BIAS TRANSISTOR

  1. PENDAHULUAN

Transistor adalah komponen elektronika multitermal, biasanya memiliki 3 terminal. Secara harfiah, kata ‘Transistor’ berarti ‘ Transfer resistor’, yaitu suatu komponen yang nilai resistansi antara terminalnya dapat diatur. Secara umum transistor terbagi dalam 3 jenis

1. Transistor Bipolar

2. Transistor Unipolar

3. Transistor Unijunction

Transistor bipolar bekerja dengan 2 macam carrier, sedangkan unipolar satu macam saja, hole atau electron.

Untuk dapat bekerja, sebuah transistor membutuhkan tegangan bias pada basisnya. Kebutuhan tegangan bias ini berkisar antara 0.5 sampai 0.7 Volt tergantung jenis dan bahan semikonduktor yang digunakan.

  1. TRANSISTOR

Transistor adalah komponen elektronika yang tersusun dari dari bahan semi konduktor yang memiliki 3 kaki yaitu: basis (B), kolektor (C) dan emitor (E). Berdasarkan susunan semikonduktor yang membentuknya, transistor dibedakan menjadi dua tipe, yaitu transistor PNP dan transistor NPN.

Untuk membadakan transistor PNP dan NPN dapat dari arah panah pada kaki emitornya. Pada transistor PNP anak panah mengarah ke dalam dan pada transistor NPN arah panahnya mengarah ke luar.

Pada prinsipnya, suatu transistor terdiri atas dua buah dioda yang disatukan. Agar transistor dapat bekerja, kepada kakikakinya harus diberikan tegangan, tegangan ini dinamakan bias voltage. Basisemitor diberikan forward voltage, sedangkan basiskolektor diberikan reverse voltage. Sifat transistor adalah bahwa antara kolektor dan emitor akan ada arus (transistor akan menghantar) bila ada arus basis. Makin besar arus basis makin besar penghatarannya.

gambar 2.1

Gambar 2.1

Berbagai bentuk transistor yang terjual di pasaran, bahan selubung kemasannya juga ada berbagai macam misalnya selubung logam, keramik dan ada yang berselubung polyester. Transistor pada umumnya mempunyai tiga kaki, kaki pertama disebut basis, kaki berikutnya dinamakan kolektor dan kaki yang ketiga disebut emitor.

gambar 2.2

Gambar  2.2

Suatu arus listrik yang kecil pada basis akan menimbulkan arus yang jauh lebih besar diantara kolektor dan emitornya, maka dari itu transistor digunakan untuk memperkuat arus (amplifier).

Terdapat dua jenis transistor ialah jenis NPN dan jenis PNP. Pada transistor jenis NPN tegangan basis dan kolektornya positif terhadap emitor, sedangkan pada transistor PNP tegangan basis dan kolektornya negatif terhadap tegangan emitor.

gambar 2.3

Gambar  2.3

 

Transistor dapat dipergunakan antara lain untuk :

  • Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC)
  • Sebagai penyearah
  • Sebagai mixer
  • Sebagai osilator
  • Sebagai switch

 

 

Pemberian Tegangan Muka (Voltage Bias) Pada Transistor

gambar 2.4

Gambar  2.4

Agar transistor dapat bekerja maka pemberian tegangan muka pada transistor harus seperti diatas yaitu:

  • Dioda BE di beri bias maju (forward bias)
  • Dioda BC di beri bias mundur (reverse bias)

Untuk kondisi tanpa bias, piranti tidak bekerja, hasilnya adalah titik A dimana arus dan tegangan bernilai nol.

gambar 2.5

Gambar  2.5

  1. A.    Bias Transistor

 

Untuk dapat bekerja, sebuah transistor membutuhkan tegangan bias pada basisnya. Kebutuhan tegangan bias ini berkisar antara 0.5 sampai 0.7 Volt tergantung jenis dan bahan semikonduktor yang digunakan.

 gambar 2.6

Gambar  2.6

Untuk transistor NPN, tegangan bias pada basis harus lebih positif dari emitor. Dan untuk transistor PNP, tegangan bias pada basis harus lebih negatif dari emitor. Semakin tinggi arus bias pada basis, maka transistor semakin jenuh (semakin ON) dan tegangan kolektor-emitor (VCE) semakin rendah.

