TUGAS MAKALAH ELEKTRONIKA DAYA “ BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR”
Disusun Oleh : Andreas Christovipnaldo (062.14.002) R. Cahaya Gumilang (062 14 006) Nanda Putra Pratama (062 14 012) Reza Iswadi Anwar 9062 14 035) Juliansyah Kennedy (062 14 045)
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr. Wb. Puji Syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, serta senantiasa memberikan kesehatan, kemampuan, dan kekuatan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan penyusunan laporan ini dengan tepat waktu. Penulisan laporan ini yang berjudul “Bipolar Junction Transistor” bertujuan untuk mengetahui dan memahami bagaimana karakteristik dari BJT dan kegunaannya dikehidupan. Walaupun banyak kendala penulis hadapi tetapi akhirnya penulis bisa menyelesaikannya. Selain itu, penyusunan laporan ini ditulis untuk memenuhi persyaratan perkuliahan yaitu Kerja Praktek Lapangan. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak mulai dari tahap persiapan, pelaksanaan, dan penyusunan laporan. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan ini masih ada kekurangan, karena sebagai manusia biasa tentu saja tidak luput dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak yang dapat digunakan untuk menyempurnakan laporan ini.
Wassalamu’alaikum wr. wb. Jakarta, Maret 2017
Penulis
DAFTAR ISI
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Sejarah transistor pada awalnya di temukan oleh William Shockley dan John Barden pada tahun 1948. Transistor awal mulanya di pakai dalam praktek pada tahun 1958. Pada saat ini ada dua jenis tipe transistor, yaitu transistor tipe P – N – P dan transistor jenis N – P – N. Dalam rangkaian difital, transistor di gunakan sebagai saklar untuk kecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat di rangkaian sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memory dan komponen lainnya. Kebanyakan ahli sejarah mengira bahwa dunia elektronika dimulai ketika Thomas Alpha Edison menemukan bahwa filamen panas memancarkan elektron (1883). Untuk merealisasi nilai komersial dari penemuan Edision, Fleming mengembangkan dioda hampa (1904). Deforest menambahkan elektroda ketiga untuk mendapatkan trioda hampa (1906). Sampai 1950, tabung hampa mendominasi elektronik; mereka digunakan dalam penyearah, penguat, osilator, modulator, dan lain-lainnya. Ada beberapa alasan yang menyebabkan berkurangnya penggunaan tabung hampa dimasa sekarang ini. Hal ini dapat dilihat dari perbedaannya yang sangat mencolok jika dibandingkan dengan transistor begitu pula dengan kelebihan dan kekurangannya. Perbedaan tabung hampa dengan transistor adalah sebagai berikut: 1. Pada tabung hampa: Tabung hampa mempunyai fisik besar dan kurang praktis. Tabung hampa mempunyai tiga kaki yang terdiri dari Anoda, Katoda, dan Kasa kemudi. Tabung hampa banyak terbuat dari kaca sehingga rangkaian di dalamnya tampak dengan nyata. Tabung hampa tidak tahan terhadap goncangan. Memerlukan Tegangan atau energi yang cukup besar. 2. Pada transistor: Bentuk fisik kecil dan praktis. Transistor mempunyai tiga kaki yan terdirti dari: Basis, Kolektor, dan Emitor. Rangkaian dalam transistor tak kelihatan dari luar karena terbungkus plat atau mika. Transistor than terhadap goncangan.
Transistor hanya membutuhkan tegangan atau energi listrik yang minimum, hanya kira-kira beberapa volt saja. Sejak ditemukannya transistor maka terjadilah revolusi di dalam dunia elektronika, karena transistor memiliki keuntungan yang lebih dibanding tabung hampa. Namun pada dasarnya, antara tabung hampa dengan transistor hampir sama dengan tabung elektroda atau tabung elektron.
1.2. Rumusan Masalah 1) Bagaimana struktur Bipolar Junction Transistor? 2) Bagaimana prinsip kerja Bipolar Junction Transistor?
