Pada daerah ini transistor dapat dianalogi kan sebagai switch tertutup atau “on”. Karena arus collector mengalir maksimum. Dioda collector maupun Emiter forward bias.
Setelah mengetahui secara garis besar tentang daerah kerja transistor, berikut adalah grafik karakteristrik transistor dan letak daerah-daerah tersebut yang diperlihatkan pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10. Garfik Karakteristik Transistor
Grafik IC terhadap VCE adalah grafik karakteristik transistor yang paling sering digunakan. Grafik ini menyatakan karakteristik transistor menurut pabriknya (data sheet).
Untuk menganalisa kerja trasistor, selain garfik karakteristik yang diperlihatkan pada Gambar 2.10 diatas juga dipakai grafik garis beban transistor, yang diperoleh dari rangkaian luar yang tersambung ke transistor. Setiap rangkaian mempunyai garis bebannya sendiri yang dapat dicari seperti pada analisa dibawah ini.
470 Ohm
Gambar 2.11. Transistor Dengan Rangkaian Luar
Dari Gambar 2.11 diatas perhatikan loop I : −18V +IC.680Ω+VCE =0
Persamaan 1 dapat dianggap sebagai persamaan suatu garis dengan variabel VCE dan IC, dan persamaan 2 dapat dianalogikan dengan y = ax + b yaitu persamaan garis biasa.
Untuk menggambarkan garis beban tersebut terlebih dahulu menghitung kedua titik dari persamaan garis diatas.
1. Perpotongan garis dengan sumbu VCE atau titik cut off : IC = 0 Sehingg mendapatkan VCE = 18 V.
2. Perpotongan garis dengan sumbu IC atau titik saturasi: VCE = 0V.
Sehingga mendapatkan IC = 26.4 mA.
Grafik diperoleh seperti Gambar 2.12 Garis beban ini menyatakan segala kemungkinan harga IC dan VCE untuk rangkaian yangbersangkutan. Grafik garis beban adalah grafik IC vs VCE seperti juga grafik daerah kerja transistor. Karena itu, kedua grafik dapat dijadikan satu seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.12.
Gambar 2.12. Perpaduan Grafik Karakteristik Dan Garis Beban.
Pada rangkaian pengendali peralatan listrik ini transistor difungsikan sebagai switch atau saklar. Transistor sebagai saklar bekerja secara bergantian di daerah saturasi dan cut off. Dalam hal ini, yang merupakan “switch” adalah terminal collector- emiter (konfigurasi common emiter) dengan arus IC (≈ IE) yang melaluinya. Sedangkan arus IB merupakan “pengontrol switch” yang menentukan apakah switch tersebut tertutup atau terbuka. Keadaan switch tertutup adalah saat
transistor bekerja didaerah saturasi dan keadaan switch terbuka adalah saat transistor bekerja didaerah cutoff.
Dalam rangkaian transistor sebagai switch diatur agar transistor memasuki daerah cutoff dan saturasi sesuai dengan keadaan switch yang
dikehendaki, daerah aktif tidak dipakai (dilewati saja pada saat perpindahan antara switch terbuka dan tertutup yaitu antara cutoff dan saturasi).
Sifat-sifat daerah kerja transistor sebagai switch:
1) Sifat-sifat daerah saturasi (switch)
• VCE ≈ 0 atau short sehingga seperti switch tertutup (lihat Gambar 2.12).
• IC = IC(max) , yaitu arus yang melalui “switch” CE.
• IB ≥ IB(sat) , yaitu arus “pengontrol” switch yang menentukan bahwa transistor memasuki daerah saturasi.
Max
Gambar 2.13. Transistor sebagai switch tertutup
2) Sifat-sifat daerah cutoff
• VCE = max atau open (terbuka) sehingga seperti terbuka. (lihat Gambar 2.15)
• IC = IE ≈ 0, yaitu arus yang melewati switch tidak ada.
• IB ≈ 0, yaitu arus “pengontrol” switch yang menentukan bahwa transistor
Gambar 2.14. Transistor sebagai switch terbuka
2.8. Dioda
Dioda memiliki dua buah elektroda, yaitu Anoda dan Katoda. Anoda adalah elektroda yang positip, sedang Katoda elektroda yang negatip. Jika Anoda dihubungkan dengan positip batrai, sedangkan Katoda dihubungkan dengan negatip batrai, arus listrik akan mengalir dengan mudah dari Anoda ke Katoda.
