Peranti Separuh Pengalir.doc

8/9/2019 Peranti Separuh Pengalir.doc

1/57

ERANTI SE ARUH ENGALIR E1002 / UNIT 3 /

Melukis simbol skematik diod da melabelkaba!a"ia a od da katod#

u it 3 $

it

3 $Mema!ami st%uktu% bi aa & simbolskematik& 'i%i('i%i diod& diod )e e%& LE*da t%a sisto%#

Melukis %a+a! skematik diod ,a " dibe%i -olta.i 'a " !ada.a da .i 'a " so "sa "

Melukis "amba%a+a! le "kuk 'i%i I(/ ba"i diodsiliko da me e%a "ka da melabel 'i%i('i%i ,a

Melukis simbol skematik da le "kuk 'i%i I(/ ba"idiod )e e% da me +elaska keistime0aa ,a#

Melukis simbol skematik ba"i LE* da me ,ataka'i%i('i%i LE*#

Melukis "amba%a+a! st%uktu% bi aa & simbolskematik & da melabelka t%a sisto% NPN da PNP#

Me e%a "ka 2 s,a%at utama membe%ika -olta.i 'a " .ada t%a sisto%#

Me +elaska ke dalia t%a sisto% se!i ""a da.atme "e al.asti +e is a%us dalam t%a sisto%#

Me ,ataka 1o%mula I E I' 3 I 4 da me e%bitka1o%mula u tuk me "i%a I5 da I


2/57


P

N

Anod

Katod

Arah aruskonvensional


3/57


• Apabila anod mendapat voltan lebih negatif dari katod atau katodmendapat voltan lebih positif dari anod , diod dikatakan beradadalam keadaan pincang songsang .

Contoh:

Nyatakan samada diod berada dalam keadaan pincang depan atau pincangsongsang.

Penyelesaian:

a) Diod pincang depan kerana anod mendapat voltan lebih positif dari katod.b) Diod pincang songsang kerana anod mendapat voltan lebih negatif dari

katod.

Litar diod pincang depan Litar diod pincang songsang

A K

+ −

A K

+−

A K +2V +1Va)

A K

-2V 0V b)

a!ah "#2 $ Litar ske%atik diod pincang depan dan songsang#


4/57


!"#AN #$%A&A'AN ANDA ($ $* ' '$N$+ (#AN "NP($ $+ (N-A .DAN .($'A#*A& !A/APAN ANDA PADA'A#* ' A*A( D" &A*A'AN $+"# N-A. ($*A'A '$NC A 000000

1a23. entukan keadaan diod samada pincang hadapan atau pincang songsang.

*akarkan diod 4 di dalam kotak yang bergarisan putus ) supaya iaberkeadaan pincang depan.

A K

+2V -2V b) &iod pincang '''''''''''''''

A K +2V +(Vc) &iod pincang '''''''''''''''

A K -2V -(Vd) &iod pincang '''''''''''''''

A K

0V +(Ve) &iod pincang '''''''''''''''

A K -2V +1V) &iod pincang '''''''''''''''

A K +2V 0Va) &iod pincang '''''''''''''''

+ 5 6 Ω

378

D

g)


5/57


Aktiviti 1a23

a) Diod Pincang Depan

b) Diod Pincang Depan

c) Diod Pincang (ongsangd) Diod Pincang Depan

e) Diod Pincang (ongsang

f) Diod Pincang (ongsang

g)

+ 5 6 Ω

378

D


6/57


1.3.1 *engkok Cirian "28 bagi Diod

• Apabila suatu diod dipincang depan dan dipincang songsang, dimana setiap nilai voltan pincang itu dicatat, dan bagi tiap2tiap nilaivoltan pincang itu dicatat 9uga nilai2nilai arus yang mengalir melaluidiod itu, maka suatu graf Lengkok Cirian I-V bagi diod akan terhasilseperti ra9ah 1.1.

• Arus Depan (Id) ialah arus yang mengalir melalui diod semasapincang depan. iasanya "d diukur dalam mA.

• Arus Songsang (Is) ialah arus yang sangat kecil iaitu arus bocoryang mengalir melalui diod semasa pincang songsang. iasanya "sdiukur dalam µ A.

*d %A)

*s µA)

VdVs

Voltansa,ar

Voltan pecah tebat

+a9ah 1.1 : *engkuk Cirian "28 bagi diod


7/57


• Voltan Lutut ialah takat voltan di mana berlakunya kenaikan arusdepan yang tiba2tiba. 8oltan lutut sama dengan voltan sa ar. 4 (i 57.; 8,


8/57


• &ala% konsep diod unggul se%asa pincang depan diod diu%pa%a suistertutup .N) kerana rintangan kosong dan tidak ada ke!atuhan voltan#

• (emasa pincang songsang, diod diumpama suis terbuka iaiturintangan infiniti dan tidak ada sedikitpun arus bocor.

Contoh

#irakan nilai voltan keluaran bagi semua litar di ba ah.

