< Previous 167 2.2.7.2. PENGARUH TEMPERATUR Suatu semi konduktor pada kondisi temperatur yang besar menghantar sendiri Ketentuan dasar : Temperatur bertambah, arus menjadi lebih besar . Temperatur berkurang, arus menjadi lebih kecil Ketentuan itu berlaku bila suatu semi konduktor memperoleh panas dari dalam semi konduktor itu sendiri dan menerima panas dari luar. Hasil dari uraian di atas, kurva karakteristiknya . Temperatur itu mempunyai pengaruh pada arus kolektor IC ( berturut-turut IE ), langsung berpengaruh pula pada – Arus bocor kolektor ICEO, ( Arus Kolektor-Emitor pada keadaan Basis terbuka ) – Penguatan arus searah ( berturut-turut A ) Hal diatas adalah ICE pada + AV → lebih besar Hal diatas adalah ICE pada _ AV → lebih kecil Akibatnya → penghalauaan / pengendalioan temperatur harus di usahakan . 2.2.7.3. KURVA KARAKTERISTIK 0,510,40,8IB (mA)UBE(V)IBUBE Karakteristik Masukan ( Input Characteristic ) 168 501001020IC (mA)UCE(V)ICEO+ X Karakteristik Keluaran ( Output Characteristic ) Gambar 2.114 Kurva karakteristik transistor Pengaruh Temeperatur terhadap UBE Atas dasar pengalaman harganya di tentukan ( berlaku ) :∆UBE/0C ≈ 2 m V/0C Setiap temperatur10C tegangan Basis-Emitor sekitar 2 m V Contoh : Berapa besar perubahan tegangan keluaran ( tegangan Output )UCE, jika V = 100C, V = 50, merupakan penguatan tegangan ∆ UCE = V . ∆ UBE . ∆ V = 50.2.10 ( m V ) Penyelasaian : ∆ UCE = 1,000 m V = 1 V Pengaruh temperatur ini diatasi dengan mereduksinya secara rangkaian teknik (seperti Kopling pelawan) Sifat Frekuensi → Bersifat dinamis ( berubah-ubah ) Sifat pada frekuensi tinggi – Penguatan arus berkurang Amplitudo keluaran – Tahanan keluaran ( tahanan output ) atau impedansi berkurang keluaran berkurang – Mempengaruhi jalannya waktu ( periode ) pengisian muatan Pergeseran phasa pada masukan dan keluaran – Mengakibatkan perubahan pembuangan muatan kapasitas C Pengertian : Suatu frekuensi, yang besarnya tertentu mempunyai harga penurunan pada frekuensi yang lebih rendah disebut : Frekuensi batas FG Frekuensi batas : frekuensi dengan : 220≈707 mempunyai penurunan sebesar 3 dB ( turun 3 deci - Bell ) 169 Gambar 2.115(a) Gambaran secara grafik : Gambar 2.116(b) Jalannya amplitudo : Frekuensi batas bisa di pertinggi oleh bangunan konstruksi yaitu → Lapisan basis yang tipis , lapisan kolektor yang kecil → Transistor frekuensi tinggi Harga karakteristik kerja : Merupakan sifat-sifat yang dimiliki oleh transistor, misalnya penguat arus (yang di tentukan oleh IC) frekuensi batas dsb . Harga batas kerja : Harga batasan-batasan maksimum ( Seperti : IC max, UCE max, PVmax ) yang bila berlangsung melampaui waktu yang di tentukan , akan terjadi kerusakan / kehancuran elemen Temperatur maksimum dari lapisan penghalang dan rugi daya Temperatur lapisan kolektor hendaknya tidak dilampaui. VJ max ≈ 2000 C 170 Lapisan penghalang menjadi panas terutama karena adanya pemanasan sendiri , maksudnya karena adanya rugi daya PV. Harga batas karakteristik kerja : Merupakan sifat-sifat yang dimiliki oleh transistor, misalnya penguat arus (yang di tentukan oleh IC) frekuensi batas dsb . Harga batas kerja : Harga batasan-batasan maksimum ( Seperti : IC max, UCE max, PVmax ) yang bila berlangsung melampaui waktu yang di tentukan , akan terjadi kerusakan / kehancuran elemen. Temperatur maksimum dari lapisan penghalang