Memahami Lebih Dalam Rangkaian Dasar Transistor

Pada bahasan lalu sudah diperkenalkan rangkaian dasar transistor sebagai sakelar mari kita perdalam lebih lanjut skema tersebut.

1. Bagi battery 1 (BAT1) RB dan Dioda B-E adalah seri.
2. Bagi battery 2 (BAT2) RC dan C-E adalah seri (CE mengandung dioda terpasang terbalik dan R variabel).
3. Arus mengalir dari positip Battery 1 ke RB - ke Diode BE - ke negatif Bat.1, maka terjadi arus BE (atau disingkat arus Basis saja)
   Ib = (Batt1-0,6)/Rb .... pada gambar itu
       = (9 - 0,6)/840.000
       = 10 uA
       = 0,000010 A.
4. Arus yang sangat kecil ini masuk ke Basis dan transistor mempunyai "sifat" yaitu : "menguatkan arus searah" yang disebut HFE, misalkan 150 kali. Dengan sifat ini TR akan "memaksa" arus dari Colektor ke Emitor atau disingkat ICE atau selanjutnya disebut Ic (saja). 
5. TR akan "memaksa" IC sebesar 150 kali nya dari Ib atau sebesar
   Ic = Ib x HFE = 10 uA x 150
                         = 1.500 uA
                         = 1,5 mA
                         = 0,0015 A.
6. Dari sini kita lihat "seolah - olah" TR bisa "berfikir" dan berusaha menurunkan nilai R ce nya (lihat model simulasi yang saya buat pada postingan sebelumnya), untuk sedemikian mencapai 150 kalinya Ib ATAU kalaupun tidak bisa mencapai 150 kali nya, TR akan berusaha semaksimal yang bisa di capai (selanjutnya di batasi oleh R kolektor - Rc).
7. Sifat nomor 6 ini, oleh para engginer elektronika disebut dengan TR mempunyai sifat sebagai sumber arus konstan, dan mereka menggambarkan CE sebagai sumber arus konstan. Tetapi saya menggambar dengan cara lain yaitu model : Dioda CE paralel dengan Resistor yang bisa berubah harga pada CE nya. 
8. Selanjutnya : Dengan arus yang ditentukan "oleh" TR sebesar 1,5 mA, mengalir juga lewat R kolektor (Rc) sebesar hukum ohm, yaitu:
   Vrc = Ic x Rc
          = 0,0015 A x 3.000 ohm
          = 4,5 Volt.
9. Karena pada Rc dan CE adalah pembagi tegangan (bagi batt 2) maka tegangan pada CE tinggal sisanya yaitu
   Vce = Bat 2 - Vrc
          = 9 Volt - 4,5
          = 4,5 Volt

Pada bahasan kali ini kita hanya fokus pada PENGUATAN ARUS DC pada transistor atau yang di kenal dengan HFE.

Setiap TR mempunyai HFE yang berbeda-beda, sayangnya walaupun satu type, walaupun dalam produksi di hari yang sama, nilai HFE tidak selalu sama.

Contoh :
TR type BD139, mempunyai HFE 40 s/d 160 kali, itu pun tergantung pada besar Vce dan Ic yang diterapkan, padahal Ic ditentukan oleh HFE (membingungkan bukan ?).

Menghadapi hal ini para engginer biasanya mengukur dahulu (itupun nilai nya berubah karena Vce dan Ic yang diterapkan) atau menganggap HFE pada nilai yang terendah.
Karena itu pada Data transistor biasanya dicantumkan nilai HFE min (HFE minimal).

KESIMPULAN :

1. Transistor mempunyai Faktor Penguatan Arus Basis ke Arus Kolektor yang disebut HFE.
2. Transistor akan berusaha mengalirkan arus Kolektor sebesar Ib x HFE atau semaksimal yang bisa di capai, dengan cara menurunkan R ce nya, bahkan hinga nilai Rce sampai ke angka NOL.
3. Nilai HFE bukan angka pasti karena nya dalam rancangan biasanya di lakukan pengukuran HFE dahulu (itupun masih tidak tetap tergantung Vce dan Ic yang diterapkan) atau menganggap pada HFE minimum nya.

TR ada yang bisa dilalui Ic yang besar dan yang hanya bisa dilalui arus Ic yang kecil saja, beberapa type bisa saya sebut sbb.

Berarus kecil (NPN semua) :
2SC 828 (C828)

Berarus lebih besar :
BD 139 atau 2SD400 (D400)

Lebih besar :
2SD313 (D313),

Lebih besar lagi :
2N3005, dan masih banyak lagi.

Kita bisa bahas nanti dalam postingan tersendiri tentang data - data TR.

Sumber : Elektronika Dasar by Bpk. Sarono