Definisi Transistor UJT (UniJunction Transistor) dan BJT (Bipolar Junction Transistor)

Transistor UJT (UniJunction Transistor)

            Unijunction transistor merupakan sebuah komponen elektronik semi konduktor yang hanya mempunyai satu pertemuan.

            UniJunction Transistor mempunyai tiga saluran, sebuah emitor (E) dan dua basis (B1 dan B2). Basis dibentuk oleh batang silikon tipe-n yang terkotori ringan. Dua sambungan ohmik B1 dan B2 ditambahkan pada kedua ujung batang silikon. Resistansi di antara B1 dan B2 ketika emitor dalam keadaan rangkaian terbuka dinamakan resistensi antarbasis (interbase resistance).

Ada dua tipe dari transistor pertemuan tunggal, yaitu:

·         Transistor pertemuan tunggal dasar, atau UJT, adalah sebuah peranti sederhana yang pada dasarnya adalah sebuah batangan semikonduktor tipe-n yang ditambahkan difusi bahan tipe-p di suatu tempat sepanjang batangan, menentukan parameter ɳ dari peranti. Peranti 2N2646 adalah versi yang paling sering digunakan.

·         Transistor pertemuan tunggal dapat diprogram, atau (Programmable Unijunction Transistor) PUT, sebenarnya adalah saudara dekat tiristor. Seperti tiristor, ini terbentuk dari empat lapisan P-N dan mempunyai sebuah anode dan sebuah katode yang tersambung ke lapisan pertama dan lapisan terakhir, dan sebuah gerbang yang disambungkan ke salah satu lapisan tengah. Penggunaan PUT tidak dapat secara langsung dipertukarkan dengan penggunaan UJT, tetapi menunjukkan fungsi yang mirip. Pada konfigurasi sirkuit konvensional, digunakan dua resistor pemrogram untuk mengeset parameter ɳ dari PUT, pada konfigurasi ini, UJT berlaku seperti UJT konvensional. Peranti 2N6027 adalah contoh dari peranti ini.

            Cara kerja UniJunction Transistor yaitu UJT dipanjar dengan tegangan positif di antara kedua basis. Ini menyebabkan penurunan tegangan disepanjang peranti. Ketika tegangan emitor dinaikkan kira-kira 0,7V diatas tegangan difusi P (emitor), arus mulai mengalir dari emitor ke daerah basis. Karena daerah basis disupply sangat ringan, arus tambahan (sebenarnya muatan pada daerah basis) menyebabkan modulasi konduktifitas yang mengurangi resistansi basis di antara pertemuan emitor dan saluran B2. Pengurangan resistansi berarti pertemuan emitor lebih dipanjar maju, dan bahkan ketika lebih banyak arus diinjeksikam. Secara keseluruhan, efeknya adalah resistansi negatif pada saluran emitor. Inilah alasan mengapa UJT sangat berguna, terutama untuk sirkuit osilator sederhana.

            Penggunaan UniJunction Transistor yaitu pada osilator relaksasi, selain penggunaan pada osilator relaksasi, penggunaan UJT dan PUT yang paling penting adalah untuk menyulut tiristor (seperti SCR, TRIAC, dll). Faktanya, tegangan DC dapat digunakan untuk mengendalikan sirkuit UJT dan PUT karena waktu hidup peranti meningkat sesuai dengan peningkatan tegangan kendali DC. Penggunaan ini penting untuk pengendalian AC arus tinggi.

Salah satu contoh Aplikasi Unipolar Junction Transistor adalah sebagai Osilator Relaksasi. Osilator Relaksasi adalah Osilator dimana kondensator diisi sedikit demi sedikit dan lalu dikosongkan dengan cepat.