dan rugi daya Temperatur lapisan kolektor hendaknya tidak dilampaui. VJ max ≈ 2000 C Lapisan penghalang menjadi panas terutama karena adanya pemanasan sendiri , maksudnya karena adanya rugi daya PV PV UCE . IC PV atau PO (disipasi ). Saling bergantung PV → VJ → VJ : V adalah sebanding PV ! VJ max tidak di lampaui untuk membuat keadaan aman , caranya dengan mengeliminasi panas → Pendingin antara, alat pendingin → reduksi rugi daya . Disini masih dapat terjadi rugi hantaran maksimum yang diijinkan dari keterkaitan dan ketergantungan dengan panas . Karena → Pernyataan / Penentuan rugi daya maksimal yang dijinkan , PV max, juga tergantung pada temperatur luar . Dua kasus rugi daya ( masing-masing terlihat dari lembar data ) PV max yang berkaiatan dengan temperatur sekitar . → pada transistor-transistor kecil – PV max yang berkaitan dengan pemanasan `→ transistor-transistor besar ( harus ada alat pendingin ! ) 2.2.7.4. PENENTUAN RUGI : Rugi daya yang berkaitan dengan temperatur sekitar : Temperatur sekitar → VU’ atau , Tamb tamb ( ambient = daerah sekitar ) Petunjuk rugi daya maksimum untuk V = 250 C ( Temperatur pemakaian ) 171 Analisa grafis : PV dan ketergantungannya dengan VU 1002003004002550100150200(mW)PvV( C)°harga batas pada 25 CV( besar rugi daya yang di mungkinkan P max )Rugi daya yang masih diijinkanVPPvVuBatas kerja V maxJ( I = 0 )C Rugi daya P = 0V Gambar 2.117 PV dan ketergantungannya dengan VU Rugi daya yang diijinkan dikurangi dengan pertambahan temperatur adalah linier. Yaitu : ∆∆ V P =UV Konstan → tahanan termis Rthju Juga : VUjVUjVthjuPVmaxV0PVmaxVPR - = - = = −∆∆UV Dengan demikian : PRVthju = Vmax - V = VRj Uthju∆ hubungan ohm tentang aliran panas PV = UCE . IC PV atau PO (disipasi ). Saling bergantung PV → VJ → VJ : V adalah sebanding PV ! VJ max tidak di lampaui untuk membuat keadaan aman , caranya dengan mengeliminasi panas → Pendingin antara, alat pendingin → reduksi rugi daya . Disini masih dapat terjadi rugi hantaran maksimum yang diijinkan dari keterkaitan dan ketergantungan dengan panas . Karena → Pernyataan / Penentuan rugi daya maksimal yang dijinkan , PV max, juga tergantung pada temperatur luar . Dua kasus rugi daya ( masing-masing terlihat dari lembar data ) – PV max yang berkaiatan dengan temperatur sekitar . → pada transistor-transistor kecil – PV max yang berkaitan dengan pemanasan ` → transistor-transistor besar ( harus ada alat pendingin ! ) 172 Penentuan rugi daya yang diijinkan : Rugi daya yang berkaitan dengan temperatur sekitar : Temperatur sekitar → VU’ atau , Tamb tamb ( ambient = daerah sekitar ) Petunjuk rugi daya maksimum untuk V = 250 C ( Temperatur pemakaian ) Contoh : Diketahui temperatur sekitar VU = 250 C , temperatur lapisan penghalang maksimal Vj max = 2000 C, tahanan termis Rthju = 0,440C/mW Berapa besar rugi daya yang diijinkan : Jawab : PV = VR = 200 - 25 (mW) 400 mWthju∆044,≈Data lain yang menentukan besar tahanan termis Rthju → daya hantar termis 1`Rthju 10RmWcthju ⇒ Pengurangan rugi daya tiap 0c Dengan begitu : PV = IR . Vthju∆ Contoh : Hitunglah rugi daya yang diijinkan pada suatu temperatur daerah sekitar VU = 600C dari transistor type 2 N2904 Jawab : Daya hantar = 3,34 mW/0C PV max = 600 mW Vj max = 2000C 3,43.140 = C .mW 60)-(200 3,43 = V R1 = 00thju∆CPV PV = 480 mW Pemakaian rugi daya pada temperatur kotak / bodi : Temperatur