Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mikrokontroller
Mikrokontroller sebagai suatu terobosan teknologi mikrokontroller dan mikrokomputer hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru yaitu teknologi semi konduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara massal (dalam jumlah banyak) sehingga harga menjadi lebih murah (dibandingkan microprocessor). Sebagai kebutuhan pasar mikrokontroller hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih serta dalam bidang pendidikan.
Tidak seperti sistem komputer yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angka, dan lain sebagainya). Mikrokontroller hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja. Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM-nya. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan Pada mikrokontroller, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program kontrol disimpan dalam ROM yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroller yang bersangkutan.
2.1.1 Mikrokontroller AT89S51
Gambar 2.1. Blok Diagram Fungsional AT89S51
Mikrokontroller AT89S51 merupakan salah satu keluarga dari MCS-51 keluaran Atmel. Jenis mikrokontroller ini pada prinsipnya dapat digunakan untuk mengolah data per bit ataupun data 8 bit secara bersamaan. Pada prinsipnya program pada
mikrokontroller dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.
Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh mikrokontroller AT89S51 adalah sebagai berikut :
a. Sebuah Central Processing Unit 8 bit b. Osilatc : internal dan rangkaian pewaktu c. RAM internal 128 byte
d. Flash memori 4 Kbyte + 2 Kbyte EEprom e. Daya tahan 1000 kali baca/tulis
f. Tiga level kuni memori program
g. Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi internal)
h. Empat buah programable port I/O yang masing-masing terdiri dari delapan buah jalur I/O
i. Sebuah port serial dengan kontrol serial full duplex UART
j. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika
k. Kecepatan dalam melaksanakan instruksi per siklus 1 mikrodetik pada frekuensi 12 MHz.
2.1.2 Konstruksi AT89S51
Mikrokontroller AT89S51 hanya memerlukan tambahan 3 kapasitor, 1 resistor dan 1 kristal serta catu daya 5 volt. Kapasitor 10 μF dan resistor 10 KΩ dipakai untuk membentuk rangkaian riset. Dengan adanya rangkaian riset ini AT89S51 otomatis diriset
begitu rangkaian menerima catu daya. Kristal dengan frekuensi maksimum 24MHz dan kapasitor 30 μF dipakai untuk melengkapi rangkaian osilator pembentuk clock yang menentukan kecepatan kerja mikrokontroller .
Memori merupakan bagian yang sangat penting pada mikrokontroller. Mikrokontroller memiliki dua macam memori yang sifatnya berbeda. Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan program ini dinamakan sebagai memori program. Random Access Memory (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat program bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.
Ada berbagai jenis ROM untuk mikrokontroller dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, program diisikan kedalam ROM pada saat IC mikrokontroller dicetak dipabrik IC. Untuk keperluan tertentu mikrokontroller menggunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PROM (PEROM). Dulu banyak UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable
Programble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash
PEROM yang harganya jauh lebih murah.
Jenis memori yang dipakai untuk memori program AT89S51 adalah flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroller diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai AT89S51 flash PEROM Programmer. Memori data yang disediakan dalam chip AT*S51 sebesar 128 kilo byte meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.
AT89S51 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/Transmitter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakkan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1. pada kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input/output bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari ossillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1/T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/output paralel kalau T0 dan T1 dipakai.
AT89S51 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya adalah sinyal interupsi yang diumpankan ke kaki INT0 dan INT1. Kedua kaki ini berhimpitan dangan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output paralel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi. Port1 dan 2, UART, Timer 0, Timer 1 dan sarana lainnya merupakan yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Function Register (SFR).
2.1.3 Pin-Pin pada Mikrokontroller AT89S51 Deskripsi pin-pin pada mikrokontroller AT89S51 :
Gambar 2.2 IC Mikrokontroller AT89S51 VCC (Pin 40)
Suplai tegangan GND (Pin 20) Ground
Port 0 (Pin 39-Pin 32)
Port 0 dapat berfungsi sebagai I/O biasa, low order multiplex address/data ataupun penerima kode byte pada saat flash progamming. Pada fungsi sebagai I/O biasa port ini dapat memberikan output sink ke delapan buah TTL input atau dapat diubah sebagai input dengan memberikan logika 1 pada port tersebut.
