Daerah Kerja Transistor

Cara Kerja Transistor 

• Pikirkan transistor sebagai 2 dioda yang saling berlawanan.
• Sambungan emiter-basis merupakan bias maju akibat V2 sedangkan basis-kolektor sebagai bias mundur. Elektron akan mengalir dari emiter ke basis. Begitu elektron melewati basis, maka elektron akan menghadapi potensial positif dari kolektor. Karena basis sangat tipis, maka hampir semua elektron ke arah kolektor dan hanya sejumlah kecil (5%) dikumpulkan basis membentuk arus IB
• Arus basis sangat kecil (mikro ampere) sering diabaikan, sehingga yang sering dinamakan arus transistor adalah IE dan IC

IE = IC + IB

Daerah Operasi Transistor

Transistor mempunyai daerah Operasi Transistor, yaitu :

1. Daerah Aktif
2. Daerah CutOff
3. Daerah Saturasi

1. Cut Off

Jika tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE tertentu tiba-tiba arus IC mulai konstan. Pada saat perubahan ini, daerah kerja transistor berada pada daerah cut-off yaitu dari keadaan saturasi (On) menjadi keadaan mati (Off). Perubahan ini dipakai pada system digital yang hanya mengenal angka biner 1 dan 0 yang tidak lain dapat direpresentasikan oleh status transistor OFF dan ON.   

Misalkan pada rangkaian driver LED di samping, transistor yang digunakan adalah transistor dengan β = 50. Penyalaan LED diatur oleh sebuah gerbang logika (logic gate)  dengan arus output high = 400 uA dan diketahui tegangan forward LED, VLED = 2.4 volt. Lalu pertanyaannya adalah, berapakah seharusnya resistansi RL yang dipakai. 

IC = β IB = 50 x 400 uA = 20 mA. 

Arus sebesar ini cukup untuk menyalakan LED pada saat transistor cut-off. Tegangan VCE pada saat cut-off idealnya = 0, dan aproksimasi ini sudah cukup untuk rangkaian ini.

RL = (VCC - VLED - VCE) / IC

      = (5 - 2.4 - 0)V / 20 mA

      = 2.6V / 20 mA

      = 130 Ohm

2. Saturasi

Daerah saturasi adalah mulai dari VCE = 0 volt sampai kira-kira 0.7 volt (transistor silikon), yaitu akibat dari efek dioda kolektor-base yang mana tegangan VCE belum mencukupi untuk dapat menyebabkan aliran elektron.

3. Aktif

Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, dimana arus IC konstans terhadap berapapun nilai VCE. Dari kurva ini diperlihatkan bahwa arus IC hanya tergantung dari besar arus IB. Daerah kerja ini biasa juga disebut daerah linear (linear region). 

Jika hukum Kirchhoff mengenai tegangan dan arus diterapkan pada loop kolektor (Rangkaian CE), maka dapat diperoleh hubungan :

VCE = VCC - ICRC

Dapat dihitung dissipasi daya transistor adalah : 

PD = VCE.IC

Rumus ini mengatakan jumlah dissipasi daya transistor adalah tegangan kolektor-emitor dikali jumlah arus yang melewatinya.

Dissipasi daya ini berupa panas yang menyebabkan naiknya temperatur transistor. Umumnya untuk transistor power sangat perlu untuk mengetahui spesifikasi PDmax. Spesifikasi ini menunjukkan temperatur kerja maksimum yang diperbolehkan agar transistor masih bekerja normal. Sebab jika transistor bekerja melebihi kapasitas daya PDmax, maka transistor dapat rusak atau terbakar.