Apa itu Transistor? Transistor PNP dan Transistor NPN

Transistor / BJT (Bipolar Junction Transistor)

Transistor disebut dengan BJT (Bipolar Junction Transistor) karena fungsi transistor didasarkan pada pembawa muatan mayoritas (F.b) dan pembawa muatan minoritas (R.b). Ini adalah kondisi pertama yang membawa transistor sebagai Bipolar Junction Transistor.

Ketika dua dioada PN-Junction ditempatkan saling membelakangi atau berlawanan satu sama lain, kita mendapatkan transistor dengan dua junction. Ini adalah kondisi kedua yang membawa transistor sebagai BJT (Bipolar Junction Transistor).

Dari susunan ini, terdapat dua jenis transistor, yaitu transistor tipe PNP dan transistor tipe NPN.

Transistor tipe PNP

Transistor tipe NPN

Untuk transistor tipe PNP, lapisan tipis semikonduktor tipe-N diapit di antara dua semikonduktor tipe-P. Sedangkan untuk transistor tipe NPN, lapisan tipis konduktor tipe-P diapit diantara dua semikonduktor tipe-N.

Transistor PNP dan NPN memiliki tiga region yaitu Emitter, Base, dan Collector.

Struktur Transistor PNP dan NPN

Simbol Transistor PNP dan NPN

Kepala panah selalu berada pada emitor dan menunjukan arah arus konvensional.

Pada transistor PNP, panah menunjuk dari emitor ke basis sehingga kita dapat mengatakan bahwa emitor adalah +ive sehubungan dengan basis

Sedangkan pada transistor NPN, panah mengarah dari basis ke emitor sehingga dapat dikatakan bahwa basis adalah basis +ive terhadap emitor.

Karenanya setiap transistor terdiri dari tiga region atau elektroda (emitor, basis dan kolektor).

Emitor

Emtitor merupakan bagian / wilayah kiri transistor. Emitor berfungsi untuk mensuplai muatan mayoritas ke basis. Pada transistor PNP emitor mensuplai hole charge ke base sedangkan pada transistor NPN emitor mensuplai elektron ke base.

Base

Base merupakan bagian / wilayah tengah transistor, sangat tipis (10m^-16) dibandingkan dengan emitor dan collector. Fungsi dari base adalah untuk mengontrol aliran muatan.

Persimpangan basis emitor bias maju. Persimpangan basis kolektor bias balik (memiliki resistansi tinggi).

Collector

Collector merupakan bagian / wilayah sebelah kanan dari transistor atau daerah yang terletak berlawanan dengan emitor. Kolektor berfungsi untuk mengumpulkan muatan mayoritas yang dibawa melalui basis.

Ukuran kolektor lebih tebal dibandingkan dengan basis dan emitor karena kolektor harus membuang banyak daya.

Transistor dibuat dengan proses

• Growing
• Alloying
• Diffusion

Dalam transistor “T” untuk transfer dan “R” untuk resistansi yaitu(T / r adalah transfer resistansi) ini mentransfer resistansi basis emitor (resistansi rendah) ke resistansi basis kolektor (resistansi tinggi). Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa T / r mentransfer resistansi rendah ke resistansi yang lebih tinggi.

Transistor adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang dikendalikan arus. Arus dikendalikan oleh bias maju dan bias terbalik.

Ada dua jenis sirkuit

1. Sirkuit analog
2. Sirkuit digital

Pada rangkaian analog fungsi transistor adalah memperkuat sinyal sehingga digukanan sebagai penguat. Sedangkan pada rangkaian digital T / r digunakan sebagai saklar atau gerbang.

Biasing Transistor

Agar transistor berfungsi dengan baik, penting untuk menyuplai tegangan dengan polaritas yang benar di dua persimpangannya. Untuk persimpangannya sendiri adalah

Emitter base junction

Collector base junction

Untuk pembiasan yang benar, emitter base juntion adalah bias maju dan collector base junction adalah bias terbalik. Karena terdapat dua jenis transistor maka akan dibahas mengenai biasing dan kerja kedua transistor.

Biasing dan cara kerja Transistor PNP t / r

Struktur

Simbol

Mempertimbangkan emitter base junction seperti yang ditunjukan pada gambar. terminal + ive pada Baterai (VEE) dihubungkan dengan emitor tipe-P. Jadi emitter base junction bias maju (memiliki resistansi lebih sedikit).

Emitor terdiri dari semikonduktor tipe-P. Seperti yang kita tahu bahwa semikonduktor tipe-P terdiri dari lubang karena pembawa mayoritas lubang ini didorong atau ditarik ke base karena + ive terminal (VEE) dari baterai karena kita tahu muatan yang sama saling tolak sehingga + ive terminal baterai akan menolak menuju base dan akibat tolakan ini lubang emitor saat ini “I _E“.

