Transistor & Operational Amplifier

(1)

Transistor & Operational Amplifier

Dimas Firmanda Al Riza, ST, M.Sc

(2)

Content

• Transistor: Pengertian, Jenis, Cara Kerja

• Dasar Operational Amplifier

(3)

Pengertian

•Transistor merupakan salah satu jenis komponen aktif

•Transistor dapat digunakan sebagai penguat, sebagai saklar elektronik, pen-stabil tegangan, modulasi sinyal dsb.

•Transistor dapat berfungsi

semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET).

(4)

JENIS-JENIS TRANSISTOR

(5)

BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR

BJT memiliki 3 terminal, yaitu Basis (B),

Emitor (E) dan Kolektor (C).

(6)

TRANSISTOR BJT NPN

(7)

APLIKASI TRANSISTOR

• Aplikasi Transistor Sebagai Saklar

Prinsip Kerja Aplikasi Transistor BJT sebagai saklar: Aplikasi Transistor sebagai saklar memanfaatkan daerah kerja transistor yaitu Daerah Cut-off (switch OFF) dan daerah saturation (switch ON).

(8)

Lanjutan...

• Prinsip Kerja Aplikasi Transistor MOSFET sebagai saklar

MOSFET sebagai saklar juga memanfaatkan daerah Cut-off dan daerah saturation.

(9)

Pilihan

R

tergantung kemampuan IC

mengeluarkan arus

(source) atau

dimasuki arus (sink)

relay

relay relay

200mA

100mA R

25mA

R

(10)

BJT vs FET

•BJT selalu memerlukan arus basis I_B, walaupun arus ini

kecil, tetapi tidak bisa diabaikan, terutama sekali saat BJT digunakan sebagai saklar, pasti dibutuhkan arus yang

cukup besar untk membuat transistor jenuh.

•Dengan perantaraan FET, kita dapat menghubungkan peralatan komputer atau transduser yang tidak bisa menghasilkan arus, dengan alat yang lebih besar.

•FET bisa digunakan sbg bufer, sehingga tidak membutuhkan arus dari komputer/trasduser.

•Teknologi modern pembuatan IC, ternyata dimensi transistor FET bisa dibuat sangat kecil, sehingga

pembuatan IC saat ini berdasarkan transistor FET ini.

(11)

BJT vs FET

BJT

Base (B)

Collector (

C

⁾

Emitter (E) Base current

Collector current

Collector-Emitter Voltage

FET

Gate (

G

⁾

Drain(

D

⁾

Source(

S

⁾

Gate Voltage Drain current

Drain-source voltage

(12)

FIELD EFFECT TRANSISTOR

Adalah Transistor yang bekerja berdasarkan

prinsip medan listrik, jadi tidak berdasarkan

arus umpan pada basis tapi berdasarkan

beda potensial

(13)

13

• JFET (Junction FET)

• MOSFET (Metal Oxide Silikon FET)

• PMOS ( MOS saluran P)

• NMOS (MOS saluran N)

• Masih banyak lagi

JENIS TRANSISTOR FET

(14)

Junction FETs

(15)

JFET saluran N

(16)

Daerah deplesi membesar dengan bertambahnya tegangan balik

(17)

(18)

Saluran N

(19)

(20)

SIMBOL

• http://www.mikroe.com/old/books/keu/04.htm

• Huruf 1 (A = Germanium, B = Silikon)

• Huruf 2

C - low and medium power LF transistor, D - high power LF transistor,

F - low power HF transistor, G - other transistors,

L - high power HF transistors, P - photo transistor,

S - switch transistor,

U - high voltage transistor.

(21)

Transistor sebagai penguat arus

(22)

Operasi sakelar elektronik – low power

to control high power

(23)

(24)

Operational Amplifier (Op-Amp)

• Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op- amp merupakan suatu jenis penguat

elektronika dengan sambatan (coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor

penguatan atau gain) sangat besar

dengan dua masukan dan satu keluaran.

(25)

Fungsi Op-amp

•

Audio amplifiers

▫Speakers and microphone circuits in cell

phones, computers, mpg players, boom boxes, etc.

•

Instrumentation amplifiers

▫Biomedical systems including heart monitors and oxygen sensors.

•

Power amplifiers

•

Analog computers

▫Combination of integrators, differentiators, summing amplifiers, and multipliers

(26)

Simbol Op-amp ideal dan riil

OpAmp uA741

LM111 LM324

(27)

Terminal Op-amp

Non- inverting

Input terminal

Inverting input terminal

Output terminal Positive power

supply (Positive rail)

Negative power supply

(Negative rail)

(28)

Rangkaian Ekuivalen

v_d = v₂ – v₁

A is the open-loop voltage

v

₂ gain

v

₁

Voltage controlled

voltage source

(29)

Nilai parameter-parameter Op-amp

Parameter Variable Typical

Ranges Ideal Values Open-Loop

Voltage Gain

A 10⁵ to 10⁸

∞

Input

Resistance Ri 10⁵ to 10¹³

W

∞

^W

Output

Resistance Ro 10 to 100 W 0 W Supply

Voltage Vcc/V⁺

-Vcc/V^- 5 to 30 V

-30V to 0V N/A N/A

(30)

Datasheet

(31)

(32)

(33)

(34)

Output

•Tegangan output tak kan pernah

melampaui V_CC.

•Keluaran hanya

sampai ke tegangan saturasi yaitu 1 atau 2V dibawah VCC.

2 2















CC sat

V V

V

(35)

Operasi Kalang Terbuka

• Berfungsi sebagai komparator

• Tegangan output adalah +Vsat jika tegangan input non-inverting lebih tinggi dari tegangan input inverting

• Demikian juga, tegangan output adalah –Vsat jika tegangan input non-inverting lebih rendah dari tegangan input inverting

sat o

V v

v v

V v

v v

























(36)

Comparator

V v_ref 12 0.5

3 . 1 30

3 .

1  

 

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

Fungsi Lain

• PWM (Pulse Width Modulation)

• Current to Voltage Converter

• Summer

• Integrator

• Differentiator

• Filter

(42)