1.3. Tujuan Tujuan dari pembuatan makalah tentang Bipolar Junction Transistor adalah mengetahui bagaimana struktur dan karakteristik dari BJT dan prinsip kerja dari sebuah BJT serta manfaat penggunaan sebuah BJT dalam kehidupan sehari-hari yang bisa diaplikasikan.
1.4. Manfaat Manfaat dari makalah ini adalah bisa menjelaskan kembali apa manfaat dari BJT serta pengaplikasian langsung untuk alat-alat yang menggunakan BJT
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Pengertian BJT Bipolar Junction Transistor (BJT) adalah perangkat semikonduktor pertama yang memungkinkan untuk kontrol penuh atas perputaran yang berfungsi untuk mematikan operasi. Transistor BJT sering disebut transistor saja, transistor berdasarkan susunan semikonduktor pembentuknya dapat dibagi menjadi 2 tipe transistor yaitu : tipe PNP (Positif – Negatif – Positif) dan Tipe NPN (Negatif – Positif – Negatif ). Gambar 2.1. berikut ini menunjukan perbedaan simbol transistor NPN dan Transistor PNP.
Gambar 2.1. Struktur NPN dan PNP
Kaki emitor (e) adalah kaki yang memiliki tanda anak panah. Kaki basis (b) adalah kaki tengah pada simbol dan sisanya kaki kolektor (c). Transistor terbuat dari gabungan 3 jenis semikonduktor. Untuk transistor NPN tersusun oleh semikonduktor tipe P yang diapit oleh 2 buah semikonduktor tipe N, sedangkan transistor PNP terbuat dari semikonduktor tipe N yang diapit oleh 2 buah semikonduktor tipe P seperti pada gambar 1. Kedua tipe transistor ini dapat disamakan dengan gabungan 2 buah dioda seperti pada gambar 2 berikut ini.
Gambar 2.2. Gabungan 2 buah diode dapat digunakan untuk menjelaskan transistor
Transistor mempunyai 3 kaki yaitu kaki emitor, kaki kolektor dan kaki basis, artinya di dalam transistor juga terdapat 3 buah area yaitu area emitor, area kolektor dan area basis. Gambar 3 menunjukan 3 area yang terdapat di dalam transistor.
Gambar 2.3. Konstruksi Transistor NPN
Gambar
3
menunjukan
konstruksi
transistor
NPN.
Terlihat
lapisan
tipis
semikonduktor tipe P yang diapit oleh 2 semikonduktor tipe N. Semikonduktor tipe N yang lebih kecil akan menjadi daerah emitor. Pada semikonduktor tipe N yang menjadi daerah emitor ini disisipkan lebih banyak logam pengotor dibandingkan dengan semokonduktor tipe N yang menjadi daerah kolektor, sehingga pada daerah emitor lebih banyak terdapat elektron bebas dibandingkan dengan daerah kolektor, walaupun kedua daerah ini dibuat dari bahan yang sama yaitu semikonduktor tipe N. Semokonduktor tipe P yang menjadi daerah basis dibuat tipis dan banyak mengandung muatan positif (lubang).
Untuk menjelaskan cara kerja transistor ketiga daerah ini dapat digambar seperti pada gambar 2.4. berikut ini.
Gambar 2.4. Sketsa tiga daerah pada transistor
Bila 2 semikonduktor yang berbeda misalnya tipe N dan tipe P disambung, maka pada bagian sambungan akan timbul lapisan penyangga atau lebih tepat disebut depletion layer. Pada transistor karena dibuat dari sambungan 3 jenis semikondutor, maka terdapat 2 lapisan penyangga (depletion layer) yaitu antara sambungan daerah emitor dengan basis dan sambungan antara basis dengan kolektor. Karena daerah emitor memiliki elektron bebas lebih banyak, maka tebal lapisan deplesi antara sambungan emitor-basis akan lebih tebal dibandingkan dengan sambungan basis kolektor. Besar tegangan untuk melewati lapisan penyangga ini adalah 0,7 V untuk semikonduktor dari bahan silikon dan 0,3 V untuk semikonduktor dari bahan germanium. Tegangan ini identik dengan tegangan Knee (Vknee) pada dioda.
