Koneksi Transistor Bipolar Junction

Definisi Bipolar Junction Transistor

Bipolar Junction Transistor (BJT) adalah perangkat tiga-terminal. Ini dapat berfungsi sebagai penguat atau saklar, membutuhkan satu sirkuit masukan dan satu sirkuit keluaran. Untuk menangani ini dengan hanya tiga terminal, satu terminal berfungsi sebagai koneksi umum untuk kedua masukan dan keluaran. Pilihan terminal umum tergantung pada aplikasinya. Ada tiga jenis koneksi transistor: umum basis, umum emiter, dan umum kolektor.

• Transistor Umum Basis

• Transistor Umum Emitter

• Transistor Umum Kolektor.

Satu hal yang perlu diingat bahwa apa pun koneksi transistor, tetapi junction basis-emiter harus dibiaskan maju dan junction basis-kolektor harus dibiaskan mundur.

Koneksi Umum Basis BJT

Di sini terminal basis bersama-sama untuk sirkuit masukan dan keluaran. Konfigurasi atau mode umum basis ditunjukkan dalam gambar di bawah ini. Di sini, mode umum basis dari transistor npn dan pnp ditunjukkan secara terpisah. Sirkuit emiter-basis diambil sebagai sirkuit masukan dan sirkuit kolektor-basis sebagai sirkuit keluaran.

Penguatan Arus

Di sini arus masukan adalah arus emiter IE dan arus keluaran adalah arus kolektor IC. Penguatan arus dipertimbangkan ketika kita hanya mempertimbangkan tegangan bias DC sirkuit dan tidak ada sinyal bolak-balik yang diterapkan pada masukan. Sekarang jika kita mempertimbangkan sinyal bolak-balik diterapkan pada masukan maka faktor penguatan arus (α) pada tegangan kolektor-basis konstan, akan menjadi

Di sini tampak bahwa baik penguatan arus maupun faktor penguatan arus tidak memiliki nilai lebih dari satu karena arus kolektor tidak mungkin lebih besar dari arus emiter. Tetapi seperti yang kita tahu bahwa arus emiter dan arus kolektor hampir sama pada bipolar junction transistor, rasio-rasio ini akan sangat mendekati satu. Nilainya umumnya berkisar dari 0,9 hingga bahkan 0,99.

Ekspresi Arus Kolektor

Jika sirkuit emiter terbuka, tidak akan ada arus emiter (IC = 0). Tetapi dalam kondisi ini, akan ada arus kecil yang mengalir melalui daerah kolektor. Ini disebabkan oleh aliran pembawa muatan minoritas dan ini adalah arus bocor balik. Sebagai arus ini mengalir melalui kolektor dan basis dengan terminal emiter terbuka, arus tersebut dinotasikan sebagai ICBO. Pada transistor berdaya kecil arus bocor balik ICBO cukup kecil dan umumnya kita abaikan selama perhitungan tetapi pada transistor berdaya tinggi arus bocor ini tidak bisa diabaikan. Arus ini sangat bergantung pada suhu jadi pada suhu tinggi arus bocor balik ICBO tidak bisa diabaikan selama perhitungan. Ekspresi ini membuktikan bahwa arus kolektor juga bergantung pada arus basis.

Karakteristik Koneksi Umum Basis

Karakteristik Masukan

Ini digambar antara arus masukan dan tegangan masukan transistor itu sendiri. Arus masukan adalah arus emiter (IE) dan tegangan masukan adalah tegangan emiter-basis (VEB). Setelah melewati potensial penghalang maju junction emiter-basis, arus emiter (IE) mulai meningkat pesat seiring peningkatan tegangan emiter-basis (VEB).

Hambatan masukan sirkuit adalah rasio perubahan tegangan emiter-basis (ΔV EB) terhadap arus emiter (ΔIE) pada tegangan kolektor-basis konstan (VCB = Konstan). Karena perubahan arus emiter cukup besar dibandingkan dengan perubahan tegangan emiter-basis (ΔIE >> ΔVEB), hambatan masukan transistor umum basis cukup kecil.

Karakteristik Keluaran

Arus kolektor hanya mendapatkan nilai konstan ketika ada bias balik yang cukup antara daerah basis dan kolektor. Inilah mengapa ada kenaikan arus kolektor dengan peningkatan tegangan kolektor-basis ketika tegangan ini memiliki nilai sangat rendah. Tetapi setelah tegangan kolektor-basis tertentu, junction kolektor-basis mendapatkan bias balik yang cukup sehingga arus kolektor menjadi konstan untuk arus emiter tertentu dan sepenuhnya bergantung pada arus emiter.

Dalam situasi tersebut, seluruh arus emiter kecuali arus basis berkontribusi pada arus kolektor. Karena arus kolektor menjadi hampir konstan untuk arus emiter tertentu pada wilayah karakteristik tersebut, kenaikan arus kolektor sangat kecil dibandingkan dengan kenaikan tegangan kolektor-basis.

Rasio perubahan tegangan kolektor-basis terhadap perubahan arus kolektor didefinisikan sebagai hambatan keluaran mode umum basis transistor. Secara alami, nilai hambatan keluaran sangat tinggi dalam mode umum basis transistor.

Koneksi Umum Emitter BJT

Koneksi Transistor Umum Emitter adalah koneksi transistor yang paling sering digunakan. Di sini terminal emiter bersama-sama untuk sirkuit masukan dan keluaran. Sirkuit yang terhubung antara basis dan emiter adalah sirkuit masukan dan sirkuit yang terhubung antara kolektor dan emiter adalah sirkuit keluaran. Mode umum emiter dari transistor npn dan pnp ditunjukkan secara terpisah dalam gambar di bawah ini.

