Elektronik-Industri-1-Kertas-Penerangan

Rajah 1.1.2.(iii) Binaan ringkas atom silikon dan germanium

2.1.3.IKATAN KOVALEN
Apabila dua atau lebih atom yang berhampiran berkongsi elektron, ikatan kovalen

akan dihasilkan. Jumlah elektron pada setiap atom mestilah seimbang dan ini akan
menghasilkan ikatan yang stabil.

Atom separuh pengalir seperti germanium dan silikon mempunyai empat elektron
pada orbit luaran. Setiap atom dikelilingi oleh empat atom yang berhampiran. Setiap
elektron bagi setiap atom akan berpasangan dengan satu elektron dari atom yang
berhampiran dengannya. Rajah 1.1.3. menunjukkan ikatan kovalen yang terhasil bagi
hablur silikon dan germanium.

a. Hablur silikon

b. Hablur germanium

Rajah 1.1.3. Ikatan kovalen yang terhasil bagi hablur silikon dan
germanium

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 144
PINDAAN : 0 MUKASURAT 144

2.1.4.ELEKTRON DAN LUBANG PADA SEPARUH PENGALIR
Rajah 1.1.4. menunjukkan satu contoh pergerakan elektron dan lubang

dalam satu contoh bahan separuh pengalir. Apabila bekalan kuasa dikenakan
pada separuh pengalir tersebut, elektron akan terbebas dan bergerak ke arah
punca positif iaitu dari C ke D (Rajah 1.1.4.b). Pergerakan elektron dari C ke D
akan mengakibatkan kekosongan elektron di C. Kekosongan ini disebut lubang.
Lubang ini akan dipenuhi oleh elektron yang berhampiran (dari B). Hal ini
menghasilkan lubang di B (Rajah 1.1.4.c) dan lubang ini kemudiannya akan
dipenuhi oleh elektron dari A. Maka, lubang akan terbentuk pula di A (Rajah
1.1.4.d). Dari Rajah 1.1.4.a hingga Rajah 1.1.4.d dapatlah dilihat bahawa elektron
bergerak dari punca negarif ke punca positif dan lubang seolah-olah bergerak dari
punca positif ke punca negatif.

a. Kedudukan elektron sebelum bekalan kuasa dikenakan

b. Pergerakan elektron dari C ke D menghasilkan lubang di C

c. Pergerakan elektron dari B ke C menghasilkan lubang di B

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 145
PINDAAN : 0 MUKASURAT 145

d. Pergerakan elektron dari A ke B menghasilkan lubang di A
Rajah 1.1.4 Pergerakan elektron dan lubang

2.1.5.JENIS SEPARUH PENGALIR

SEPARUH PENGALIR HAKIKI

Separuh pengalir yang tidak mengandungi campuran bendasing dinamakan
separuh pengalir hakiki. Bahan ini tidak mengalirkan arus elektrik dengan baik dan
sifatnya hampir sama denga penebat.

Biasanya bendasing atau bahan dopan diresapkan ke dalam separuh
pengalir hakiki bagi menghasilkan peranti-peranti separuh pengalir. Peresapan
bendasing itu akan menghasilkan separuh pengalir ekstrinsik.

SEPARUH PENGALIR EKSTRINSIK

Separuh pengalir ekstrinsik terhasil apabila bendasing diresapkan ke dalam
separuh pengalir hakiki. Bahan separuh pengalir ekstrinsik digunakan untuk
menghasilkan peranti elektronik seperti diod, transistor dan litar bersepadu. Proses
meresapkan bendasing ke dalam separuh pengalir dinamakan pengedopan.

Biasanya, lebih banyak jumlah bendasing yang didop ke dalam separuh
pengalir hakiki, maka lebih banyak pembawa cas dihasilkan. Pengedopan
bendasing yang tertentu seperti antimoni, arsenik dan fosforus akan menghasilkan
lebihan elektron. Bahan separuh pengalir yang terhasil dinamakan bahan jenis N.
Pengedopan bendasing tertentu seperti kalium, boron dan indium pula
menghasilkan lebihan pembawa cas positif (lubang). Bahan jenis ini dinamakan
bahan jenis P.

2.1.6. BAHAN

BAHAN JENIS ‘N’

Apabila germanium atau silikon didopkan dengan bendasing yang
mempunyai lima elektron valensi, bahan separuh pengalir jenis N dihasilkan.
Bendasing ini dinamakan penderma. Contoh atom penderma ialah arsenik,
antimoni dan fosforus. Rajah 1.1.6.(i) menunjukkan ikatan kovalen yang terhasil

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 146
PINDAAN : 0 MUKASURAT 146

apabila germanium (separuh pengalir hakiki) didopkan dengan arsenik (penderma)
dan menghasilkan ikatan kovalen dan elektron bebas.