2.2. Prinsip Kerja BJT Transistor tipe BJT baru akan bisa bekerja jika kaki-kakinya diberi tegangan bias. Ada banyak metode yang dapat digunakan untuk memberi tegangan bias dan masing-masing metode memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri-sendiri. Pada pokok bahasan ini akan dibahas proses pemberian tegangan bias pada kaki basis atau disebut bias basis. Gambar berikut ini menunjukan rangkaian pemberi tegangan bias pada transistor NPN.
Gambar 2.5. Forward-Reverse Bias pada BJT Gambar 2.5. menunjukkan rangkaian kedua jenis transistor npn dan pnp dalam mode operasi aktif transistor sebagai amplifier. Pada kedua rangkaian, sambungan base-emiter (BE) dibias maju (forward-biased) sedangkan sambungan base-kolektor (BC) dibias mundur (reverse-biased). Sebagai gambaran dan ilustrasi kerja transistor BJT, misalkan pada transistor npn (gambar 2.6.). Ketika base dihubungkan dengan catu tegangan positif dan emiter dicatu dengan tegangan negatif maka daerah depletion BE akan menyempit. Pencatuan ini akan mengurangi tegangan barrier internal sehingga muatan mayoritas (tipe n) mampu untuk melewati daerah sambungan pn yang ada. Beberapa hole dan elektron akan mengalami rekombinasi di daerah sambungan sehingga arus mengalir melalui device dibawa oleh hole pada base(daerah tipe-p) dan elektron pada emiter (daerah tipe-n ). Karena derajat doping pada emiter (daerah tipe n) lebih besar daripada base (daerah tipe p), arus maju akan dibawa lebih banyak oleh elektron. Aliran dari muatan minoritas akan mampu melewati sambungan pn sebagai kondisi reverse bias tetapi pada skala yang kecil sehingga arus yang timbul pun sangat kecil dan dapat diabaikan.
Elektron banyak mengalir dari emiter ke daerah base yang tipis. Karena daerah base berdoping sedikit, elektron pada hole tidak dapat berekombinasi seluruhnya tetapi berdifusi ke dalam daerah depletion BC. Karena base dicatu negatif dan kolektor dicatu positif (reverse bias), maka depletion BC akan melebar. Pada daerah depletion BC, elektron yang mengalir dari emiter ke base akan terpampat pada daerah depletion BC. Karena pada daerah kolektor terdapat muatan minoritas (ion positif) maka pada daerah sambungan BC akan terbentuk medan listrik oleh gaya tarik menarik antara ion positif dan ion negatif sehingga elektron tertarik kedaerah kolektor. Arus listrik kemudian akan mengalir melalui device.
Gambar 2.6. Prinsip kerja NPN BJT
Sama halnya dengan transistor NPN, hanya pada transistor PNP polaritas tegangan dibalik seperti pada gambar 2.7. berikut ini.
Gambar 2.7. Pemberian tegangan forward bias pada PNP dan NPN BJT
Pada transistor PNP kaki kolektor dihubungkan ke kutub negatif sumber tegangan (VCC) dan kaki emitor dihubungkan ke kutub positif sumber tegangan. Kutub negatif tegangan bias (VBB) dihubungkan ke kaki basis dan kutub positif tegangan bias bersama dengan kutub positif sumber tegangan dihubungkan menjadi ground. Bila pada transistor NPN yang menjadi ground adalah kutub negatif, maka pada transistor PNP yang menjadi ground adalah kutub positif.
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan Berdasarkan dari penjelasan di atas, maka BJT adalah transistor yang paling umum digunakan semua orang dan keberadaannya sangat dibutuhkan seperti pengunaan pada saklar dan lain-lain. BJT dibagi menjadi 2 tipe yaitu tipe P-N-P dan N-P-N.
DAFTAR PUSTAKA
https://tanotocentre.wordpress.com/2010/10/26/bipolar-junction-transistor-bjt/ http://mainlistrik.blogspot.co.id/2014/03/bipolar-junction-transistor-bjt.html
