Transistor NPN Teori Serta Cara kerja Sebagai Saklar
Transistor NPN pertama kali ditemukan pada tahun 1947 di laboratorium Bell. “Dua polaritas” disingkat bipolar, oleh karena itu dinamakan transistor pertemuan bipolar, untuk mengetahui lebih lanjut mengenai transistor Bipolar silahkan baca Transistor Bipolar Penjelasan
BJT adalah perangkat tiga terminal dengan Collector (C), Base (B) dan Emitter (E). Mengidentifikasi terminal transistor membutuhkan diagram pin dari bagian BJT tertentu, itu akan tersedia di lembar data.
Ada dua jenis transistor BJT - NPN dan PNP. Dalam tutorial ini kita akan berbicara tentang transistor NPN.
Mari kita pertimbangkan dua contoh transistor NPN - BC547A dan PN2222A, yang ditunjukkan pada gambar di atas.
Berdasarkan proses fabrikasi, konfigurasi pin akan berubah dan detailnya akan tersedia di lembar data yang sesuai.
Ketika peringkat daya transistor meningkat, pendingin yang diperlukan harus dipasang ke badan transistor.
Transistor yang tidak bias atau transistor tanpa potensi yang diterapkan pada terminal mirip dengan dua dioda yang dihubungkan back-to-back seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Dioda D1 memiliki sifat konduksi terbalik berdasarkan konduksi maju dioda D2. Ketika arus mengalir melalui dioda D2, dioda D1 merasakan arus dan arus proporsional akan dibiarkan mengalir dalam arah sebaliknya dari terminal kolektor ke terminal emitor asalkan potensi yang lebih tinggi diterapkan pada terminal kolektor. Konstanta proporsional adalah Gain (β).
Cara Kerja Transistor NPN:
Seperti dibahas di atas, transistor adalah perangkat yang dikendalikan arus yang memiliki dua lapisan penipisan dengan potensi penghalang khusus yang diperlukan untuk mendifusi lapisan penipisan. Rangkaian Transistor sebagai switching
Potensi penghalang untuk transistor silikon adalah 0,7V pada 25 ° C dan 0,3V pada 25 ° C untuk transistor germanium. Jenis transistor yang paling umum digunakan adalah jenis silikon karena silikon adalah unsur paling melimpah di bumi setelah oksigen.
Operasi internal:
Konstruksi transistor npn adalah daerah kolektor dan emitor didoping dengan material tipe-n dan daerah basis didoping dengan lapisan kecil material tipe-p. Wilayah emitor sangat terkotori jika dibandingkan dengan wilayah kolektor. Ketiga wilayah ini membentuk dua persimpangan.
Mereka adalah persimpangan kolektor-basis (CB) dan persimpangan basis-emitor.
Ketika VBE potensial diterapkan melintasi persimpangan Base-Emitter yang meningkat dari 0V, elektron dan lubang mulai terakumulasi di daerah penipisan. Ketika potensi meningkat di atas 0.7V, tegangan penghalang tercapai dan terjadi difusi.
Oleh karena itu, elektron mengalir menuju terminal positif dan arus basis (IB) berlawanan dengan aliran elektron.
Selain itu, arus dari kolektor ke emitor mulai mengalir, asalkan tegangan VCE diterapkan pada terminal kolektor. Transistor dapat bertindak sebagai sakelar dan penguat.
Wilayah operasi versus Mode operasi:
- Daerah aktif, IC = β × IB - Operasi penguat
- Wilayah saturasi, IC = Arus saturasi - Operasi sakelar (Benar-benar ON)
- Daerah cut-off, IC = 0 - Operasi saklar (Sepenuhnya OFF)
Cara Kerja Transistor sebagai saklar:
Untuk menjelaskan dengan model PSPICE BC547A telah dipilih. Hal penting pertama yang harus diingat untuk menggunakan resistor pembatas arus di pangkalan. Thyristor Pengertian Dan Jenis
Arus basis yang lebih tinggi akan merusak BJT. Dari lembar data arus kolektor maksimum adalah 100mA dan penguatan yang sesuai (hFE atau β) diberikan.
Langkah-langkah untuk memilih komponen,
- Cari ahli arus kolektor arus yang dikonsumsi oleh beban Anda. Dalam hal ini akan menjadi 60mA (Relay coil atau Parallel LEDs) dan resistor = 200 Ohm.
- Untuk menggerakkan transistor ke dalam kondisi jenuh arus basis yang cukup harus disuplai sehingga transistor benar-benar ON. Menghitung arus basis dan resistor yang sesuai yang akan digunakan.
