Soal V-Class 2 :
Jelaskan
tentang daerah kerja transistor :
a. cut
off
b. saturasi
c. aktif
Jawab :
1. Cut Off
Daerah cut off merupakan daerah
kerja transistor dimana keadaan transistor menyumbat pada hubungan kolektor –
emitor. Daerah cut off sering dinamakan sebagai daerah mati karena pada daerah
kerja ini transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Pada
daerah cut off transistor dapat di analogikan sebagai saklar terbuka pada
hubungan kolektor – emitor.
Titik cut-off transistor adalah
titik dimana transistor tidak menghantarkan arus dari kolektro ke emitor, atau
titik dimana transistor dalam keadaan menyumbat. Pada titik ini tidak ada arus
yang mengalir dari kolektor ke emitor. Titik Cutoff didefinisikan juga sebagai
keadaan dimana IE = 0 dan IC = ICO, dan diketahui bahwa bias mundur VBE.sat =
0,1 V (0 V) akan membuat transistor germanium (silikon) memasuki daerah cutoff.
Titik cut-off transistor ini dapat dianalogikan sebagai saklar dalam kondisi
terbuka (Off).
Titik Cut-Off Transistor Adalah
Transistor Dalam Kondisi Off (Saklar Terbuka).
Titik cut-off transistor terjadi
pada saat transistor tidak mendapat bias pada basis, sehingga transistor tidak
konduk atau mengalirkan arus dari kolektor ke emitor. Titik cut-off transistor
ini memiliki VCE yang maksimum yaitu mendekati VCC seperti ditunjunkan pada
grafik titik cut-off pada garis beban transistor berikut.
Grafik Titik Cut-Off Pada Garis
Beban Transistor :
Short-Circuited Base
Andaikan bahwa basis dihubungkan
langsung ke emitor sehingga VE = VBE = 0. Maka, IC ≡ ICES tidak akan naik
melebihi nilai arus cutoff ICO.
Open-Circuited Base
Jika basis dibiarkan “mengambang”
(tidak dihubungkan ke manapun) sehingga IB = 0, didapatkan bahwa IC ≡ ICEO.
Pada arus rendah α ≈ 0,9 (0) untuk germanium (silikon), dan dengan demikian IC
≈10 ICO(ICO) untuk Ge (Si). Nilai VBE untuk kondisi open-base ini (IC = -IE)
adalah sepersepuluhan milivolt berupa bias maju.
Cutin Voltage
Karakteristik volt-amper antara
basis dan emitor pada tegangan kolektor-emitor konstan tidak serupa dengan karakteristirk
volt-amper junction dioda sederhana. Jika junction emitor mendapat bias mundur,
arus basis menjadi sangat kecil, dalam orde nanoamper atau mikroamper,
masing-masing untuk silikon dan germanium. Jika junction emitor diberi bias
maju, seperti pada dioda sederhana, tidak terdapat arus basis hingga junction
emitor mendapat bias maju sebesar |VBE| > |Vγ|, dengan Vγ adalah tegangan
cutin (cutin voltage). Karena arus kolektor secara nominal proportional
terhadap arus basis, maka pada kolektorpun tidak terdapat arus, hingga terdapat
arus pada basis. Oleh karena itu, plot arus kolektor terhadap tegangan
basis-emitor akan memperlihatkan tegangan cutin, seperti halnya pada dioda.
Besarnya tegangan antara kolektor
dan emitor transistor pada kondisi mati atau cut off adalah :
Karena kondisi mati Ic = 0
(transistor ideal) maka:
Besar arus basis Ib adalah
Daerah kerja transistor Saturasi adalah keadaan dimana transistor mengalirkan arus secara maksimum
dari kolektor ke emitor sehingga transistor tersebut seolah-olah short pada
hubungan kolektor – emitor. Pada daerah ini transistor dikatakan menghantar
maksimum (sambungan CE terhubung maksimum).
Saturasi
terjadi saat tegangan VCE = 0, artinya tidak ada jatuh tegangan yang terjadi di
VCE, atau dengan kata lain kita dapat mengatakan IC mendapatkan hasil
maksimumnya.
Untuk rangkaian seperti diatas dapat
menemukan IC yaitu IC=VCC/(RC+RE).
Besarnya tegangan kolektor emitor
Vce suatu transistor pada konfigurasi diatas dapat diketahui sebagai berikut.
Karena kondisi jenuh Vce = 0V
(transistor ideal) maka besarnya arus kolektor (Ic) adalah :
Sehingga besar arus basis Ib jenuh
adalah :
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).
Kondisi aktif
adalah dimana transistor mengalirkan arus listrik dari kolektor ke emitor walau
tidak dalam kondisi atau proses penguatan sinyal, hal ini akan bisa kita lihat
jika kita mengukur sinyal yang keluar dari transistor tersebut tidak cacat
bentuknya, misalnya berbentuk sinyal sinus, kotak, segitiga dan lain-lain tanpa
cacat. Kemudian kondisi jenuh adalah dimana kondisi transistor ketika Vce
= 0 volt sampai 0.7 volt, ini untuk jenis transistor silikon. Daerah aktif
terjadi bila sambungan emiter diberi bias maju dan sambungan kolektor diberi
bias balik. Pada daerah aktif
arus kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi
sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif.
Semua titik operasi antara titik
sumbat dan penjenuhan adalah daerah aktif
dari transistor. Dalam daerah aktif,
dioda emiter dibias forward dan dioda kolektor dibias reverse. Perpotongan dari
arus basis dan garis beban adalah titik stationer (quiescent) Q seperti dalam
gambar. daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif,
dimana arus IC konstan terhadap berapapun nilai Vce. Pada daerah aktif
arus kolektor sebanding dengan arus basis. Penguatan sinyal masukan menjadi
sinyal keluaran terjadi pada daerah aktif.
jika hukum kirchoff mengenai
tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor ( rangkaian CE ), maka dapat
diperoleh hubungan :
VCE = VCC – IC RC
dapat dihitung dissipasi daya
transistor adalah :
PD = VCE . IC
dissipasi daya ini berupa panas yang
menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power
sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi Pdmax. Spesifikasi ini menunjukkan
termperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal.
Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya Pdmax, maka transistor
dapat rusak atau terbakar.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar