Daerah Saturasi Transistor

Titik saturasi transistor adalah daerah kerja transistor dimana arus kolektor mencapai nilai maksimum, yaitu arus kolektor ditentukan oleh nilai Vcc dan Rc karena nilai resistansi kolektor – emitor transistor kondisi minimum (≈ 0) sehingga diabaikan. Besarnya arus kolektor pada kondisi saturasi adalah :

$I_{C}=\frac{V_{CC}}{R_{C}}$

Untuk mendapatkan kondisi saturasi pada transistor maka arus basis harus besar yaitu :

$I_{B(min)}\geq I_{C(sat)}/\beta$

Dalam keadaan saturasi, arus kolektor secara nominal adalah Vcc/Rc, dan karena Rc adalah beban yang bernilai kecil, maka Vcc perlu dijaga agar tetap rendah supaya transistor tetap beroperasi dalam batasan arus maksimum dan disipasi daya minimum. Titik saturasi dalam grafik daerah kerja transistor dapat dilihat pada grafik berikut.

Grafik Titik Saturasi Pada Daerah Kerja Transistor

Grafik Titik Saturasi Pada Garis Beban Transistor

Resistansi Saturasi

Untuk transistor yang beroperasi di daerah saturasi, parameter yang menarik adalah rasio VCE.sat/IC. Parameter ini dinamakan resistansi saturasi common-emitter. Sering juga disimbolkan dengan RCS, RCES, atau RCE.sat. Untuk menentukan RCS, kita harus menentukan titik mana yang digunakan.

Resistansi base-spreading rbb’

Ingat kembal lebar daerah basis yang sangat kecil, dimana arus yang memasuki basis melalui junction emitor harus mengalir melalui jalur sempit untuk mencapai terminal basis. Penampang aliran arus di dalam kolektor (atau emitor) jauh lebih besar dari yang ada di basis. Dengan demikian, biasanya resistansi ohmik basis jauh lebih besar dari resistansi ohmik kolektor atau emitor. Resistansi basis ohmik dc yang disimbolkan dengan rbb’, dinamakan resistansi base-spreading, yang memiliki nilai sekitar 100 Ω.

Koefisien temperatur tegangan saturasi

Karena kedua junction mendapat bias maju, maka nilai yang layak untuk V-BE.sat atau VBC.sat adalah –,5 mV/°C. Dalam daerah saturasi, transistor berisi dua dioda terbias maju yang saling berhadapan. Jadi, pengaruh terhadap tegangan terinduksi-suhu yang ditimbulkan satu dioda pada dioda lain perlu diantisipasi.

Gain arus DC, hfe

Satu parameter transistor yang penting adalah IC/IB, dengan IC adalah arus kolektor dan IB adalah arus basis. Besaran ini disimbolkan dengan βdc atau hfe, yang dikenal sebagai (nilai negatif dari) dc beta, rasio transfer arus maju (dc forward current transfer ratio), atau gain arus dc (dc current gain).

Di dalam daerah saturasi, parameter hfe sangat penting, dan merupakan salah satu parameter yang tercantum pada lembaran data transistor, jika menyangkut switching transistor. Kita tahu |IC|, yang pendekatan nilainya diperoleh dari VCC/RL, dan hfe memberitahu kita nilai arus minimum (IC/hfe) yang diperlukan untuk membuat transistor saturasi.

Tegangan Saturasi

Pabrik transistor menentukan nilai saturasi tegangan input dan output dengan beberapa cara. Sebagai contoh, mereka dapat menentukan nilai RCS untuk beberapa nilai IB atau mereka membuat kurva VCE.sat dan VBE.sat sebagai fungsi IB dan IC. Tegangan saturasi bergantung tidak hanya pada titik operasi, tetapi juga pada bahan semikonduktor (germanium atau silikon) dan jenis konstruksi transistor. Nilai tegangan saturasi umum untuk transistor Silikon (Si) adalah 0,2 volt dan nilai tegangan saturasi untuk transistor Germanium (Ge) adalah 0,1 volt.

Berbagi Artikel "Daerah Saturasi Transistor":