                                   Contoh Rangkaian Oscilator Relaksasi Dengan UJT

Dari contoh rangkaian oscilator relaksasi diatas rangkaian RC terdiri atas R1 dan C1 . Titik sambungan rangkaian RC dihubungkan dengan emitor dari UJT. UJT tidak akan berkonduksi sampai pada harga tegangan tertentu yang dicapai pada pengisian kapasitor. Saat terjadi konduksi sambungan E-B1 menjadi beresistansi rendah. Ini memberikan proses pengosongan C dengan resistansi rendah. Arus hanya mengalir lewat R3 saat UJT berkonduksi. Pada rangkaian ini sebagai R3 adalah speaker.

            Pada saat pertama kali diberi catu daya, osilator UJT dalam kondisi tidak berkonduksi sehingga titik sambungan RC  E- B1 mendapat bias mundur. Dalam waktu singkat muatan pada C1 akan terpenuhi (dalam hal ini ukuran waktu adalah R*C ). Dengan termuatinya C1 akan menyebabkan sambungan E- B1 menjadi konduktif atau memiliki resistansi rendah. Selanjutnya terjadi pengosoangan C1 lewat sambungan E- B1 yang memiliki resistansi rendah. Ini akan menghilangkan bias maju pada emitor. UJT selanjutnya menjadi tidak berkonduksi dan C1 mulai terisi kembali melalui R1 dan proses ini secara kontinu akan berulang.

        Osilator UJT dipakai untuk aplikasi yang memerlukan tegangan dengan waktu kenaikan (rise time) lambat dan waktu jatuh (fall time) cepat. Sambungan E- B1 dari UJT memiliki keluaran tipe ini. Antara B1 dan “ground” pada UJT menghasilkan pulsa yang tajam (spike pulse). Keluaran tipe ini biasanya digunakan untuk rangkaian pengatur waktu dan rangkaian penghitung. Sebagai kesimpulan osilator UJT sangat stabil dan akurat untuk konstanta waktu satu atau lebih rendah.

BJT (Bipolar Junction Transistor)

Tersusun atas tiga material semikonduktor terdoping yang dipisahkan oleh dua sambungan pn. Ketiga material semikonduktor tersebut dikenal dalam BJT sebagai emitter, base dan kolektor (Gambar 1). Daerah base merupakan semikonduktor dengan sedikit doping dan sangat tipis bila dibandingkan dengan emitter (doping paling banyak) maupun kolektor (semikonduktor berdoping sedang). Karena strukturnya fisiknya yang seperti itu, terdapat dua jenis BJT. Tipe pertama terdiri dari dua daerah n yang dipisahkan oleh daerah p (npn), dan tipe lainnya terdiri dari dua daerah p yang dipisahkan oleh daerah n (pnp). Sambungan pn yang menghubungkan daerah base dan emitter dikenal sebagai sambungan base-emiter (base-emitter junction), sedangkan sambungan pn yang menghubungkan daerah base dan kolektor dikenal sebagai sambungan base-kolektor (base-collector junction).

                                    Gambar 1. Dua Jenis Bipolar Junction Transistor (BJT)

Gambar 2 menunjukkan simbol skematik untuk bipolar junction transistor tipe npn dan pnp. Istilah bipolar digunakan karena adanya elektron dan hole sebagai muatan pembawa (carriers) didalam struktur transistor.

                                                Gambar 2. Simbol BJT tipe npn dan pnp

Prinsip Kerja Transistor

Gambar 3 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).

           Gambar 3. Forward-Reverse Bias pada BJT

Sebagai gambaran dan ilustrasi kerja transistor BJT, misalkan pada transistor npn (gambar 4). 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.