Pada fungsi sebagai low order multiplex address/data, port ini akan mempunyai internal pull up. Pada saat flash progamming diperlukan external pull up, terutama pada saat verifikasi program.
Port 1 (Pin 1 – Pin 8)
Port 1 berfungsi sebagai I/O biasa, pada kaki ke 6, ke 7 dan ke 8 terdapat Mosi, Miso dan Sck sebagai masukan dari ISP Programmer yang terhubung ke komputer. Tanpa adanya port ini maka mikrokontroler tidak dapat diprogram oleh ISP Programmer.
Port 2 (Pin 21 – pin 28)
Port 2 berfungsi sebagai I/O biasa atau high order address pada saat mengakses memori secara 16 bit. Pada saat mengakses memori 8 bit, port ini akan mengeluarkan isi dari P2
special function register. Port ini mempunyai internal pull up dan berfungsi sebagai input
dengan memberikan logika 1. Sebagai output, port ini dapat memberikan output sink keempat buah input TTL.
Port 3 (Pin 10 – pin 17)
Port 3 merupakan 8 bit port I/O dua arah dengan internal pull up. Port 3 juga mempunyai fungsi pin masing-masing, yaitu sebagai berikut :
Nama pin Fungsi
P3.0 (pin 10) RXD (Port input serial) P3.1 (pin 11) TXD (Port output serial) P3.2 (pin 12) INTO (interrupt 0 external) P3.3 (pin 13) INT1 (interrupt 1 external) P3.4 (pin 14) T0 (input external timer 0) P3.5 (pin 15) T1 (input external timer 1)
P3.6 (pin 16) WR (menulis untuk eksternal data memori) P3.7 (pin 17) RD (untuk membaca eksternal data memori)
Tabel 2.1. Fungsi Pin Port 3 IC Mikrokontroller AT89S51 RST (pin 9)
Reset akan aktif dengan memberikan input high selama 2 cycle. ALE/PROG (pin 30)
Address latch Enable adalah pulsa output untuk me-latch byte bawah dari alamat selama
mengakses memori eksternal. Selain itu, sebagai pulsa input program (PROG) selama memprogram Flash.
PSEN (pin 29)
Program store enable digunakan untuk mengakses memori program eksternal. EA (pin 31)
Pada kondisi low, pin ini akan berfungsi sebagai EA yaitu mikrokontroller akan menjalankan program yang ada pada memori eksternal setelah sistem direset. Jika kondisi high, pin ini akan berfungsi untuk menjalankan program yang ada pada memori internal. Pada saat flash progamming, pin ini akan mendapat tegangan 12 Volt.
XTAL1 (pin 19)
Input untuk clock internal. XTAL2 (pin 18)
2.2 Relay
Untuk memutuskan dan menghubungkan suatu rangkaian primer dan sekunder, diperlukan sebuah alat yaitu relay. Relay adalah sebuah saklar dengan elektromagnetik yang dapat mengubah kontak-kontak saklar dari normally open (NO) menjadi normally
close (NC) dan sebaliknya, sewaktu alat ini menerima arus listrik.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari lilitan kawat (kumparan,koil) yang terlilit pada suatu inti dari besi lunak. Kalau kumparan ini dilalui arus maka inti menjadi magnet sehingga inti ini akan menarik jangkar dan kontak antara A dan B putus (membuka) sedangkan kontak antara B dan C akan menutup. Jenis relay ini dikenal dengan nama relay jenis kontak luar.
Macam–macam relay yang dibedakan berdasarkan cara kerjanya, yaitu: a. Normally Open (NO), saklar akan terbuka bila dialiri arus
b. Normally Close (NC), saklar akan tertutup bila dialiri arus
c. Change Over (CO), relay ini mempunyai saklar tunggal yang normalnya tertutup yang lama, bila kumparan 1 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal A, sebaliknya bila kumparan 2 dialiri arus maka saklar akan terhubung ke terminal B.