Penyelesaian

Diod berada dalam keadaan pincang hadapan 4 rintangan 5 7 Ω )

+ 5 6 Ω

8k378

D

+a9ah 1.> : Diod unggul semasa pincang depan dan songsang

Diod dipincang songsang

(uis erbuka

#atod Anod

Diod dipincang depan

(uis ertutup

#atod Anod

+ 5 6 Ω

8k 5 7 8378

(uistertutup


9/57


!"#AN #$%A&A'AN ANDA ($ $* ' '$N$+ (#AN "NP($ $+ (N-A .DAN .($'A#*A& !A/APAN ANDA PADA 'A#* ' A*A( D" &A*A'AN

$+"# N-A. ($*A'A '$NC A 000000

1b23 #irakan nilai voltan keluaran bagi semua litar di ba ah.

+ 5 6 Ω

8k378

D

8k

378

+ 5 6 Ω

D

378+ 5 6 Ω 8k

D

a)

b)

c)


10/57


1b2?. ila arus yang mengalir melalui diod adalah besar maka diod dalam

keadaan pincang

a) hadapan. c) lemah.b) songsang. d) terbalik.

1b21. Diod yang tidak mengalirkan arus dikatakan diod pincang

a) depan. c) lemah.b) mara. d) songsang.

1b2=. 8oltan sa ar pada diod adalah bersamaan dengan

a) voltan bekalan.b) be@aupaya ka asan kesusutan.c) voltan pecah tebat.d) voltan hadapan.

1b2>. !ika rintangan hadapan 4 rd ) diabaikan, lengkuk cirian "28 selepas voltan

sa ar akan men9adia) menegak. c) bersudut => dar9ah.b) mendatar. d) selain dari a, b dan c.


11/57


1b23. a) 237 8

b) 7 8

c) 37 8

1b2?. a

1b21. d

1b2=. b

1b2>. a


12/57


"#$ Diod %ener

• Diod ener sangat penting dalam bekalan kuasa. "a digunakan sebagaipenstabil voltan.

• (imbol bagi diod @ener ialah seperi ra9ah 1.B di ba ah.

1.?.3 *engkuk Cirian Diod ener

• +a9ah 1.; menun9ukkan lengkuk cirian "28 bagi diod @ener.

8oltan pecah tebat 5 8oltan @ener

VsV/

Vd

*s

*d

+a9ah 1.; : *engkuk Cirian bagi Diod ener

+a9ah 1.B : (imbol skematik bagi Diod ener

#atod Anod


13/57


• (emasa pincang depan, lengkuk cirian tidak banyak be@a dengandiod biasa.

• (emasa pincang songsang, lengkuk kenaikan arus pada takatpecahtebat adalah lebih ta9am dan curam.

• e@anya diod @ener berbanding dengan diod biasa ialah diod @ener beroperasi semasa pincang songsang.

• (emasa pincang depan, diod @ener beroperasi seperti diod biasa.• Di antara keistime aan diod @ener ialah :2

"a dibuat supaya mampu mengalirkan arus songsang yang tingginilainya tanpa merosakkan diod.Pada takad @ener dan selepasnya voltan merentasi diod akantetap dan sama nilainya dengan voltan @ener.Diod @ener boleh dibuat supaya voltan @ener ditentukan pada nilaiyang terpilih 4?.=8 2 ?778).

1.?.? #onsep Diod ener nggul

• (emasa diod @ener beroperasi di ka asan @ener, voltan merentasi

diod itu adalah bersamaan dengan nilai voltan @ener 4 8d 5 8@ ).(ebarang perubahan pada voltan luar akan hanya mengubah nilaiarus yang melaluinya.

• leh kerana itu, diod @ener dianggap seperti sebuah bateri bernilai8@. 4+a9ah 1.6)

Katod Anod

+ -

a!ah "#


14/57


Contoh

#atakan diod @ener dalam ra9ah 1. mempunyai voltan pecah tebat 37 8.#irakan nilai voltan keluaran.

Penyelesaian

leh kerana diod @ener berkeadaan pincang songsang, maka kitamenganggap diod @ener seperti sebi9i bateri yang bernilai sama denganvoltan pecah tebat 4diod @ener unggul)

+ 5 6?7 Ω

?7 E =7 8

D@a!ah $ "#

+ 5 6?7 Ω

?7 E =7 8

Vk 10 V10 V


15/57


"#"L&D

• *$D ialah se9enis diod istime a yang mengeluarkan cahaya bila disambungdalam litar. "a biasanya digunakan sebagai lampu penun9uk yangmenentukan samada alatan elektrik dalam keadaan F ON G dan FOFF G.

• +a9ah 1.37 menun9ukkan simbol skematik bagi *$D. (imbol *$D hampir sama dengan simbol diod. Anak panah menghala keluar dari cantuman P2Nmenun9ukkan cahaya keluar dari *$D.

• (eperti diod, *$D akan beroperasi apabila diberi voltan pincang depan.$lektron dari bahan 9enis N akan bercantum dengan hol pada bahan 9enis P.

!ika bahan separuh pengalir adalah (ilikon dan


16/57


• *ed beroperasi pada voltan yang rendah iaitu antara 3 dan = 8 dan bolehmengalirkan arus antara 37 dan =7 mA. *$D 9uga mempunyai voltan pecahtebat yang rendah iaitu lebih kurang 1 dan > 8. 8oltan dan arus yangmelebihi had akan merosakkan chip *$D. #ecerahan *$D bergantung pada

arus.