Sumber :

Anonim,. “Unijunction Transistor.”

http://www.americanmicrosemi.com/tutorials/unijunction.htm. Online

Anonim,. “Transistor Sambungan Tunggal.”

http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor_sambungan_tunggal. Online

Anonim,. “Unipolar Transistor.” http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_7/8.html. Online

Anonim,. “Konsep Dasar Oscilator Relaksasi.” http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/konsep-dasar-oscilator-relaksasi/. Online

https://id.wikipedia.org/wiki/Transistor_sambungan_dwikutub

https://tanotocentre.wordpress.com/2010/10/26/bipolar-junction-transistor-bjt/

Read More

Cara Kerja Serta Daerah Kerja Transistor

TRANSISTOR

Pengertian Transistor adalah komponen elektronika semikonduktor yang memiliki 3 kaki elektroda, yaitu Basis (Dasar), Kolektor (Pengumpul) dan Emitor (Pemancar). Komponen ini berfungsi sebagai penguat, pemutus dan penyambung (switching), stabilitasi tegangan, modulasi sinyal dan masih banyak lagi fungsi lainnya. Selain itu, transistor juga dapat digunakan sebagai kran listrik sehingga dapat mengalirkan listrik dengan sangat akurat dan sumber listriknya.

Jenis Jenis Transistor

1. Transistor NPN : Terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-p (tipis) yang disisipkan diantara dua semikonduktor tipe n.
   
2. Transistor PNP : Terdiri dari sebuah semikonduktor tipe-n (tipis) yang disisipkan diantara dua semikonduktor tipe p.
   
   

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 4(Empat) daerah Operasi Transistor, yaitu :

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

1. Daerah Aktif
   Daerah kerja transistor yang normal adalah pada daerah aktif, yaitu ketika  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).
2. Daerah Cut-Off
   
   Jika kemudian tegangan VCC dinaikkan perlahan-lahan, sampai tegangan VCE  tertentu yang menyebabkan 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.
    
3. Daerah 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 membuat tegangan VCE  belum mencukupi untuk dapat mengalirkan elektron.
4. Daerah Breakdown
   Dari kurva kolektor, terlihat jika tegangan VCE  lebih dari 40 V, arus IC menanjak naik dengan cepat. Transistor pada daerah ini disebut berada pada daerah breakdown. Seharusnya transistor tidak boleh bekerja pada daerah ini, karena akan dapat me-rusak transistor tersebut. Untuk berbagai jenis transistor nilai tegangan VCE max  yang diperbolehkan sebelum breakdown bervari-asi. VCE max  pada data book transistor selalu dicantumkan juga. 

Read More

Cara Kerja Dioda Sebagai Penyearah (RECTRIFIER)

Rangkaian Dioda Penyearah (RECTRIFIER)

Rectifier merupakan alat yang digunakan untuk mengubah arus bolak-balik Alternating Current menjadi sinyal sumber arus searah DC (Direct Current). Gelombang AC itu sendiri berbentuk seperti gelombang sinus yang hanya dapat dilihat dengan alat ukur Chathode Ray Oscilloscope (CRO). Rangkaian rectifier banyak menggunakan transformator step down yang digunakan untuk menurunkan tegangan sesuai dengan perbandingan transformasi transformator yang digunakan. Penyearah dibedakan mejadi 2 jenis, penyearah setengah gelombang (HALF WAVE RECTIFIER) dan penyearah dalam gelombang penuh (FULL WAVE RECTIFIER). Sedangkan penyearah gelombang penuh (FULL WAVE RECTIFIER) itu sendiri terbagi lagi menjadi 2 (dua) bagian yaitu : Penyearah gelombang penuh dengan center tap (CT), dan penyearah gelombang penuh dengan menggunakan dioda bridge.

Rectifier merupakan peralatan elektronika yang digunakan untuk mengubah tegangan listrik AC menjadi DC. Rectifer dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu ; Rectifier setengah gelombang dan rectifier gelombang penuh, sedangkan rectifier gelombang penuh masih dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu Rectifier gelombang penuh dengan menggunakan CT, dan Rectifier gelombang penuh dengan menggunakan jembatan dioda. Rectifier dapat digunakan untuk keperluan catu daya pada rangkaian elektronika seperti ; HT (handy talky), televisi, Pesawat radio CB (Cityzen Band), dan lain-lain.

