Tugas VClass Mikroelektronika
Transistor Sebagai Saklar
Maksudnya
adalah penggunaan transistor pada salah satu kondisi yaitu saturasi dan cut
off. Pengertiannya adalah jika ada sebuah transistor berada dalam keadaan
saturasi maka transistor tersebut akan seperti saklar tertutup antara colector
dan emiter, sedangkan apabila transistor dalam keadaan cut off transistor
tersebut akan berlaku seperti saklar terbuka. Pengertian dari Cut off adalah
kondisi transistor di mana arus basis sama dengan nol, arus output pada
colector sama dengan nol, sedangkan tegangan pada colector maksimal atau sama
dengan tegangan supply. Saturasi adalah kondisi di mana transistor dalam keadaan
arus basis adalah maksimal, arus colector adalah maksimal dan tegangan yang di
hasilkan colector-emitor adalah minimal. Apabila terdapat rangkaian transistor
sebagai saklar banyak menggunakan jenis transistor NPN, maka ketika basis di
beri tegangan tertentu. Transistor akan berada dalam kondisi ON, sedangkan
besar tegangan pada basis tergantung dari spesifikasi transistor itu sendiri.
Dengan cara mengatur bias sebuah transistor menjadi jenuh, maka seolah akan di
dapat hubungan singkat antara kaki colector dan emitor.
Terminal
basis akan dengan cepat mengontrol arus yang mengalir dari colector menuju
emitor. Arus yang di hasilkan dari tegangan input akan menyebabkan transistor
saturasi menjadi saklar tertutup, akibat dari kejadian ini arus akan mengalir
dari colector ke emitor. Pada saat kondisi tegangan colector emitor mendekati 0
volt. Sebaliknya jika tegangan transistor sebagai saklar tidak di berikan arus
tegangan, maka transistor akan berada dalam kondisi Cut off dan terminal
colector emitor terputus seolah sakalar menjadi terbuka. Akibat dari pemutusan
ini arus tidak akan mengalir dari colector menuju emitor. Dalam kondisi ini
tegangan yang di hasilkan akan maksimal. Kalau misalkan transistor di pakai
hanya pada dua titik, yaitu titik putus dan titik saturasi, maka transistor
akan di pakai sebagai saklar. Daya yang di serap oleh dua titik ini sangat
kecil, tetapi dalam keadaan aktif daya yang di serap transistor akan lebih
besar. Sebab pemakaian yang mana 4 menggunakan arus lebih besar harus di upayakan
agar daerah yang di lewati aktif, sehingga transistor tidak menjadi terlalu
panas.
Cut-off Region
Ini
adalah kondisi operasi dimana keadaan transistor arus input basis ( Ib), arus
output kolektor ( Ic ) adalah nol dan maksimum tegangan kolektor (Vce)
yang mana hasilnya adalah sebuah depletion layer yang besar dan menyebabkan
tidak ada arus yang mengalir melalui perangkat. Oleh karena itu transistor
dapat dikatakan sebagai saklar "OFF".
Dari
keadaan tersebut kita dapat mendefinisikan "Cut-off Region" atau
"mode saklar OFF" ketika menggunakan sebuah transistor bipolar
sebagai saklar, antara kedua hubungan ( junction ) direverse bias, Vb < 0,7V
dan Ic = 0. Untuk transistor PNP, potensial emitor harus negatif terhadap
basis.
Kalau
arus basis yang cukup telah diberikan, maka arus kolektor akan mengalir ke kaki
emitor transistor. Bagaimana bila arus basis terus diberikan dengan lebih besar
?. Inilah yang disebut dengan kondisi saturasi. Jika arus pada
basis transistor diberikan lebih besar dari yang diperlukan oleh transistor
untuk mencapai saturasi, maka transistor berada dalam keadaan over
saturation, tegangan kolektor - emitor kecil (sekitar 0,2 - 0,3 Volt) dan itu
berarti transistor berada dalam keadaan saklar tertutup.
Karakteristik
Cut-off ( Transistor dalam keadaan OFF ) :
Dari
perumpamaan transistor sebagai saklar diketahui bahwa komponen transistor
memiliki sifat atau karakteristik saklar. Ketika kaki basis transistor tidak
diberikan arus, tidak ada arus emitor, berarti transistor terbuka atau saklar
terbuka ( Open) atau Off) biasa disebut cut-off.