1c23. andakan etul atau (alah.

a) *$D mengeluarkan cahaya semasa pincanghadapan.

etul (alah

b) Cahaya dihasilkan oleh *$D semasapercantuman elektron dan hol.

etul (alah

c) *$D yang menggunakan bahan


17/57


a) pincang depan.

b) pincang songsang.

c) arus hadapan.

d) 9enis bahan separuh pengalir yang digunakan.

1c21 a) 3etul

b) 3etul

c) 4alah

d) 3etul

1c22 &

1c2" 5


18/57


"#' !ransistor D ipolar

• (eperti diod, transistor 9uga diperbuat daripada cantuman bahan 9enis Ndan P tetapi mengandungi tiga lapisan. *apisan2lapisan itu sama ada NPNatau PNP.

N

P

N

6APAK

P789N:96

P7N:7L9A

4truktur 3inaan 4i%bol

P

N

P

6APAK

P789N:96

P7N:7L9A



19/57


• +a9ah 1.33 menun9ukkan struktur binaan dan simbol bagi transistor NPNdan PNP.

a!ah "#11 $ 4truktur 3inaan &an 4i%bol 3agi 6ransistor


20/57


• Arah kepala anak panah pada simbol transistor menun9ukkan arah aliranarus konvensional 9ika transistor itu beroperasi.

• (ama ada transistor 9enis NPN atau PNP, lapisan bagi tapak adalah amatnipis dan senga9a dibuat supaya mengandungi hanya sedikit saha9a

pemba a arus ma9oriti.• Pengeluar berfungsi sebagai pembekal cas2cas atau pemba a arus ma9oriti

dalam transistor.• Pemungut pula bertugas untuk mengutip cas2cas ini untuk operasi litar.• apak pula merupakan sebagai simpang yang akan menga al pengaliran

arus.

1.1.3 8oltan Pincang

• ntuk membolehkan suatu transistor itu beroperasi secarasempurna, ia mestilah diberikan voltan pincang.

• Ada dua 9enis voltan pincang yang mesti dibekalkan kepadatransistor sebagai syarat untuk membolehkannya beroperasi, tanpamengira 9enis transistor tersebut NPN atau PNP. Dengan bantuanra9ah 1.3? dua syarat itu ialah :

i. cantuman $ 2 mesti mendapat voltan pincang depan.ii. cantuman C 2 mesti mendapat voltan pincang songsang.

N P N P N PE

B

C E

B

C

a!ah "#12 Voltan pincang bagi transistor


21/57


1.=.? agaimana ransistor eroperasi

• 'eru9uk ra9ah 1.31 di atas, oleh kerana cantuman $ 2 telah dipincang depan oleh 83, litar $ 2 itu akan mengalirkan arus keranaelektron2elektron pada pengeluar 4 9enis N ) akan tertolak olehupayaan negatif bekalan 83. $lektron2elektron ini cuba untuk pergike upayaan positif 83 melalui tapak 49enis P). etapi oleh keranatapak hanyalah suatu lapisan yang amat nipis dan mempunyaibilangan hol yang sangat sedikit, tidak semua elektron2elektron itudapat mengalir. &anya sedikit sa9a arus elektron yang mengalir dilitar tapak, dikenal sebagai arus tapak 4 " ).

• $lektron2elektron yang selebihnya itu terkumpul dengan banyaknyadi lapisan tapak. leh kerana lapisan pemungut telah dihubungkankepada terminal positif bakalan 8?, keupayaan positif itu akanmenarik elektron2elektron yang terkumpul di tapak tadi mengalir melalui litar pemungut sebagai arus pemungut 4 " C )

• Anak panah pada ra9ah 1.3= di atas menggambarkan aliran aruselektron yang terhasil dalam transistor. Ditun9ukkan baha a " C ialahpecahan besar dari " $ dan pecahan kecil " $ itu mengalir sebagai " .Dari sini terbitlah satu rumus:

*7

*3

*5

N P NE

B

C

- - - -- - - -- - - -

- - - -- - - -- - - -

+ ++

V1 V2

a!ah "#1" $ Pengaliran arus elektron di dala% transistor

a!ah "#1( $ Arah arus elektron di dala% transistor


22/57


Contoh :

erdasarkan kepada ra9ah di atas, kirakan nilai dan arah arus tapak.

a) 7.? mA mengalir ke dalam tapakb) 7.? mA mengalir keluar dari tapak

c) 3 .6 mA mengalir ke dalam tapakd) ? .6 mA mengalir keluar dari tapak

Penyelesaian :

Diberi " $ 5 37 mA"C 5 .6 mA

"$ 5 "C H "

37 mA 5 .6 mA H " " 5 37 mA 2 .6 mA5 7.? mA

leh kerana " $ keluar dari transistor, maka " C dan " mengalir masuk ke dalamtransistor.

!a apan bagi contoh di atas ialah a) iaitu #$ mA mengalir ke dalam tapak .

I E = I C + I B

# %A10%A

a!ah


23/57



$+"# N-A. ($*A'A '$NC A 000000

1d23. Perhubungan arus dalam transistor bipolar ialah

a) "C 5 "$ H " b) " 5 "$ H "Cc) "$ 5 "C H " c) "C 5 "$ 2 "

1d2?. +a9ah yang manakah menun9ukkan arah arus konventional dalamtransistor bipolar NPNI

1d21. +a9ah yang manakah menun9ukkan arah arus konventional dalamtransistor bipolar PNPI

*7 *5

*3

*7 *5

*3

*7 *5

*3

*7 *5

*3

a) b) c) d)

*7 *5

*3

*7 *5

*3

*7 *5

*3

*7 *5

*3

a) b) c) d)


24/57


1d2=. Pemba a arus ma9oriti dalam transistor NPN ialah

a) elektron bebas.

b) hol.

c) selain dari a) dan b).

d) kedua2dua a) dan b).