Atom germanium pula mempunyai empat elektron pada orbit luarannya.
Oleh itu, apabila atom arsenik didopkan dengan atom germanium, satu daripada
elektron arsenik tidak mempunyai pasangan bagi membentuk ikatan kovalen.
Elektron ini merupakan elektron bebas yang terhasil bagi bahan jenis N. Pembawa
cas terbanyak bagi bahan jenis N ialah elektron manakala pembawa cas tersedikit
ialah lubang (Rajah 1.1.6.(ii))

Rajah 1.1.6.(i) Ikatan kovalen yang terhasil apabila germanium didop
dengan arsenik

Petunjuk :

Pengaliran lubang Lubang

Elektron
Pengaliran Elektron
Rajah 1.1.6.(ii) Pembawa cas terbanyak bagi bahan jenis N

xxxi. BAHAN JENIS ‘P’

Apabila germanium atau silikon didopkan dengan bendasing yang
mempunyai tiga elektron valensi, bahan separuh pengalir jenis P dihasilkan.
Bendasing ini dinamakan penerima. Contoh atom penerima ialah aluminium,
galium, boron dan indium. Rajah 1.1.6.(iii) menunjukkan ikatan kovalen yang
terhasil apabila germanium (separuh pengalir hakiki) didopkan dengan indium
(penderma) dan menghasilkan ikatan kovalen dan luban

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 147
PINDAAN : 0 MUKASURAT 147

Rajah 1.1.6.(iii) Ikatan kovalen yang terhasil apabila germanium didop dengan indium

Atom germanium mempunyai empat elektron pada orbit luarannya. Oleh itu,
apabila indium didopkan dengan atom germanium satu daripada ikatan kovalen
tidak dapat dilengkapkan. Kekosongan ini menghasilkan lubang. Pembawa cas
terbanyak bagi bahan jenis P ialah lubang manakala pembawa cas tersedikit ialah
elektron (Rajah 1.1.6.(iv))

Petunjuk :

Pengaliran lubang Lubang

Pengaliran Elektron Elektron

Rajah 1.1.6.(iv)Pembawa cas terbanyak bagi bahan jenis P

Bahan jenis P apabila dicantumkan dengan bahan jenis N merupakan asas
bagi pembuatan kebanyakan jenis peranti separuh pengalir seperti diod, transistor
dwikutub, transistor kesan medan dan litar bersepadu.

2.1.7.PEMBAWA TERSEDIKIT DAN PEMBAWA TERBANYAK

Di dalam bahan separuh pengalir jenis N, elektron-elektron bebas akan
wujud dengan banyak manakala bagi bahan separuh pengalir jenis P akan wujud
lebih banyak lubang (hole) daripada electron bebas. Elektron-elektron adalah
pembawa terbanyak (majority) dalam bahan separuh pengalir jenis N dan lubang

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 148
PINDAAN : 0 MUKASURAT 148

(hole) adalah pembawa terbanyak dalam bahan separuh pengalir jenis P.
Sebaliknya, lubang (hole) menjadi pembawa tersedikit dalam bahan separuh
pengalir jenis N dan electron menjadi pembawa tersedikit (minoriti) dalam bahan
separuh pengalir jenis N dan electron menjadi pembawa tersedikit dalam bahan
separuh pengalir jenis P.

Jenis Bahan 1. Bendasing Pembawa Pembawa
Separuh Pengalir Yang Terbanyak Tersedikit
Dicampurkan
Elektron Lubang (hole)
Jenis N Penderma (cas -) (cas +)

Jenis P Penerima Lubang (hole) Elektron
(cas +) (cas -)

Rajah 1.1.7(a): Ciri-ciri Perbezaan antara Bahan ‘N’ dan Bahan ‘P’

2. Elemen 3. Simbol 4. Atomic 5. Valence
Number Elektron
Ge
Tetravalent Germanium Si 32 4 Intrinsic
Atom Silikon 14 4 Atom
Al
Trivalent Aluminium B 13 3
Atom Boron Ga 5
Galium In 13 3 Penerima
Pentavalent Indium 49 Atom
Atom Sb 3
Antimony As 51
Arsenis P 33 3
Phosphorus 15
5

5 Penderma
5 Atom

Rajah 1.1.7(b): Contoh Atom Penerima Dan Penderma

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 149
PINDAAN : 0 MUKASURAT 149

2.2. PENGENALAN KEPADA DIOD
Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan

tentang Diod merupakan peranti separuh pengalir yang digunakan dengan
meluas dalam litar elektronik. Anda akan diperkenalkan pada beberapa jenis
diod seperti diod isyarat, diod zener, diod terowong, diod varaktor, diod foto,
diod pemancar cahaya (LED), dan diod LASER.