Analogi rangkaian relay yang digunakan pada tugas akhir ini adalah saat basis transistor ini dialiri arus,maka transistor dalam keadaan terttutup yang dapat menghubungkan arus dari kolektor ke emiter yang mengakibatkan relay terhubung. Sedangkan fungsi dioda disini adalah untuk melindungi transistor dari tegangan induksi berlebihan, dimana tegangan ini dapat merusak transistor.
Jika transistor pada basis tidak ada arus maju, transistor terbuka sehingga arus tidak mengalir dari kolektor ke emiter, relay tidak bekerja karena tidak ada arus yang mengalir pada gulungan kawat.
Gambar 2.3 Relay dengan rangkaian driver
2.3 Penguat Op-Amp
Penguat operasional atau op-amp (dari kata Operational amplifier) adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguatan tegangan yang sangat tinggi, yaitu dengan orde 105. dengan penguatan yang tinggi ini op-amp lebih banyak digunakan dari pada penguat transistor. Op-amp dibuat dalam bentuk rangkaian yang sudah didisain dalam IC (integrated circuit). Pemakaian op-amp amatlah luas meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan, penguat dan lainya.
Op-amp biasanya dilukiskan seperti gambar.
gambar 2.4 lambang Op-amp
Op-amp lebih banyak digunakan untuk digunakan menjadi penguatan inverting, non inverting, penambah.
2.3.1 Penguat inverting
Penguat Op-amp inverting akan menguatkan tegangan pada masukan serta membalik hasil penguatan tersebut, jadi keluaran dari rangkaian ini akan selalu memiliki polaritas yang berlawananan dengan sinyal masukannya.
gambar 2.5 Rangkaian Penguat inverting
Tegangan keluaran diperoleh dengan jalan mengalikan tegangan masukan yang diketahui dengan faktor penguatan, atau
Tanda minus diabaikan dalam perhitungan karna hanya menunjukkan bahwa keluaran berlawanan fasa terhadap masukannya.
2.3.2 Penguat non inverting
Dalam konfigurasi ini umpan balik yang digunakan untuk mengatur penguatan tetap di berikan pada masukan membalik, tapi Vin di berikan pada masukan non inverting sehingga tegangan keluaran akan selalu sefasa dengan tegangan masukannya.
gambar 2.6 Rangkaian Penguat Non Inverting
Untuk memperoleh tegangan keluaran dapat dicari dengan mengalikan tegangan masukan yang diketahui dengan faktor penguatan, atau
2.3.3 Penguat penjumlah tegangan
Dengan menggunakan rangkaian penguat membalik dasar dan menambahkan resistor pada masukan lainnya, kita dapat membuat penguat penjumlah membalik. Tegangan keluaran akan dibalik dan nilainya sama dengan penjumlahan aljabar dari masing-masing perkalian tegangan masukan dengan hasil bagi resistor masukan dengan resistor umpan balik yang bersesuaian, atau dapat dinyatakan sebagai berikut
Suku RF/RN (VN) dalam rumus di atas menyatakan bahwa dalam rangkaian tersebut mungkin terdapat lebih dari dua masukan. Bila semua resistor luar sama nilainya (Rf = R1 = R2 = … = RN), keluaran dapat dengan mudah dapat di hitung sebagai penjumlahan aljabar dari masing-masing tegangan masukan, atau dapat dirumuskan seperti:
gambar 2.7 Rangkaian Penjumlah
2.4 Resistor
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor, umumnya terbuat dari carbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain.
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan– bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai isolator.