1d2>. #ebanyakkan elektron pada tapak transistor mengalir

e) keluar dari tapak.

f) masuk ke pemungut.

g) masuk ke pengeluar.

h) masuk ke bekalan kuasa.

1d2B. 8oltan tapak2pengeluar bagi transistor yang unggul ialah

a) 7 8 c) 7.; 8b) 7.1 8 d) 3 8

1d2;.

Arus pengeluar bagi litar di atas ialah

a) 37 mA mengalir ke dalam transistor.b) 37 mA mengalir keluar dari transistor.c) 37.= mA mengalir ke dalam transistor.d) 37.= mA mengalir keluar dari transistor.

10#2%A

0#2%A


25/57


1d23. c

1d2?. c

1d21. a

1d2=. a

1d2>. b

1d2B. a

1d2;. d


26/57


A&N"A& 0 ANDA $*A& '$N


27/57


1.3

1.?

1.1

Anod Katod

Litar diod pincang depan Litar diod pincang songsang

A K

+ −

A K

+−

*d %A)

*s µA)

VdVsVoltan

sa,ar

Voltan pecah tebat

+a9ah 1.1 : *engkuk Cirian "28 bagi diod

A+L. /ALASPENILAIAN KENDIRIA+L. /ALAS

PENILAIAN KENDIRI


28/57


• Arus Depan (Id) ialah arus yang mengalir melalui diod semasa pincang depan.iasanya "d diukur dalam mA.

• Arus Songsang (Is) ialah arus yang sangat kecil iaitu arus bocor yangmengalir melalui diod semasa pincang songsang. iasanya "s diukur dalam µ A.

• Voltan Lutut ialah takat voltan di mana berlakunya kenaikan arus depan yangtiba2tiba. 8oltan lutut sama dengan voltan sa ar. 4 (i 5 7.; 8, Di antara keistime aan diod @ener berbanding diod biasa ialah :2

"a dibuat supaya mampu mengalirkan arus songsang yang tinggi nilainyatanpa merosakkan diod.

Pada takad @ener dan selepasnya voltan merentasi diod akan tetap dan

sama nilainya dengan voltan @ener.

Diod @ener boleh dibuat supaya voltan @ener ditentukan pada nilai yangterpilih 4?.=8 2 ?778).

1.B

#atod Anod

#atod Anod


29/57


1.;

1.6 Dua syarat untuk mengoperasikan transistor ialah :2

i. cantuman $ 2 mesti mendapat voltan pincang depan.ii. cantuman C 2 mesti mendapat voltan pincang songsang.

N

P N

6APAK

P789N:96

P7N:7L9A


P

N

P

6APAK

P789N:96

P7N:7L9A



30/57


1.

• 'eru9uk ra9ah di atas, oleh kerana cantuman $ 2 telah di pincang depan oleh83, litar $ 2 itu akan mengalirkan arus kerana elektron2elektron padapengeluar 4 9enis N ) akan tertolak oleh upayaan negatif bekalan 83. $lektron2elektron ini cuba untuk pergi ke upayaan positif 83 melalui tapak 49enis P).

etapi oleh kerana tapak hanyalah suatu lapisan yang amat nipis danmempunyai bilangan hol yang sangat sedikit, tidak semua elektron2elektron itudapat mengalir. &anya sedikit sa9a arus elektron yang mengalir di litar tapak,dikenal sebagai arus tapak 4 " ).

• $lektron2elektron yang selebihnya itu terkumpul dengan banyaknya di lapisantapak. leh kerana lapisan pemungut telah dihubungkan kepada terminal

positif bakalan 8?, keupayaan positif itu akan menarik elektron2elektron yangterkumpul di tapak tadi mengalir melalui litar pemungut sebagai arus pemungut4 "C )

• Anak panah di atas menggambarkan aliran arus elektron yang terhasil dalamtransistor. Ditun9ukkan baha a " C ialah pecahan besar dari " $ dan pecahan kecil"$ itu mengalir sebagai " . Dari sini terbitlah satu rumus:

*7

*3

*5

I E = I C + I B

N P NE

B

C- - - -

- - - -- - - -

- - - -

- - - -- - - -

+ +

+

V1 V2

V 3 ;1 V3 ;2

*:2

45 >.N


31/57


'# engenalan

nit2unit sebelum ini membincangkan peranti2peranti separuh pengaliryang sangat popular dalam litar elektronik. (elain daripada diod dantransistor, terdapat beberapa peranti2peranti separuh pengalir yangdigunakan dalam litar elektronik. Antaranya ialah (C+, D"A#, +"A#, %$ ,' (%$ dan ! .

'# SC,

'#0#0 engenalan

(C+ merupakan peranti = lapis 4 tiristor ) yang mempunyai 1 terminal iaituanod, katod dan get. (ecara asasnya, (C+ sama seperti satu diod penerusyang mempunyai elemen ka alan.


