Arus seri adalah
Rs Vs Vs
Is
Arus zener adalah Is =Iz +IL
Transistor Bipolar
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, pemotong (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik dan diatur berdasarkan arus inputnya Bipolar Junction Transistor (BJT) atau tegangan inputnya Field Effect Transistor (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya yang mengatur arus yang lebih besar melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronika modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai
PENGELOLAAN PLTMH TEKNIK ENERGI TERBARUKAN – TEKNIK ENERGI HIDRO
170
Pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, yaitu Bipolar Junction Transistor (BJT atau transistor bipolar) dan Field-Effect Transistor (FET) yang masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan elektron dan lubang untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas yang dinamakan
depletion zone dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut.
FET (dinamakan juga transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar di mana daerah basis memotong arah arus listrik utama). Sementara itu, ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat diubah dengan perubahan tegangan yang diberikan untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut. Lihat artikel untuk masing-masing tipe transistor tersebut untuk mendapatkan penjelasan yang lebih lanjut.
BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda yang terminal positif atau negatifnya berdempet sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B).
Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada kolektor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β dan biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT.
PENGELOLAAN PLTMH TEKNIK ENERGI TERBARUKAN – TEKNIK ENERGI HIDRO
171 Gambar 3. 73 Mengukur Resistansi Transistor BJT
Indikasi transistor
Sebuah transistor diberi indikasi/nama seperti misalnya 2S 0. . . , Sementara itu, IS berarti sebuah dioda. Metoda indikasi ditunjukkan pada Gbr. 2.39 Huruf A, B, C dan D diikuti 2S memperlihatkan karakteristik transistor karena itu sangat penting untuk diketahui.
PENGELOLAAN PLTMH TEKNIK ENERGI TERBARUKAN – TEKNIK ENERGI HIDRO
172 Karakteristik transistor
Pada karakteristik transistor sebuah huruf yang menyatakan frekuensi yang digunakan dan tipe dari junction (hubungan) adalah sangat penting, bersama batas maksimum, penguatan arus (hFF atau hfe), juga frekuensi cut off (patah) transistor. Semuanya diperlihatkan pada daftar karakteristik. Karakteristik tersebut berubah pada pemakaian frekuensi yang melebihi fab (j,.). Jika transistor diganti dengan tipe yang sama maka tidak timbul masalah. Akan tetapi, jika diganti dengan tipe yang berbeda maka tidak akan bekerja bahkan mungkin menjadi rusak.
Gambar 3. 75 Bentuk Transistor
Gambar 3. 76 Berbagai Macam Transistor Arus bias
Ada tiga konfigurasi yang umum untuk merangkai transistor, yaitu rangkaian Common Emitter (CE), Common Collector (CC), dan Common Base (CB). Akan tetapi, saat ini akan dijelaskan lebih detail mengenai konfigurasi transistor rangkaian CE. Dengan menganalisa rangkaian CE dapat diketahui beberapa parameter penting dan berguna terutama untuk memilih transistor yang tepat untuk aplikasi tertentu. Tentu untuk
PENGELOLAAN PLTMH TEKNIK ENERGI TERBARUKAN – TEKNIK ENERGI HIDRO
173
aplikasi pengolahan sinyal frekuensi audio semestinya tidak menggunakan transistor power sebagai contohnya.
Arus Emiter
Dari hukum Kirchhoff diketahui bahwa jumlah arus yang masuk ke satu titik akan sama jumlahnya dengan arus yang keluar. Jika hukum tersebut diaplikasikan pada transistor maka hukum itu menjelaskan hubungan.
IE = IC + IB
Gambar 3. 77 Arus Emitor
Persamaan (1) tersebut mengatakan arus emiter IE adalah jumlah dari arus kolektor IC
dengan arus base IB. Arus IB sangat kecil sekali atau disebutkan IB << IC karena itu dapat di nyatakan
IE = IC Alpha ()
Pada tabel data transistor (databook) sering dijumpai spesifikasi dc (alpha dc) yang tidak lain adalah
dc = IC/IE
Defenisinya adalah perbandingan arus kolektor terhadap arus emitor.
Besar arus kolektor umumnya hampir sama dengan besar arus emiter. Oleh karena itu, idealnya besar dc adalah = 1 (satu). Akan tetapi, umumnya transistor yang ada memiliki dc kurang lebih antara 0.95 sampai 0.99.
Beta ()
PENGELOLAAN PLTMH TEKNIK ENERGI TERBARUKAN – TEKNIK ENERGI HIDRO
174
= IC/IB
adalah parameter yang menunjukkan kemampuan penguatan arus (current gain) dari suatu transistor. Parameter ini tertera di databook transistor dan sangat membantu para perancang rangkaian elektronika dalam merencanakan rangkaiannya.
Misalnya, jika suatu transistor diketahui besar =250 dan diinginkan arus kolektor sebesar 10 mA maka berapakah arus bias base yang diperlukan. Tentu jawabannya sangat mudah, yaitu
IB = IC/b = 10mA/250 = 40 uA
Arus yang terjadi pada kolektor transistor yang memiliki = 200 jika diberi arus bias base sebesar 0.1mA adalah
IC = .IB = 200 x 0.1mA = 20 mA
Berdasarkan rumusan ini, lebih terlihat defenisi penguatan arus transistor, yaitu sekali lagi, arus base yang kecil menjadi arus kolektor yang lebih besar.
Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori, yaitu a. Materi semikonduktor; germanium, silikon, gallium arsenide.
b. Kemasan fisik; through hole metal, through hole plastic, surface mount, ic, dan lain-lain.
c. Tipe; UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET, serta pengembangan dari transistor, yaitu Integrated Circuit (IC) dan lain-lain.
d. Polaritas; NPN atau N-channel, PNP atau P-channel.
e. Maximum kapasitas daya; low power, medium power, high power.
f. Maximum frekuensi kerja; low, medium, atau high frequency, rftransistor,
microwave, dan lain-lain.
g. Aplikasi; amplifier, saklar, general purpose, audio, tegangan tinggi, dan lain-lain.
PENGELOLAAN PLTMH TEKNIK ENERGI TERBARUKAN – TEKNIK ENERGI HIDRO
175
PNP PNP1 PJFET PIGBT PDMOS PEMOS
Tran sisto r Darlingt on JFET IGBT D MOSF ET E MOSFET
Gambar 3. 78 Simbol Jenis-jenis Transistor