Cut
- Off = Kondisi Terbuka ( Open )
Pada
kondisi terbuka ( Open ) transistor memiliki beberapa karakteristik atau cirri,
diantaranya :
- - Input dan
basis di groundkan (0V)
- - Tegangan
Basis - Emitor Vbe < 0,7V
- - Basis -
Emitor Junction terangkai Reverse Bias
- - Basis -
Kolektor Junction terangkai Reverse Bias
- - Transistor
dalam keadaan " Terbuka atau OFF " ( dalam keadaan Cut-off
Region )
- - Tidak ada
arus yang mengalir pada kolektor ( Ic = 0 )
- - Transistor
bekerja sebagai sebuah "saklar terbuka"
Definisikan
"Cut-off Region" atau mode "OFF" ketika menggunakan sebuah
bipolar transistor yang digunakan sebagai saklar, kedua hubungan junction dalam
keadaan Reverse Bias, Vb < 0,7V dan Ic = 0. Untuk transistor PNP, potensial
emitor harus lebih negatif terhadap Basis.
Dari
salah satu fungsi transistor yang dapat menghubungkan serta memutuskan arus
listrik, maka transistor bisa digunakan sebagai saklar. Saklar sendiri memiliki
arti berupa media penghubung dan pemutus aliran listrik. Dalam kehidupan
sehari-hari misalnya, Anda bisa menemukan saklar pada penggunaan lampu di
rumah. Bahkan saklar untuk menghidupkan pompa air juga bisa menggunakan
transistor. Penggunaan transistor sebagai saklar pada dasarnya seperti prinsip
pada kran air. Ketika kran dibuka, maka air akan keluar dan ketika kran
ditutup, maka air akan berhenti. Begitupun pada saklar.
Ketika
saklar ini ditekan, akan memutus jaringan listrik, sehingga lampu tidak
menerima aliran listrik sehingga lampu akan mati. Ketika saklar ditekan dan
lampu menyala, berarti lampu memiilki aliran listrik yang jalannya dibuka oleh
saklar ini. Sebenarnya, selain transistor, sebenarnya telah terdapat rangkaian
khusus pada saklar tanpa transistor. Tapi terdapat beberapa kelebihan jika
menggunakan transistor sebagai saklar, yaitu :
a. Tidak menimbulkan suara dan percikan api saat terjadi on - off
b. Bentuk fisik yang jauh lebih kecil
c. Lebih ekonomis.
Karena
arus kolektor pada transistor proporsional dan dibatasi oleh arus basis, maka
transistor dapat digunakan sebagai pengontrol arus seperti fungsi saklar.
Dengan melewatkan arus yang kecil pada basis, maka kita bisa mengontrol aliran
arus yang lebih besar yaitu arus yang melewati kolektor-emitor.
Daerah
Saturasi ( Saturation Region )
Disini
adalah kondisi dimana transistor yang akan dibiaskan dalam jumlah
maksimum yang mengalir pada Arus Bias (Ib) sehingga arus kolektor maksimum dan
mengakibatkan kolektor-emitor menjadi tegangan jatuh yang mengakibatkan
penipisan lapisan junction sekecil mungkin dan arus maksimum dapat melalui
transistor. Oleh karena itu transistor aktif dan dalam kondisi "Saklar
Tertutup ( Close )"
Karakteristik
Saturasi (Transistor dalam keadaan ON) :
- Input dan Basis terhubung ke VCC
- Tegangan Basis - Emitor VBE
>0,7V
- Hubungan Junction antara Basis -
Emitor dalam keadaan Forward Bias (Bias Maju)
- Hubungan Junction antara Basis -
Kolektor dalam keadaan Forward Bias (Bias Maju)
- Transistor dalam sepenuhnya dalam
kondisi "ON"
- Arus maksimal Kolektor ( IC = VCC
/ RL )
- VCE = 0 ( Ideal Saturasi )
- Vout = VCE = 0
- Transistor bekerja sebagai sebuah
"saklar tertutup"
Daerah
Aktif Transistor
Pada
daerah kerja ini transistor biasanya digunakan sebagai penguat sinyal.
Transistor dikatakan bekerja pada daerah aktif karena transistor selelu
mengalirkan arus dari kolektor ke emitor walaupun tidak dalam proses penguatan
sinyal, hal ini ditujukan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang tidak cacat.
Daerah aktif terletak antara daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (Cut off).
Jika
hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor
(rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan :
VCE = VCC - ICRC ..............
(6)
Dapat dihitung dissipasi daya
transistor adalah :
PD = VCE.IC ............... (7)
Rumus ini mengatakan jumlah dissipasi
daya transistor adalah tegangan kolektor-emitor dikali jumlah arus yang melewatinya.
Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor.
Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi PDmax.
Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar
transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi
kapasitas daya PDmax, maka transistor dapat rusak atau terbakar.
Source :
Comments
Post a Comment