32/57


(C+ banyak digunakan sebagai peranti pensuisan di dalam aplikasika alan kuasa. (truktur asas bagi (C+ ialah seperti ra9ah =.3 dan simbolskematik bagi (C+ ialah seperti ra9ah =.?.

'#0#$ Lengkuk Cirian I-V bagi SC,

+a9ah =.1 menun9ukkan gambara9ah lengkuk cirian "28 bagi (C+.

*engkuk cirian (C+ hampir sama dengan lengkuk cirian diod biasa kecualiterdapatnya sebahagian ka asan di peringkat a al yang menggambarkanarus depan yang tersekat seketika.

(emasa pincang depan 48 %), ketika " < 57, tiada arus anod 4" A) yang dialirkanoleh (C+ itu kecuali sedikit arus bocor. (ekalipun 8 % dinaikkan, " A tetap

Anod Katod

:et

P

N

P

N

A

K

:

a!ah (#1$ 4truktur 3inaan 45 a!ah (#2 $ 4i%bol 45

V3 ;1

V3 ;2

*:2

45 >.N>

a!ah (#" $ Lengkuk 5irian *-V bagi 45


33/57


tiada melainkan sedikit kenaikan arus bocor. Arus pada paras ini dinamakan Arus (ekat Depan 4 Forward Blocking Current ).

Dengan keadaan " < masih 7 dan 8 % terus dinaikkan, akan sampai padasuatu nilai voltan di mana " A tiba2tiba mengalir dan meninggi dengan cepat.

Nilai 8 % pada masa itu khususnya dinamakan 8oltan Pecah ebat Depan4Forward Breakover Voltage , 8 +%3 ). 8 +%3 ialah ketika " < 5 7.

!ika ada " < 4 disebabkan oleh voltan positif kepada pintu ), yang di dalamra9ah itu dilabelkan sebagai "


34/57


'#0#" 1perasi SC,

(eperti diod biasa, untuk membolehkan arus mengalir melalui (C+,anod mestilah diberikan voltan pincang depan. Namun begitu, bagi(C+, voltan pincang depan itu masih belum boleh mengalirkan arus.&anya setelah get diberikan voltan positif yang seketika 4 denyut )dengan magnitud yang cukup, barulah berlaku pengaliran arus darianod ke katod.

tanpais?arat

picuan

diberiis?arat

picuan 45 pincangsongsang45 pincang depan

a!ah (#( $ Keadaan 45 se%asa pincang depan dan pincang songsang


35/57


(ebaik sa9a (C+ beroperasi, voltan denyut positif pada get tadisudah tidak diperlukan lagi, get telah hilang daya ka alannya./alaupun denyut positif itu kemudiannya dihapuskan, (C+ masihboleh terus mengalirkan arus tinggi tanpa henti.

perasi (C+ hanya boleh dihentikan dengan beberapa cara, di antaranyaialah dengan :2

⇒ memutuskan litar laluan arus (C+, misalnya dengan meletakkanalat pemutus litar pada mana2mana tempat laluan arus.

⇒ memintaskan anod dan katod.

⇒ mematikan bekalan voltan positif pada anod.

⇒ menukar kekutuban voltan kepada anod itu men9adi negatif.


36/57


'#$ !,IA+

'#$#0 engenalan

+"A# merupakan peranti > lapis yang boleh mengalirkan arus dua arah.

+"A# 9uga boleh dipicu pada get dengan voltan picuan positif atau negatif.

(eperti (C+, +"A# 9uga merupakan peranti 1 terminal. e@anya ialah (C+mengalirkan arus satu arah saha9a tetapi +"A# mengalirkan arus dua arah.

+"A# boleh diumpamakan dua (C+ yang disambung selari danberla anan arah seperti ra9ah =.>. leh kerana Anod (C+ 3 disambungdengan #atod (C+ ?, maka terminal +"A# dilabelkan ' 3 4main terminal 1 ) dan ' ? 4main terminal 2 ). erminal get masih digunakan pada +"A#kerana terminal get (C+ 3 dan (C+ ? dicantumkan.

+a9ah =.B menun9ukkan struktur binaan dan simbol skematik bagi +"A# .

A

K

:

A

K

86 2

86 1

45 245 1

a!ah (#@ $ Litar setara 6 *AK %enggunakan 45


37/57


'#$#$ Lengkuk Cirian I-V bagi triak

+a9ah =.?.1 menun9ukkan gambara9ah lengkuk cirian "28 bagi +"A#.

*engkuk cirian +"A# hampir sama dengan lengkuk cirian (C+ kecualisemasa pincang songsang.

(emasa pincang songsang, lengkuknya adalah sama dengan lengkuksemasa pincang depan tetapi berla anan arah. Ciri2ciri lain adalah samadengan ciri2ciri lengkuk cirian (C+. Contohnya, voltan pecah tebat akanberkurang apabila arus get bertambah.

86 1

86 2

:

P1

N 1P2

N (

N2

86 2

86 1

N "

:

a!ah (# $ 4truktur 3inaan dan 4i%bol ske%atik 6 *AK

V86-V 86

*86

-*86

a!ah (#B $ Lengkuk 5irian *-V bagi 6 *AK

-V 3 )1

V3 ; )1

-V 3 )2

V3 ; )2

*C1*C2

-*C2-*C1


38/57


'#" DIA+

'#"#0 engenalan

ntuk memudahkan perbincangan kita, D"A# adalah sama dengan +"A#yang tidak mempunyai terminal get. leh sebab itu D"A# adalah peranti ?terminal yang dilabelkan ' 3 4main terminal 3) dan ' ? 4main terminal ?)saha9a. +a9ah =.6 menun9ukkan simbol skematik bagi D"A#.