2.4.1 Fixed Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh ELA (Electronic Industries Association).
Gambar 2.8 Resistor karbon
WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG IV
Hitam 0 0 1 - Coklat 1 1 10 - Merah 2 2 100 - Jingga 3 3 1000 - Kuning 4 4 10000 - Hijau 5 5 100000 - Biru 6 6 1000000 - Violet 7 7 10000000 - Abu-abu 8 8 100000000 -
Putih 9 9 1000000000 -
Emas - - 0,1 5%
Perak - - 0,01 10%
Tanpa Warna - - - 20%
Tabel 2.2 Nilai Gelang Resistor
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang keempat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor penggalinya.
2.4.2. Resistor Variabel
Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variabel resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai
variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara terbatas sampai 300 derajat
putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometres” atau “Trimmer
Potentiometres”.
Gambar 2.9 Potensiometer
Pada gambar 2.9 di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 potentiometres. Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar 2.10
Gambar 2.10 Grafik Perubahan nilai pada potensiometer
Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in
circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dati tipe A.
2.5 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka
muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas fenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan.
dielektrik
Elektroda Elektroda
Gambar 2.11 Skema kapasitor.
Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk memblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir. Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap - tiap kapasitor adalah dielektriknya. Berikut ini adalah jenis– jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini.
2.5.1 Kapasitor Elektrolit
Gambar 2.12 Kapasitor Elektrolit
Kapasitor Elektrolit atau Electrolytic Capacitor (ELCO) terbuat dari aluminium yang menggunakan membran oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic
Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita
harus berhati – hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik. Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “meledak”. Biasanya jenis kapasitor ini digunakan pada rangkaian power supply. Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum 2 x 5 = 10 Volt.
2.5.2 Kapasitor Keramik
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah
bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas.
Gambar 2.13 Kapasitor keramik
2.5.3 Nilai Kapasitor
Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka/kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya. Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10n, nilai n dapat dilihat pada tabel berikut.
Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µ F sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico Farad).
2.6 Transistor
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.
Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor germanium PNP 2. Transistor silikon NPN 3. Transistor silikon PNP 4. Transistor germanium NPN
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
Gambar 2.14 Simbol tipe transistor C B E C B E NPN PNP
Keterangan : C = kolektor E = emiter B = basis
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor. Pada daerah penjenuhan nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan nol atau kolektor dan emiter terhubung langsung (short). Keadaan ini menyebabkan tegangan kolektor emiter (VCE) = 0 Volt pada keadaan ideal, tetapi pada kenyataannya VCE bernilai 0 sampai 0,3 Volt. Dengan menganalogikan transistor sebagai saklar, transistor tersebut dalam keadaan on seperti pada gambar 2.15.
Gambar 2.15 Transistor sebagai Saklar ON
Saturasi pada transistor terjadi apabila arus pada kolektor menjadi maksimum dan untuk mencari besar arus basis agar transistor saturasi adalah :
Rc Vcc Imax= ………..……….(2.1) Saklar On Vcc Vcc IC R RB VB IB VBE VCE
Rc Vcc I . hfe B = ……….……….(2.2) Rc . hfe Vcc IB= ……….(2.3)
Hubungan antara tegangan basis (VB) dan arus basis (IB) adalah :
B BE B B R V V I = − ……….(2.4) VB = IB . RB + VBE………..(2.5) BE B B V Rc . hfe R . Vcc V = + ………(2.5)
Jika tegangan VB telah mencapai B BE
B V Rc . hfe R . Vcc
V = + , maka transistor akan saturasi, dengan Ic mencapai maksimum.
Gambar 2.16 dibawah ini menunjukkan apa yang dimaksud dengan VCE (sat) adalah harga VCE pada beberapa titik dibawah knee dengan posisi tepatnya ditentukan pada lembar data. Biasanya VCE (sat) hanya beberapa perpuluhan volt, walaupun pada arus kolektor sangat besar bisa melebihi 1 volt. Bagian dibawah knee pada gambar 2.16 dikenal sebagai daerah saturasi.
Gambar 2.16 Karakteristik daerah saturasi pada transistor
Pada daerah penyumbatan, nilai resistansi persambungan kolektor emiter secara ideal sama dengan tak terhitung atau terminal kolektor dan emiter terbuka (open). Keadaan ini