Pada gambar terlihat bahwa TR1 adalah termasuk jenis NPN, jadi tegangan bias pada basis (Vbb) harus lebih positif dari emitor (Vee). Untuk memudahkan maka Vcc ditulis dengan +Vcc dan Vee ditulis dengan -Vee. Dan TR2 adalah termasuk jenis PNP, jadi tegangan bias pada basis (Vbb) harus lebih negatif dari emitor (Vee). Untuk memudahkan maka Vcc ditulis dengan -Vcc dan Vee ditulis dengan +Vee.

Analisa dari rangkaian mempunyai dua komponen, yaitu analisa dc dan analisa ac. Analisa ac meliputi penguatan tegangan dan arus, serta impedeni input dan output. Sedang analisa dc digunakan untuk menetapkan titik operasi dari transistor dengan jalan mengatur besarnya arus dan tegangannya.

Dalam p  embahasan ini, ada beberapa hal yang harus diperhatikan, yaitu:

VBE = 0,7 V

IE = (β + 1)IB ≌ IC

IC = β IB

Ada tiga titik operasi (daerah kerja) pada transistor yang dapat dipilih dalam perancangan, yaitu :

  • Daerah aktif
  • Daerah Saturasi
  • Daerah cutoff

 

  1. 1.      Self Bias

Self bias yaitu pemberian bias pada transistor dengan menggunakan tahanan umpan-balik (feedback)

gambar 2.7

Gambar  2.7

Konfigurasi rangkaian pembiasan ini dapat digambarkan sebagai berikut di samping ini

Metode ini dengan cara memasukkan resistor bias langsung antara basis dan kolektor, seperti yang ditunjukkan pada gambar Dengan cara ini tegangan umpan balik dapat diberikan dari kolektor ke basis untuk mengembangkan bias maju.

Dengan menerapkan KVL pada semua loop akan diperoleh sebagai berikut:

IC=VCC – VCE / RC

IB=VCC / RB+RC

β= IC/IB

VCE=VCC – VC                    ⇝IC ≈ 0

VCE=VCC – IC.RC

=VCC – 0 . RC

VCE=VCC

 

  1. 2.      Fixed Bias

 

Fixed bias adalah pemberian tegangan dengan menggunakan tahanan basis dan tahanan kolektor.

ditunjukkan pada gambar berikut :

gambar 2.8

Gambar  2.8

Rangkaian di atas menggunakan transistor npn. Untuk transistor pnp, persamaan dan perhitungan adalah serupa, tapi dengan arah arus dan polaritas tegangan berlawanan.

Untuk analisis DC, rangkaian bisa di-isolasi (dipisahkan) dari input AC dengan mengganti kapasitor dengan rangkaian terbuka (open circuit).

Untuk tujuan analisis, supply tegangan VCC bisa dipisahkan menjadi dua, masing-masing untuk input dan output. Rangkaian pengganti DC menjadi :

gambar 2.9

gambar 2.9 

Bias Maju Basis Emitter
Loop Basis Emitter

gambar 2.10

Gambar  2.10

Dengan hukum tegangan Kirchhoff :
-VCC + IBRB + VBE = 0

Perhatikan polaritas tegangan drop di RB.

Arus basis IB menjadi :

IB = VCC – VBE / RB
dan

VBE = VB – VE

Loop collector-emitter

VCE = VCC – ICRC

VCE = VC – VE

Transistor saturasi jika juction base collector tidak lagi di bisa mundur

 

Disain Bias dalam Transistor

Proses disain adalah proses sintesis dimana diberikan nilai tegangan atau arus, dan berdasar itu dihitung elemen yang diperlukan untuk bisa memenuhi syarat yang diberikan.
Jadi, secara umum persamaan untuk pembiasan dengan cara fixed bias ini adalah:

IC=VCC – VCE / RC

IB=VCC – VBE / RB

ICsat=VCC / RC

VCE=VCC

β= IC/IB

gambar 2.11

gambar 2.11 

 

 DISUSUN OLEH
AGIL BAHTIAR
ROMADANI EKA YANURIANTI
SEPTIARA HERWINDUSONO
YOKO YAKUB

Komentar Pembaca

Komentar

Leave a Reply

Or

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>