Arah arus konvensional dan arus emitor ditunjukan pada gambar diatas. Daerah / bagian tengah T / r disebut base. Basis dikotori ringan. Ini sangat tipis dibandingkan dengan emitor dan kolektor..

Basis terdiri dari dari semikonduktor tipe-N. Karena ukurannya yang lebih kecil, basis memiliki lebih sedikit elektron. Elektron ini bergabung dengan bberapa lubang yang berasal dari emitor. Jadi akan ada rekombinasi lubang dan elektron yang sangat sedikit, hampir sekitar 2 hingga 5% dari total lubang (100%) yang berasal dari emitor.

Jadi ini akan menjadi arus basis “I _B“. Jadi sisa 95 sampai 98% lubang yang berasal dari emitor tidak akan bergabung kembali karena jumlah elektron yang lebih sedikit di base. Sekarang apa yang terjadi pada lubang-lubang ini yang masi di base, untuk memahaminya sekarang kita sampai pada Collector Base Junction.

Terminal -ive dari baterai “Vcc” dihubungkan dengan kolektor tipe-P basis sehingga pertemuan basis kolektor dibalikkan. Seperti yang bisa kita lihat pada gambar. Sebagai collector base junction bias terbalik sehingga tidak akan ada aliran lubang dari collector ke base tetapi aliran hole akan berlawanan arah yaitu dari base ke collector dan pergerakkan disebabkan oleh -ive terminal baterai, seperti yang kita ketahui perbedaan muatan menarik satu sama lain sehingga -ive terminal “Vcc” akan menarik 95 sampai 98% hole dari base.

Lubang yang disediakan oleh emitor menuju ke kolektor melalui basis ini akan membentuk arus kolektor “Ic” arus kolektor sama dengan arus emitor karena arus basis sangat kecil, tetapi dalam prakteknya emitor sama dengan jumlah arus basis dan arus kolektor itu adalah I_E=I_B+I_C

Biasing dan cara kerja transistor NPN t / r

Struktur

Simbol

Mempertimbangkan Emitter base junction seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, terminal -ive “Vee” baterai dihubungkan dengan emitor tipe-N sehingga pertemuan basis emitor bias maju (memiliki resistansi lebih kecil).

Emitor terdiri dari semikonduktor tipe-N dan seperti yang kita bahwa semikonduktor tipe-N terdiri dari elektron karena mayoritas membawa elektron-elektron ini didorong atau ditarik ke basis, karena terminal -ive dari baterai “Vee” seperti yang kita ketahui muatan yang sama akan saling tolak menolak sehingga terminal -ive baterai akan menolak elektron dan karena tolakan ini elektron akan melintasi persimpangan ini akan membentuk arus emitor “Ie”.

Bagian tengah t / r disebut base seperti yang telah ditunjukkan pada gambar. Base dikotori ringan sehingga sangat tipis dibandingkan dengan emitor dan karena ukurannya yang lebih kecil, base memiliki sedikit lubang dan elektron karena terbuat dari semikonduktor tipe-P sehingga rekombinasi lubang dan elektron akan sangat sedikit.

Hampir sekitar 2 sampai 5% elektron yang berasal dari emitor ini akan membentuk arus basis “I_B” sehingga 95 sampai 98% elektron tersisa yang berasal dari emitor tidak akan bergabung kembali dengan lubang karena jumlahnya yang kecil, sekarang kita akan melihat apa yang terjadi pada 95 hingga 98% elektron yang ada di base. Untuk memahami hal ini sekarang kita sampai pada collector base junction.

Mempertimbangkan collector base junction seperti yang ditunjukkan pada gambar, terminal +ive baterai ((Vcc)) terhubung dengan semikonduktor tipe-N sehingga collector base junction bias terbalik (memiliki resistansi tinggi) sebagai collector base junction bias terbalik sehingga tidak akan ada aliran elektron dari kolektor ke basis, aliran elektron akan berlawanan arah yaitu dari basis ke kolektor dan aliran elektron dari basis ke kolektor ini hanya karena terminal +ive (Vcc) baterai sehingga terminal +ive (Vcc) akan menarik semua 95 sampai 98% elektron dari basis.

Elektron yang disediakan oleh emitor mengalir ke kolektor melalui basis ini membentuk arus kolektor “Ic”, arus kolektor sama dengan arus emitor karena arus basis sangat kecil, tetapi dalam peraktek sebenarnya arus emitor sama dengan jumlah arus basis dan arus kolektor sehingga

I_E=I_B+I_C

Aturan Penting Biasing

Transistor akan berfungsi jika dan hanya jika emitter base junction-nya bias maju dan collector base junction-nya bias terbalik.