bodi VG atauTC’ tC ( Case = kotak ) Data rugi daya maksimum pada : VG = 250C, 450C (PV pada VC = 250C adalah data yang semu) Alat pendingin harus pada panas VU = 250C ( 173 kalau dapat dipertahankan ini merupakan kondisi kerja yang sangat baik ) . RthjgRthgkVj maksRthku Gambar 2.118 Pendingin Tahanan termis bersama : Rth = R + R = Rthjgthgkthku Rthjg = Data dalam lembar data transistor Rthgk = Tahanan antara / Penyekat → kotak alat pendingin 0,1 - 0,3 0C/W ; Pada isolasi listrik ( Plat mika ) sebesar > 10C/W Rthku = Tahanan profil pendingin → profil - daerah sekitar ; data dari perusahaan . vGPv(Watt)0120100806040202550100150200P ( V ) untuk transistor 2N 3055P maxvVG( C )o Gambar 2.119 Grafik : PV fungsi VG Sifat listrik yang di maksud adalah kurva karakteristik transistor berupa suatu grafik yang memperlihatkan kaitan satu sama lain dari parameter - parameter tertentu . Dari kurva karakteristik , kita dapat mengetahui sifat-sifat transistor KURVA KARAKTERISTIK INPUT IB = f ( UBE ) 174 PRBAVIBUBEUCERC+ UCC0V Gambar 2.120(a) Rangkaian transistor dengan 1 Potensiometer Pada gambar 2.120(a) , besarnya IB dapat di kontrol dengan UBE . Untuk mengubah-ubah UBE di gunakan potensio meter P . Resistor RB berfungsi sebagai pembatas arus IB . Gambar dibawah ini ( Gambar 2.120(b) ) memperlihatkan kurva karakteristik input IB = f ( UBE ) 504030201000,10,20,30,40,50,60,70,8BE ( V )B ( A )6V8VCE = 2VUUI Gambar 2.120(b) kurva karakteristik input IB = f ( UBE ) Diatas tegangan 0,7 V kenaikan UBE yang kecil , menyebabkan kenaikan yang relatif besar pada IB . Tetapi dibawah 0,6 V , kenaikan yang sama dari UBE menyebabkan kenaikan sangat kecil pada IB . Pada beberapa harga UCE tertentu, kurva mengalami sedikit penggeseran . 175 P1RBAIB+ UCC0VAVICRCP2 Gambar 2.121(a) Rangkaian transistor dengan 2 Potensiometer Lihat gambar 2.121(a). Pada harga IB tertentu IC ditentukan oleh UCE . Besarnya UCE dapat diubah-ubah dengan potensiometer P2 Gambar 2.121(b) , memperlihatkan kaitan antara arus output IC dan tegangan output UCE pada IB = Konstan 1234560C ( mA )I3615189IB = 6 0 µ A50 µ A40 µA20 A10 A0 AUCE ( V )30 µ Aµµµ Gambar 2.121(b) Hubungan arus output IC dengan tegangan output UCE pada IB = Konstan Pada UCE 0,1 V - 0,3 V arus IC mencapai harga optimum . Dalam hal ini katakan transistor bekerja pada kondisi saturasi . Pada IB = 0 , IC = ICEO = 0 dan UCE = UCE . Dalam hal ini transistor bekerja pada kondisi cut off ( tidak menghantar ) KURVA BESARAN MASUKAN DAN KELUARAN Kaitan antara arus basis IB dan arus kolektor IC pada UCE = konstan di sebut Forward Transfer Characteristic . IB dapat di kontrol dengan UBE demikian pula IC . Dengan mengatur P1, UBE , IB dan IC dapat diubah-ubah . ( lihat gambar 2.122(a) ) 176 Sedangkan gambar 2.122(b) memperlihatkan hubungan IB dan IC . Setiap perubahan pada IB menyebabkan perubahan pada IC makin besar IB , makin besar pula IC . Perbandingan IICB di sebut faktor penguatan arus rangkaian common Emitor , di simbolkan dengan h FE . Jadi : IICB = h FE PRBAIBUBEUCERC+ UCC0VICA Gambar 2.122(a) Forward Transfer Characteristic 1234567010203040506070C ( mA )IIµB ( A ) Gambar 2.122(b) Hubungan IB dan IC Hasil penguatan sinyal besar ( Pengendalian sinyal besar ) Penguat transistor dalam rangkaian emitor bersama : masukan : Arus bolak-balik keluaran : Tegangan bolak-balik Next >