Ada 3 bagian utama dalam penyearah gelombang pada suatu power supply yaitu, penurun tegangan (transformer), penyearah gelombang / rectifier (diode) dan filter (kapasitor) yang digambarkan dalam blok diagram berikut.

A. Penyearah Setengah Gelombang

Penyearah setengah gelombang merupakan rangkaian penyearah yang paling sederhana, yaitu yang terdiri dari satu dioda. Gambar 1 menunjukkan rangkaian penyearah setengah gelombang. Rangkaian penyearah setengah gelombang memperoleh masukan dari sekunder trafo yang berupa tegangan berbentuk sinus, vi = Vm Sin wt (gambar 1 (b)). Vm merupakan tegangan puncak atau tegangan maksimum. Harga Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO, sedangkan harga yang tercantum pada sekunder trafo merupakan tegangan efektif yang dapat diukur dengan menggunakan volt meter. Hubungan antara tegangan puncak Vm dengan tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms.

 

Half Wave rectifier

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat sinyal input berupa siklus positif maka dioda mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban (RL), dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatif maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak mengalir arus. Bentuk gelombang tegangan input (vi) ditunjukkan pada (b) dan arus beban (i) pada (c) dari gambar 1.

Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) adalah Rf, yang umumnya nilainya lebih kecil dari RL. Pada saat dioda OFF (mendapat bias mundur) resistansinya besar sekali atau dalam pembahasan ini dianggap tidak terhigga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0. Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada gambar (c) bentuknya arus searah (satu arah) yang harga rataratanya tidak sama dengan nol seperti pada arus bolak-balik.

Dalam perencanaan rangkaian penyearah, hal penting untuk diketahui adalah harga tegangan maksimum yang diijinkan terhadap dioda. Tegangan maksimum ini sering disebut PIV (peak- nverse voltage) atau tegangan puncak balik. Hal ini karena pada saat diode mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang mengalir dan semua tegangan dari sekunder trafo berada pada dioda.

Formulasi yang digunakan pada penyearah setengah gelombang sebagai berikut:

B.  Penyearah Gelombang Penuh

• Penyearah Gelombang Penuh Center Tap

Gambar di bawah  menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan trafo CT. Terminal sekunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan dengan titik CT sebagai titik tengahnya. Kedua keluaran ini masing- masing dihubungkan ke D1 dan D2, sehingga saat D1 mendapat sinyal siklus positip maka D2 mendapat sinyal siklus negatip, dan sebaliknya.

Dengan demikian, D1 dan D2 hidupnya bergantian. Namun karena arus i1 dan i2 melewati tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah. Rangkaian penyearah gelombang penuh ini merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang hidupnya bergantian setiap setengah siklus.

Tegangan puncak inverse yang dirasakan oleh dioda adalah sebesar 2Vm. Pada saat siklus positiF, dimana D1 sedang hidup (ON) dan D2 sedang mati (OFF), maka jumlah tegangan yang berada pada diode D2 yang sedang OFF tersebut adalah dua kali dari tegangan sekunder trafo.

• Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat dijelaskan melalui gambar 3. Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan positip dari siklus sinyal ac, maka :

·         D1 dan D3 hidup (ON), karena mendapat bias maju

·         D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3.

Apabila jembatan memperoleh siklus negatif, maka :

·         D2 dan D4 hidup (ON), karena mendapat bias maju

·         D1 dan D3 mati (OFF), karena mendapat bias mundur sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan D4.

Dengan demikian, arus yang mengalir ke beban (iL) merupakan penjumlahan dari dua arus i1 dan i2. Besarnya arus rata-rata pada beban adalah sama seperti penyearah gelombang penuh dengan trafo CT, yaitu:

Idc = 2Im/p = 0.636 Im

http://bagi-ilmu-elektronika.blogspot.co.id/2015/04/rangkaian-dioda-penyearah-rectifier.html

Read More