Jadi aturan bias yang adalah untuk menjaga Emitter base junction sebagai bias maju dan collector base junction sebagai bias terbalik. Potensi yang berbeda ditentukan oleh langganan ganda yang yang sudah ditunjukkan oleh gambar. subskrip pertama mewakili titik atau terminal yang lebih +ive atau -ive maka pt atau terminal diwakili oleh subskrip kedua.

Untuk Transistor PNP

Pertama kita menerapkan aturan penting bias pada T / r ini sehingga kita menjaga emitter base junction sebagai bias maju dan collector base junction sebagai bias terbalik seperti pada gambar.

Pada PNP huruf N bernilai negatif untuk kolektor dan titik panah basis panah dari emitor ke basis berarti emitor +ive terhadap basis, bisa dilihat pada gambar di atas. Kolektor lebih -ive daripada basis atau sehubungan dengan basis.

Sekarang mari kita sampai pada perbedaan potensial. Beda potensial b / w emitter dan base ditulis sebagai V_EB dan beda potensial base dan collector ditulis sebagai V_BC seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini

Transistor NPN

Terapkan aturan bias yang sama.

Dalam NPN huruf P menjadi +ive untuk kolektor dan basis dan titik kepala panah dari basis ke emitor yang menunjukan bahwa basis +ive terhadap emitor. Selain itu jelas dari fig collector lebih (+ive) dari base.

Jadi beda potensial b / w basis dan emitor akan menjadi V_BE dan beda potensial b / w kolektor basis akan menjadi V_CB karena kolektor lebih +ive terhadap basis.

Gain Transistor

Gain transistor adalah perbandingan sinyal output dengan sinyal input. Matematis

Gain=sinyal output/sinyal input

Sinyal yang dimaksud bisa tegangan atau daya arus

Current Gain transistor

Ketika transistor bias dari bagian maksimum mayoritas yang dibawa jika emitor mencapai kolektor, mayoritas ini yang dibawa menyebabkan arus kolektor melewati kabel yang terhubung, maka arus kolektor ini adalah arus output dan arus emitor adalah arus input, rasio arus kolektor terhadap arus emitor disebut penguatan arus dari transistor matematis.

Current Gain dilambangkan dengan

=Ic / Ie

=I_C / I_E

Current gain juga dilambangkan dengan A atau alpha dc () nilainya selalu kurang dari satu seperti (0.99) tetapi tidak bisa 1

Current gain secara matematis

Tanda negatif menunjukkan bahwa Ic naik dari T/r sedangkan Ie masuk ke T/r

Mempertimbangkan hanya besarnya arus yang dapat kita tulis

Alfa dc ()=Ic/Ie

Alfa dc ini hanya dapat ditulis dan sama dengan Ic/Ie dan disebut arus maju.

Transfer rasio atau faktor amplifikasi dan dilambangkan dengan h_FB disini untuk maju dan B untuk basis umum yang basis adalah catatan ground yang diperoleh dengan konfigurasi basis bersama atau rangkaian basis bersama atau koneksi basis bersama.

dc menunjukkan bahwa rasio Ic dan Ie hanya dan hanya untuk nilai dc sebenarnya nilai menunjukan kualitas transistor, semakin tinggi nilai alpha semakin baik pula transistor tersebut; Sebuah transistor dianggap lebih baik jika arus kolektor Ic sama atau hampir sama dengan arus emitor Ie, tetapi dalam prakteknya tidak mungkin maka dapat dikatakan bahwa nilai ideal alpha adalah 1 dan nilai yang lebih baik berkisar atara 0.95 sampai 0.99 kebetulan ada alpha Ac untuk transistor yang dilambangkan dengan didefinisikan sebagai rasio perubahan arus kolektor.

Untuk arus emitor secara matematis dapat ditulis

Ini juga () disebut sebagai short circuit gain dari T/r dan dilambangkan dengan h_fb

Gain arus juga didefinisikan sebagai rasio arus kolektor terhadap arus basis yang secara matematis dilambangkan dengan B_dc

B_dc=I_C/I_B

Hal ini hanya dapat diperoleh dari rangkaian common emitter yang juga disebut sebagai rasio forward dc common emitter dilambangkan dengan h_FE nilai maksimum  β  adalah 500. Demikian pula untuk arus AC  β_ac=

Voltage gain transistor

Transistor berfungsi sebagai transfer resistansi agar emitter base junction tetap bias maju dan collector base junction tetap bias terbalik. Karena resistansi basis emitor bias maju (R_FB) menjadi sangat kurang yaitu 40 hingga 800Ω dan akan melewatkan lebih banyak arus dan penurunan tegangan rendah.