D"A# 9uga boleh diumpamakan seperti diod yang mempunyai = lapisan.+a9ah =. menun9ukkan struktur binaan bagi D"A#. e@anya ialah diodmengalirkan arus satu arah saha9a tetapi D"A# mengalirkan arus dua arah.

Apabila ' 3 positif, laluan arus ialah melalui P ?2N?2P32N3. (ebaliknya bila' ? positif, laluan arus ialah melalui P 32N?2P?2N1.

861

862

a!ah (# $ 4i%bol 4ke%atik &*AK


39/57


'#"#$ Lengkuk Cirian I-V bagi DIA+

+a9ah =.37 menun9ukkan gambara9ah lengkuk cirian "28 bagi D"A#.

*engkuk cirian D"A# hampir sama dengan lengkuk cirian +"A# kecuali ciri2ciri get tidak ada.

erlainan dengan (C+ dan +"A#, D"A# hanya akan beroperasi apabilavoltan merentasinya melebihi voltan pecah tebat. D"A# tidak mempunyaiget yang boleh mengurangkan voltan pecah tebat.

D"A# boleh mengalirkan arus dua arah. leh itu lengkuk cirian D"A#semasa arus bertentangan arah adalah sama. 4 ru9uk ra9ah =.37 )

P1

N2

P2

N1

N"

862

861

a!ah (# $ 4truktur 3inaan &*AK

V86

-V86

*86

-*86

a!ah (#10 $ Lengkuk 5irian *-V bagi &*AK

-V3 )

V3 ; )

*C1

-*C1


40/57



$+"# N-A. ($*A'A '$NC A 000000

3. *akarkan struktur binaan dan simbol skematik bagi :2i. (C+ii. +"A#iii. D"A#

?. Nyatakan ? syarat untuk mengoperasikan (C+

1. Nyatakan ? syarat untuk mematikan (C+.

=. Namakan terminal2terminal +"A#.

>. olehkah terminal get bagi +"A# dipicu dengan voltan picuan negatifI

B. Pada 9ulat manakah D"A# biasanya mula mengalirkan arusI


41/57


3.

?. Dua syarat untuk mengoperasikan (C+ ialah :2i) voltan pincang hadapan merentasi anod dan katod

Anod Katod

:et

P

N

P

N

A

K

:

4truktur 3inaan 45 4i%bol 4ke%atik 45

86 1

86 2

:

P1

N 1P2

N (

N 2

86 2

86 1

N "

:

4truktur 3inaan 6 *AK 4i%bol 4ke%atik 6 *AK

861

862

4i%bol 4ke%atik &*AK

P1

N2

P2

N1

N"

862

861

4truktur 3inaan &*AK


42/57


ii) diberi voltan picuan positif pada terminal get.

1. Dua syarat untuk mematikan (C+ ialah :2

i) putuskan laluan arus ke (C+ii) pintaskan anod dan katod

=. erminal2terminal +"A# ialah :2i) erminal utama 3 4 ' 3 )ii) erminal utama ? 4 ' ? )iii) . oleh

B. Diak biasanya mula mengalirkan arus apabila voltan merentasi D"A# melebihivoltan pecah tebat.


43/57


'#' !ransistor +esan edan ( 2&! )

'#'#0 engenalan

ransistor yang dipela9ari sebelum ini ialah dalam kategori transistor d ipolar, iaitu melibatkan kedua2dua pemba a arus elektron dan hol.

ransistor tersebut 9uga tergolong di dalam 9enis komponen atau alatterka al arus 4 current controlled device ).

(atu lagi kategori transistor ialah transistor F unipolar G iaitu yang hanyamelibatkan salah satu pemba a arus ma9oriti. (alah satu transistor Funipolar G yang sering digunakan ialah ransistor #esan Medan (Field Effect ran!i!tor ) atau ringkasnya dipanggil %$ . "a merupakan komponenatau alat terka al voltan 4 voltage controlled device ).

%$ adalah terdiri daripada dua kategori iaitu !%$ 4 "unction FE ) dan' (%$ 4 Metal#o$ide !emiconductor FE ). Dalam input =.= ini, kitamembincangkan !%$ dan input =.> membincangkan ' (%$ .

'#'#$ 32&!

+a9ah =.33 menun9ukkan struktur binaan %$ . "a terbina daripadasatu bar semikonduktor bahan 9enis N yang dari dua hu9ungnyaditerbitkan elemen atau kaki yang satunya bernama Punca 4 %ource )dan satu lagi bernama Parit 4 &rain ). Di tengah2tengah bar tersebutterdapat dua bahan 9enis P yang bersetentang, dan darinya

diterbitkan satu elimen bernama Pintu 4 'ate ). ntuk kemudahan,kadangkala huruf2huruf (, D dan < akan digunakan sebagaisingkatan bagi punca, parit dan pintu.

leh kerana bar yang digunakan di antara punca dan parit ialah darisemikonduktor bahan 9enis N, maka %$ ini dikenali dengan nama %$(aluran N. +a9ah =.33 menun9ukkan lukisan simbol skematik baginya.Perhatikan baha a anak panah pintu menun9uk ke dalam.


