
Tegangan antara emitter dan ground (� )
� =� � = � �
Tegangan antara kolektor dan ground (� )
� =� − � �
Tegangan antara basis dan ground (� )
� =� + � �
Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 37

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Contoh Latihan
Tentukan nilai – nilai berikut, jika
diketahui :
� = 20 V,
� = 430 KΩ
� = 2 KΩ
� = 1 KΩ

Carilah : � ; � ; �
�

Elektronika Dasar

;� ;� ;� ;

Missa Lamsani

Hal 38

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Contoh Latihan
� =

� −� �
� + + ��

=

� − .7�
�Ω+
+
�Ω

= 40.12 μA

� = � = (50)(40.1 μA) = 2006 μA = 2.006 mA
� =� −� � +�
= 20V – 2.006 mA (2KΩ + 1KΩ)=13.985V
� =� − � �
= 20V – (2.006 mA)(2KΩ)=15.988V
� = � � = � � = (2.005 mA)(2KΩ) = 4.01V
� =� + � �
= 0.7V + (2.005 mA)(1KΩ) = 2.705V
� = � - � = 2.705V - 15.99 V = -13.285V

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 39

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Tingkat Saturasi
Tingkat saturasi / arus kolektor yang
maksimum pada konfigari dapat diketahui
dengan menghubung singkat terminal
kolektor dengan emitter
�

�

=

�
� + ��

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 40

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Bias Pembagi Tegangan
Arus bias � dan tegangan � merupakan
fungsi dari penguatan arus (β) transistor
Β sangat sensitif terhadap perubahan suhu
Bias pembagi tegangan yang lebih
independent terhadap β

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 41

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Bias Pembagi Tegangan
Bagian Input dari rangkaian pembagi
tegangan
�� diperoleh dengan mematikan sumber
tegangan
�� = � ⫽ �
�� = ��

�� =

� �
� +�

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 42

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Bias Pembagi Tegangan
Rangkaian ekuivalen Thevenin
Menerapkan KVL pada loop basis –
emitter dan loop kolektor – emitter
� =

�

�−� �

� �+

=�

+ ��

− � � + �

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 43

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Contoh Bias Pembagi Tegangan
Tentukan tegangan bias �
untuk rangkaian ini

Elektronika Dasar

dan arus �

Missa Lamsani

Hal 44

Rangkaian Fixed Bias Dengan Tahanan Emitter
Tingkat Saturasi Transistor
�

�

=

�

� +��

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 45

Bias DC dengan tegangan Umpan Balik
Menerapkan KVL pada semua loop :
� =

�

�
� +

=�

−� �
� + ��

− � � + �

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 46

Rangkaian Bias Lain
q

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 47

Alhamdulillah….

Elektronika Dasar

Missa Lamsani

Hal 48