Dalam seperti ini dikatakan juga dioda mendapatkan tegangan panjar maju (Forward bias). Sebaliknya Katoda dihubungkan dengan positip batrai, sedangkan Anoda dihubungkan dengan negati batrai., arus listrik tidak dapat mengalir (sedikit sekali mengalir) dari Katoda ke Anoda. Dalam keadaan ini dioda mendapat panjar mundur (Reverse bias).
Dari kejadiaan itu dapat diambil kesimpulan bahwa arus listrik pada dioda hanya dapat mengalir dari Anoda ke Katoda, tidak dapat mrngalir ke arah sebaliknya.
(a) Simbol Dioda b) Simbol Dioda Cahaya (LED) Gambar 2.15. Simbol – simbol Dioda
Dioda ini dibuat dari bahan semi konduktor yang saling dipertemukan, bahan semikonduktor tersebut yang sering digunakan untuk pembuatan dioda diantaranya germanium, silikon dan selenium.
Jenis- jenis dioda dan kegunaannya :
• Diode germanium, digunakan untuk penditeksi sinyal dan sering digunakan pada pesawat radio penerima.
• Dioda silikon dan silenium, digunakan sebagai penyearah.
• Diode Zener, digunakan untuk pensetabil tegangan.
• Dioda cahaya, digunakan untuk peraga.
2.9. Kapasitor
Kapasitor banyak digunakan dalam rangkaian elektronika dan mempunyai berbagai macam fungsi. Pada dasarnya kapasitor merupakan alat menyimpan muatan listrik yang dibentuk dari dua permukaan (piringan) yang berhubungan.
Tetapi dipisahkan oleh suatu peyekat. Bila electron berpisah dari satu plat ke plat yang lain, akan terdapat muatan diantara mereka pada medium penyekat tadi.
Anoda Katoda
Muatan (bersimbol Q) diukur dengan satuan coulomb dan kapasitor yang memperoleh muatan listrik akan mempunyai tegangan antara terminal sebesar V volt. Kemampuan kapasitor dalam menyimpan muatan disebut kapasitansi yang dapat diukur berdasarkan muatan yang dapat disimpan pada suatu kenaikan tegangan.
Kapasitansi, C = Muatan, Q Tegangan, V C = Q/V farad (F)
Berikut gambar symbol kapasitor nonelektrolit dan variabel kapasitor :
Gambar 2.16. (a) Simbol kapasitas nonelektrolit (b) variabel kapasitas
Gambar 2.17. Simbol kapasitas elektrolit
2.10. Rangkaian Penyearah
Rangkaian penyearah merupakan rangkaian yang mengkonversikan sinyal AC menjadi sinyal DC. Komponen terpenting dari rangkaian penyearah adalah dioda. Dioda berfungsi sebagai penyearah daya masukan AC menjadi daya keluaran DC. Penyearahan dengan menggunakan dioda mempunyai banyak keuntungan yaitu murah dan sederhana.
• Penyearah setengah gelombang
Gambar 2.18 Penyearah setengah gelombang
Rangkaian penyearah setengah gelombang hanya menggunakan satu buah dioda saja. Rangkaian ini hanya menghasilkan satu bentuk fasa positif
atau fasa negatif saja. Gambar 2.18 memperlihatkan contoh rangkaian penyearah setengah gelombang dengan penyearahan positif.
• Penyearah Gelombang Penuh
Penyearahan gelombang penuh dapat diperoleh dengan dua cara. Cara yang pertama memerlukan transformator jenis center tap (CT) dan dua buah dioda sebagai penyearah. Gambar 2.19 memperlihatkan penyearah gelombang penuh dengan cara ini.
Gambar 2.19 Penyearah gelombang penuh dengan transformator center tap
Sensor Infra Merah Dioda Infra Merah
LED (Light Emitting Diode) merupaka dioda yang memancarkan cahaya apabila diberi tegangan forward bias. Ketika LED diberi tegangan forward bias, electron pada bagian N pada dioda berpasangan dengan hole dari bagian P.
Sewaktu proses penyatuan tersebut terjadi pemancaran energi dalam bentuk panas dan cahaya. Pada dioda silicon dan germanium, sebagian besar energi yang timbul dalam bentuk panas. Untuk bahan dioda yang lain seperti galium arsen phospida (GaAsP) atau galium Phospida(GaP), energi yang dipancarkan dalam bentuk energi photon atau cahaya. Bahan ini biasanya adalah yang digunakan untuk LED.
Photo Dioda
Photo dioda adalah salah satu foto detector, yaitu sebuah alat opto elektronika yang mengubah cahaya yang datang menjadi besaran listrik. Fungsi photo dioda adalah mengubah sejumlah kecil dari enegi cahaya yang diterima (photon0 kedalam sebuah signal elektris yang efisien.