44/57


(atu 9enis %$ lagi ialah %$ (aluran P. +a9ah =.3? menun9ukkan struktur binaannya, di mana bar yang digunakan ialah bahan 9enis P dan ditengah2tengahnya dua bahan 9enis N yang bersetentang. Namun demikian tidakada perbe@aan pada nama2nama elemen. Cuma sedikti perubahan padalukisan simbol skematiknya seperti yang ditun9uk di ra9ah =.3? iaitu anakpanah pintu menun9uk ke luar.

ntuk mudah mengingati simbol skematik kedua2dua 9enis ini, ingatkan sa9abaha a yang ditun9uk oleh anak panah ialah bahan 9enis N. !ika anakpanah menun9uk ke dalam, maka yang ditun9uk ialah bahan 9enis N untuksaluran.

&

4

:

N

P

&

4

: P

a!ah (#11 $ 4truktur binaan dan 4i%bol 4ke%atik bagi ;76 saluran N

&

4

:

P

N

&

4

: N

a!ah (#12 $ 4truktur binaan dan 4i%bol 4ke%atik bagi ;76 saluran P


45/57


!ika anak panah menun9uk ke luar, maka yang ditun9uk ialah bahan 9enis Nuntuk pintu.


46/57


Perhatikan 9uga pada ra9ah struktur binaan baha a di antara bahan untuksaluran dan bahan untuk pintu terdapat cantuman P2N yang tentunyamempunyai kesan2kesan keu9udan ka asan kesusutan dan voltan sa ar.

'#'#" erbandingan di antara 32&! dengan !ransistor D ipolar#

!ika dari segi bentuk fi@ikal, tidak banyak perbe@aan yang ketara di antarakedua2dua 9enis transistor ini, malahan kedua2duanya agak sama. anpameru9uk kepada nombor pengenalan dan buku manual, agak sukar untukmembe@akannya. !%$ , seperti 9uga transistor d ipolar biasa, mempunyaitiga kaki.

Dari segi penggunaannya di dalam litar2litar elektronik, !%$ 9uga bolehbertugas sebagai amplifier. Cara sambungan dan penda aiannya 9uga tidakbanyak be@anya. !%$ , seperti 9uga transistor biasa, disambungkan dengantatara9ah punca sepunya, di mana litar pintu2punca men9adi terminalmasukan dan litar parit2punca men9adi terminal keluaran.

Namun, dari segi prinsip dan ciri2cirinya, perbe@aan di antara !%$ dengantransistor d ipolar biasa tetap ada, di antaranya ialah:

⇒ !%$ tatara9ah punca2sepunya mempunyai kerintangan masukanyang sangat tinggi, lebih kurang 377' ohm 4 kerana litar masukannya ialah di antara pintu2punca yang dipincang

songsang )⇒ !%$ ialah alat terka al voltan, transistor biasa ialah alat terka al

arus.⇒ !%$ ialah transistor unipolar, iaitu melibatkan satu 9enis

pemba a arus ma9oriti saha9a. ransistor biasa ialah d ipolar,kerana melibatkan kedua2dua 9enis pemba a arus.

⇒ !%$ tidak terlalu sensistif kepada perubahan suhu sekitar.Pemba a arus minoriti tidak meninggalkan kesan2kesan besar.

iada pengaruh eta.⇒ !%$ mempunyai tatalaku &ukum #uasa Dua, di mana, arus

keluaran berubah dengan kuasa dua masukan. Ciri seperti initidak ada pada transistor biasa. Ada beberapa litar elektronikyang memerlukan ciri seperti ini.

⇒ !%$ mempunyai kadar bising dalaman yang rendah daritransistor biasa. leh itu ia kerap digunakan dalam amplifier hi2fidan alat terima radio %'.


47/57



48/57


'#4 1S2&!

'#4#0 engenalan

' (%$ adalah kategori kedua bagi %$ . ' (%$ (metal#o$ide!emiconductor FE mempunyai terminal2terminal seperti !%$ iaitu punca,

parit dan get. -ang membe@akan ' (%$ dengan !%$ ialah terminal getdiasingkan dengan saluran (c)annel oleh satu lapisan silikon oksida 4(i ?).leh sebab itu, arus get men9adi semakin kecil. ' (%$ 9uga dipanggil

sebagai "


49/57


'#4#" 1S2&! ,agam eningkatan Saha5a ( & 1S2&! )

$ ' (%$ boleh beroperasi secara ragam peningkatan saha9a. "aberoperasi dengan nilai 8 menun9ukkan struktur binaan dan simbol $ ' (%$ .

'eru9uk kepada struktur binaan, kita dapati saluran 4 c)annel ) tidakbersambung antara parit dan punca. "ni menyebabkan arus parit 4" D) tidakboleh mengalir 9ika 8


50/57


'#6 !ransistor &kasimpang ( .3! )

(atu lagi komponen semikonduktor yang termasuk dalam keluargatransistor ialah ransistor $kasimpang 4 ,ni-unction ran!i!tor ) atauringkasnya dipanggil ! .

! berbe@a dengan diod kerana ! mempunyai 1 terminal. ! berbe@adengan %$ kerana ! tidak boleh menguatkan isyarat. ! bolehmenga al kuasa A yang besar dengan isyarat yang kecil.