Untuk saturasi penuh, arus basis diperkirakan 0,6mA (Tidak terlalu tinggi atau terlalu rendah).
Jadi di bawah ini adalah rangkaian dengan 0V ke basis di mana sakelar dalam keadaan OFF.
a) Simulasi PSPICE BJT sebagai Switch, dan b) Kondisi Switch yang setara
Secara teoritis sakelar benar-benar terbuka tetapi secara praktis aliran arus bocor dapat diamati.
Arus ini dapat diabaikan karena berada dalam pA atau nA. Untuk pemahaman yang lebih baik tentang kontrol arus, transistor dapat dianggap sebagai resistor variabel di kolektor (C) dan emitor (E) yang resistansinya bervariasi berdasarkan arus yang melalui basis (B).
Awalnya ketika tidak ada arus yang mengalir melalui basis, resistansi di CE sangat tinggi sehingga tidak ada arus yang mengalir melaluinya.
Ketika potensi 0.7V & di atasnya diterapkan pada terminal dasar, sambungan BE berdifusi dan menyebabkan sambungan CB berdifusi. Sekarang arus mengalir dari kolektor ke emitor berdasarkan penguatannya.
a) Simulasi PSPICE BJT sebagai Switch, dan b) Kondisi Switch yang setara
Sekarang mari kita lihat bagaimana mengontrol arus keluaran dengan mengontrol arus basis. Mempertimbangkan IC = 42mA dan mengikuti rumus yang sama di atas kita mendapatkan IB = 0.35mA; RB = 14.28kOhms ≈ 15kOhms.
a) Simulasi PSPICE BJT sebagai Switch, dan b) Kondisi Switch yang setara
Variasi nilai praktis dari nilai yang dihitung disebabkan oleh turunnya tegangan transistor dan beban resistif yang digunakan.
Transistor sebagai penguat:
Amplifikasi adalah mengubah sinyal lemah menjadi bentuk yang dapat digunakan.
Proses amplifikasi telah menjadi langkah penting dalam banyak aplikasi seperti sinyal transmisi nirkabel, sinyal penerimaan nirkabel, pemutar Mp3, ponsel, dan lain-lain, Transistor dapat memperkuat daya, tegangan, dan arus pada konfigurasi yang berbeda.
Beberapa konfigurasi yang digunakan dalam rangkaian penguat adalah
- Penguat emitor umum
- Penguat kolektor umum
- Penguat basis umum
Dari tipe di atas tipe common emitter adalah konfigurasi yang populer dan paling banyak digunakan.
Operasi terjadi di wilayah aktif, rangkaian penguat common emitter satu tahap adalah contohnya.
Titik bias DC yang stabil dan penguatan AC yang stabil penting dalam mendesain amplifier. Nama penguat satu tahap ketika hanya satu transistor yang digunakan.
Di atas adalah rangkaian penguat satu tahap di mana sinyal lemah yang diterapkan pada terminal basis diubah menjadi β kali sinyal aktual di terminal kolektor.
Tujuan:
CIN adalah kapasitor kopling yang memasangkan sinyal input ke basis transistor. Dengan demikian kapasitor ini mengisolasi sumber dari transistor dan hanya memungkinkan sinyal ac untuk melewatinya.
CE adalah kapasitor bypass yang bertindak sebagai jalur resistansi rendah untuk sinyal yang diperkuat.
COUT adalah kapasitor kopling yang memasangkan sinyal keluaran dari kolektor transistor.
Dengan demikian kapasitor ini mengisolasi output dari transistor dan hanya memungkinkan sinyal ac yang lewat.
R2 dan RE memberikan stabilitas ke penguat sedangkan R1 dan R2 bersama-sama memastikan stabilitas di titik bias DC dengan bertindak sebagai pembagi potensial.
Operasi:
Sirkuit beroperasi secara instan untuk setiap interval waktu. Sederhananya untuk memahami, ketika tegangan ac pada terminal basis meningkat, peningkatan arus yang sesuai mengalir melalui resistor emitor.
Dengan demikian, peningkatan arus emitor ini meningkatkan arus kolektor yang lebih tinggi untuk mengalir melalui transistor yang menurunkan penurunan emitor kolektor VCE.
Demikian pula ketika tegangan input ac berkurang secara eksponensial, tegangan VCE mulai meningkat karena penurunan arus emitor.
Semua perubahan tegangan ini tercermin secara instan pada keluaran yang akan menjadi bentuk gelombang masukan terbalik, tetapi diperkuat.
Skill Comes From Within Yourself, Not Other Or Family, So Be Enthusiastic For Yourself.
0 Response to " Transistor NPN Teori Serta Cara kerja Sebagai Saklar"
Post a Comment