Dan resistansi basis kolektor (R_CB) karena bias terbalik menjadi sangat tinggi dan mencapai 10⁶Ω dan akan melewatkan arus yang sangat sedikit dan akan mengalami penurunan tegangan tinggi.

Penurunan tegangan pada sambungan basis kolektor V _out=I_CR_CB

Karena perbandingan tegangan output dan tegangan input disebut voltage gain

Secara matematis

Voltage gain=Vout/Vin

Menempatkan nilai

Voltage gain=I_CR_CB/I_ER_EB

=I_C/I_E.R_CB/R_EB

=dimana I_C/I_E sama dengan

=R_CB/R_EB

R_CB/R_EB adalah rasio resistansi output

Untuk memasukkan resistansi

V_gain=.Ar

Current gain=I_C/I_E=I_out/I_in

Power gain transistor

Power gain dilambangkan dengan A_P

A_p=P_out/P_in

=A_P=I²_out R_out/I²_inR_in

ketika I_out=I_C dan I_in=I_E

Demikian pula

Sebuah _P=I²_C.R_out/(IE)².R_in=(I_C/I_E)².R_out/R_in

²A_r

Maka power gain=A_P=²A_r

Konfigurasi Transistor

Pada dasarnya ada tiga jenis sambungan rangkaian untuk pengoperasian transistor dan disebut sebagai konfigurasi transistor yaitu

Konfigurasi common base

Di sini terminal basis umum untuk kedua input dan seperti keinginan untuk rangkaian output, struktur dan representasi simbol untuk konfigurasi common base diberikan sebagai

Dalam konfigurasi ini arus emitor (IE) adalah arus input dan arus kolektor (IC) adalah arus output, sinyal input diterapkan b/w emitor dan basis sementara diambil dari kolektor dan basis.

Current gain transistor dilambangkan dengan

∝=A1= dc=-IC / IE

Tanda gangguan dengan arus IC menunjukkan bahwa arus ini keruar dari dari tr sehingga hanya mempertimbangkan besarya arus

∝dc = IC / IE

Konfigurasi common emitter

di sini terminal common emitter untuk rangkaian input dan output.

Terminal base diambil sebagai input dan terminal kolektor diambil sebagai output, Susunannya ditunjukan sebagai berikut

Struktur

Simbol

Rasio arus kolektor dc ke arus basis dc disebut d.c β(βdc) atau hanya β secara matematis

Β_dc = β = I_C / Iβ

At juga disebut sebagai rasio transfer maju dc common emitter dan dilambangkan dengan h_FE memungkinkan B memiliki nilai setinggi 500

Saat menganalisis operasi ac dari T/r gunakan Ba.c, Bac adalah perubahan kolektor (∆IB)

Secara matematis

Ba.c = ∆IC / ∆IB

Ini juga disebut sebagai rasio arus maju ac common emitter dan ditulis sebagai h_FE seperti yang kita ketahui

IE= IC + IB —————-(1)

B= IC / IB

= IC= B.IB

Dimasukkan ke dalam persamaan (1)

= IE = BIB + IB

IE= IB(B+1)

atau

IE= (1+B)IB

Konfigurasi common collector

Di sini terminal common collector untuk terminal input dan output, struktur dan simbolnya sebagai berikut

Struktur

Simbol

Sinyal input diterapkan b/w basis dan kolektor sedangkan output diambil dari emitor dan kolektor. I_B adalah arus input dan I_E adalah arus output.

Gain arus T/r=arus output/arus input ———–(1)

=I_E / I_B ­———————(1)

x dan / keudanya berdampingan oleh I_C

Persamaan (1) akan menjadi

=I_E/I_B x I_C/I_C = I_E/I_C . I_C/I_B —————-(a)

Dimana I_C / I_B = β and I_E / I_C = 1/∝

Menempatkan nilai ini dalam persamaan (a)

= 1/∝.β = β/∝ = current gain of T/r

Untuk common collector

hubungan b/w ∝ and β :

Seperti yang kita ketahui bahwa untuk T/r I_E = I_C + I_B ——————-(i)

Menurut definisi ∝ = I_C/I_E ———————(ii)

Menurut definisi

Masukkan nilai IB dalam persamaan (ii)

β = I_C / I_E – I_C

/ penomoran dan penyebut oleh I_E

β = I_C/I_E /I_E – I_C /I_E

= I_C /I_E/1-I_C/I_E

=∝/1-∝

β= ∝/1-∝

β= β/1+β

karena I_B= I_C + I_B

∝= I_C / I_E = I_C / I_C+ I_B

/ penomoran dan penyebut oleh IB

∝ = I_C / I_B / I_C + I_B /I_B

= β / I_C /I_B+I_B/I_B

= β/β+1

∝=β/1+β