+a9ah =.3B menun9ukkan struktur binaan ! . "a berbina daripadasatu bar semikonduktor bahan 9enis N yang diserap untukmempunyai sedikit sa9a pemba a arus ma9oriti, dan dari duahu9ungnya diterbitkan dua terminal apak. apak yang di atas dilabelsebagai ? dan yang di ba ah sebagai 3.

(uatu lapisan bahan 9enis P ditampalkan ke bar bahan N itu dan darinya

diterbitkan terminal Pengeluar 4$). Pengeluar diserap supaya mengandungibanyak pemba a arus ma9oriti. *ukisan simbol skematik bagi ! ialahseperti ra9ah =.3B

! biasanya digunakan di dalam litar aplikasi:2• #a alan fasa• Pensuisan• Pemasa• Pen9ana isyarat

32

31

7 NP

32

31

7

+a9ah =.3B : (truktur binaan dan simbol skematik bagi ! .


51/57



$+"# N-A. ($*A'A '$NC A 000000

6uliskan DA atau 6*&AK pada kotak ?ang disediakan#

DA E 6*&AK

1 ;76 ialah peranti unipolar#

2 ;76 ialah alat terka,al arus#

" Punca dan parit %erupakan satu bar separuh pengalir#

( ;76 %e%pun?ai tiga ter%inal iaitu Parit Punca dan :et#

@ F;76 terdiri daripada !enis saluran N saha!a#

Anak panah pada si%bol F;76 %enun!ukkan bahan !enis N#

B 6er%inal get 8.4;76 diasingkan oleh lapisan 4i. 2

4aluran &7 8.4;76 tidak bersa%bung dari parit ke punca#

9F6 ialah peranti unipolar

10 9F6 %e%pun?ai tiga ter%inal iaitu Pengeluar Pe%ungut dan6apak#


52/57



53/57


1 Da

2 6idak

" Da

( Da

@ 6idak

Da

B Da

6idak

Da

10 6idak

&*ILAIA* +&*DI,I&*ILAIA* +&*DI,I


54/57


A&N"A& 0 ANDA $*A& '$N


55/57


=.3 Arus (ekat Depan : Arus bocor yang mengalir semasa voltanpincang depan dan voltan merentasi (C+tidak melebihi voltan pecah tebat.

Arus (ekat (ongsang : Arus bocor yang mengalir semasa voltanpincang songsang.

Arus Penahan : Paras di mana arus (C+ berpindah darikeadaan tersekat kepada keadaanpengaliran.

8oltan Pecah ebat : Nilai voltan di mana selepas voltan ini, arusakan meningkat dengan cepat. Di dalam(C+, terdapat dua voltan pecah tebat iaituvoltan pecah tebat semasa pincang depandan voltan pecah tebat semasa pincangbelakang.

=.? (C+ +"A#

i. 'engalirkan arus satu arah 'engalirkan arus dua arah

ii. Perlu voltan picuan positif untukberoperasi

oleh menerima voltan picuanpositif dan negatif untukberoperasi.

=.1 Di dalam +"A#, kedudukan (C+ adalah seperti ? (C+ disambung

selari dan bertentangan arah.

=.= (C+ D"A#

i. mengalirkan arus satu arah mengalirkan arus dua arah

ii. beroperasi bila diberi voltan picuanpositif pada get

beroperasi bila voltan merentasidiak melebihi voltan pecah tebat.

A+L. /ALASPENILAIAN KENDIRI

A+L. /ALASPENILAIAN KENDIRI


56/57


=.>-ang membe@akan !%$ dan ' (%$ ialah terminal get. erminal get' (%$ diasingkan dengan satu lapisan (i ?.

=.BPerbe@aan di antara %$ dan transistor biasa ialah :2• impedan masukan tinggi.• alat ka alan voltan.• melibatkan satu pemba a arus ma9oriti saha9a.• tidak sensitif pada haba.

=.; D$ ' (%$ $ ' (%$

i. boleh beroperasi secara ragampeningkatan dan ragam susutan

hanya boleh beroperasi secararagam peningkatan saha9a.

ii. saluran bersambung dari parit kepunca.

saluran tidak bersambung antaraparit dan punca.

=.6. *itar2litar yang menggunakan ! ialah litar pemasa, ka alan fasa,pensuisan dan litar pen9ana isyarat.

ugasan

ntuk menyiapkan tugasan, anda perlu:2

a. mendapatkan buku2buku F$lectronicsG, F asic $lectronicsG atauF$lectronics PrincipleG.

b. +u9uk bab atau indeJ untuk mendapat ta9uk %$ , ' (%$ , ! , (C+,+"A# dan D"A#.

c. Dapatkan bagi setiap peranti:2i. (imbol skematikii. (truktur binaaniii. *engkuk cirian "28iv. perasiv. *itar contoh.

d. (etelah anda dapat melaksanakan langkah a hingga c, mulakanpenulisan tugasan. 'ulakan tugasan dengan ta9uk pengenalan dandiakhiri dengan kesimpulan.

e. (etelah anda berpuas hati dengan isi2isi dalam penulisan, ru9ukpensyarah anda untuk mendapat kepastian.


57/57


Peranti Separuh Pengalir.doc

Documents

Transcript of Peranti Separuh Pengalir.doc