Penguatan Arus

Dalam konfigurasi umum emiter, arus masukan adalah arus basis (IB) dan arus keluaran adalah arus kolektor (IC). Dalam bipolar junction transistor, arus basis mengontrol arus kolektor. Rasio perubahan arus kolektor (ΔIC) terhadap perubahan arus basis (ΔIB) didefinisikan sebagai penguatan arus transistor umum emiter. Dalam bipolar junction transistor, arus emiter (IE) adalah jumlah arus basis (IB) dan arus kolektor (IC). Jika arus basis berubah, arus kolektor juga berubah dan sebagai hasilnya arus emiter juga berubah sesuai.

Lagi pula, rasio perubahan arus kolektor terhadap perubahan arus emiter yang sesuai dinyatakan dengan α. Karena nilai arus basis cukup rendah dibandingkan dengan arus kolektor (IB << IC), penguatan arus dalam transistor umum emiter cukup tinggi dan berkisar dari 20 hingga 500.

Karakteristik Transistor Umum Emitter

Dalam mode umum emiter transistor, ada dua sirkuit – sirkuit masukan dan sirkuit keluaran. Dalam sirkuit masukan, parameter-parameternya adalah arus basis dan tegangan emiter-basis. Kurva karakteristik yang digambar terhadap variasi arus basis dan tegangan emiter-basis adalah karakteristik masukan transistor umum emiter. Junction pn antara basis dan emiter di-bias maju sehingga karakteristiknya akan mirip dengan dioda pn bias maju. Di sini juga arus basis tidak mendapatkan nilai sebelum tegangan emiter-basis melewati potensial penghalang maju junction, tetapi setelah itu, arus basis meningkat signifikan seiring peningkatan tegangan emiter-basis. Laju kenaikan arus basis terhadap tegangan emiter-basis tinggi di sini tetapi tidak sebesar pada mode umum basis.

Oleh karena itu, hambatan masukan sirkuit lebih tinggi daripada mode umum basis transistor.

Karakteristik Keluaran Transistor Umum Emitter

Karakteristik keluaran digambar terhadap variasi arus keluaran dan tegangan keluaran transistor. Arus kolektor adalah arus keluaran dan tegangan emiter-kolektor adalah tegangan keluaran transistor. Di sini, variasi arus kolektor untuk nilai-nilai berbeda tegangan kolektor-basis digambar terhadap nilai tetap arus basis. Ditemukan bahwa pada awalnya, arus kolektor meningkat proporsional dengan peningkatan tegangan emiter-kolektor, tetapi setelah mencapai level tegangan tertentu, arus kolektor menjadi hampir konstan. Hal ini karena pada awalnya, junction basis-kolektor tidak mendapatkan bias balik yang cukup, tetapi setelah mencapai tegangan tertentu, ia menjadi cukup bias balik dan kemudian sebagian besar pembawa muatan mayoritas yang datang dari daerah emiter ke daerah basis akan bermigrasi ke daerah kolektor untuk berkontribusi pada arus kolektor. Jumlah pembawa muatan mayoritas yang datang dari daerah emiter tergantung pada arus basis dalam BJT, sehingga untuk arus basis tertentu, arus kolektor adalah konstan.

Hambatan keluaran akan menjadi

Koneksi Umum Kolektor BJT

Dalam konfigurasi umum kolektor, sirkuit masukan berada antara terminal basis dan kolektor, dan sirkuit keluaran berada antara terminal emiter dan kolektor.

Rasio perubahan arus emiter terhadap perubahan arus basis didefinisikan sebagai penguatan arus konfigurasi umum kolektor. Ini dinyatakan sebagai,

Faktor penguatan arus sirkuit adalah rasio perubahan arus emiter terhadap perubahan arus basis ketika sinyal yang bervariasi sepanjang waktu diterapkan pada masukan.

Karakteristik Masukan Transistor Umum Kolektor

Arus masukan adalah arus basis dan tegangan masukan transistor adalah tegangan basis-kolektor. Junction basis-kolektor di-bias balik dan oleh karena itu, dengan peningkatan tegangan basis-kolektor, bias balik junction meningkat. Hal ini menyebabkan arus basis sedikit berkurang seiring peningkatan tegangan basis-kolektor. Karena pada kondisi ini, lebih banyak pembawa muatan minoritas dari daerah basis akan bermigrasi ke daerah kolektor dan oleh karena itu laju rekombinasi elektron-lubang akan berkurang di daerah basis, menyebabkan penurunan arus basis.

Karakteristik Keluaran Transistor Umum Kolektor

Karakteristik keluaran transistor umum kolektor hampir sama dengan karakteristik keluaran transistor umum emiter. Perbedaan satu-satunya adalah di sini, dalam kasus konfigurasi umum kolektor, arus keluaran adalah arus emiter bukan arus kolektor seperti dalam kasus konfigurasi umum emiter. Di sini juga, untuk arus basis tetap, arus emiter meningkat linear dengan peningkatan tegangan emiter-kolektor hingga tingkat tertentu dari tegangan ini dan kemudian arus emiter menjadi hampir konstan terlepas dari tegangan emiter-kolektor. Meskipun akan ada kenaikan sangat lambat dari arus emiter dengan tegangan emiter-kolektor seperti yang ditunjukkan dalam kurva karakteristik di bawah ini.