2.2.1. DIOD
Diod ialah peranti separuh pengalir yang digunakan dengan

meluas dalam litar elektronik. Rajah 1.2.1. menunjukkan bentuk fizikal
beberapa jenis diod.

a. Diod untuk kegunaan kuasa rendah b. Diod untuk kegunaan
kuasa sederhana

c. Diod untuk kegunaan kuasa tinggi

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 150
PINDAAN : 0 MUKASURAT 150

d. Penentuan tamatan diod
Rajah 1.2.1. Bentuk fizikal diod

2.2.2.BINAAN DIOD

Diod ialah peranti separuh pengalir yang mempunyai dua
tamatan. Tamatan yang menyentuh bahan separuh pengalir jenis P
dinamakan anod manakala tamatan yang menyentuh bahan separuh
pengalir jenis N dinamakan katod. Rajah 1.2.2.(i) menunjukkan binaan
diod dan simbol diod.

a.Binaan dio

Anod Katod
+ -

b.Simbol diod

Rajah 1.2.2.(i) Binaan dan simbol diod

Apabila bahan jenis P dicantumkan dengan bahan jenis N, satu
simpang terbina. Kawasan ini dinamakan lapisan susutan. Pada
simpang ini, elektron bebas yang berada di dalam jenis N akan
merentas simpang ke dalam bahan jenis P. Kehilangan elektron di
dalam bahan jenis N akan meninggalkan atom yang bercas positif.
Atom dalam bahan jenis P yang menerima elektron tersebut akan
menjadi atom bercas negatif (ion negatif). Lapisan ion bercas positif di
bahan N dan ion bercas negatif di bahan P membentuk sawar upaya
pada lapisan susutan. Rajah 1.2.2.(ii) menunjukkan binaan sawar
upaya diod.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 151
PINDAAN : 0 MUKASURAT 151

Lapisan susutan menjadi lebih lebar apabila punca positif
bekalan dikenakan pada katod manakala punca negatif bekalan
dikenakan pada anod. Ini ditunjukan oleh Rajah 1.2.2.(iii)

Petunjuk Petunjuk
O Proton O Elektron
- Elektron - Elektron

a. Pembentukan lapisan susutan b.Sawar upaya diod

c. Penambahan lapisan susutan
Rajah 1.2.2.(ii) Binaan sawar upaya

2.2.3. SIMBOL
Terdapat pelbagai jenis diod dengan kegunaan tertentu. Jadual

1.2.3 menunjukkan bentuk fizikal beberapa diod dan simbol diod.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 152
PINDAAN : 0 MUKASURAT 152

DIOD GAMBAR FIZIKAL SIMBOL KHAS
1) Diod isyarat

2) Diod zener

3) Diod terowong

4) Diod varaktor

5) DCiaoJhdaadpyuaeam(lLa1En.D2c.a)3r. Bentuk fizikal dan simbol diod
6) Diod foto
7) Diod LASER

2.2.4.CIRI I-V DIOD

B05-01-02-LE1-IS Rajah 1.2.4.(i) Lengkung ciri I-V MUKASURAT 153
MUKASURAT 153
PINDAAN : 0
PINDAAN : 0

Apabila voltan dikenakan pada diod, arus akan mengalir mengikut ciri
diod sama ada dalam keadaan pincang songsang atau pincang hadapan.
Rajah 1.2.4.(i) menunjukkan lengkung ciri I-V bagi sebuah diod. Anda telah
mengetahui bahawa diode mempunyai sawar upaya. Sawar upaya merupakan
tenaga elektrik yang berada di dalam sesebuah diod. Rajah 1.2.4.(ii)
menunjukkan punca bekalan yang disambungkan merentas diod. Pada
peringkat awal, punca bekalan perlu melawan sawar upaya, nilai arus yang
mengalir pada ketika ini adalah rendah. Apabila voltan punca dapat mengatasi
sawar upaya diod, arus mula mengalir dengan banyak. Nilai voltan semasa
sawar upaya diatasi dinamakan sebagai voltan lutut (Vk). Voltan lutut (Vk) bagi
diod jenis silikon ialah 0.7V dan diod jenis germanium ialah 0.3V.

a. Pincang hadapan b. Analogi sebagai suis
tertutup

Rajah 1.2.4.(ii) Diod pincang hadapan

Merujuk Rajah 1.2.4.(ii) punca bekalan positif disambung ke
tamatan anod, manakala punca bekalan negatif disambung ke tamatan
katod. Sambungan ini dinamakan pincang hadapan. Dalam keadaan
pincang hadapan, diod membenarkan arus mengalir dengan banyak
melaluinya. Diod ketika itu dianologi sebagai sebuah suis yang
tertutup.

a. Sambungan diod pincang songsang b. Analogi sebagai suis terbuk
Rajah 1.2.4.(iii) Diod pincang songsang

Rajah 1.2.4.(iii) menunjukkan punca bekalan arus terus
disambungkan merentasi diod. Tamatan punca positif disambung pada
katod manakala tamatan bekalan negatif disambung pada anod.
Sambungan ini dinamakan pincang songsang. Semasa pincang
songsang diod mempunyai rintangan yang terlalu tinggi. Walau
bagaimanapun, terdapat arus yang sedikit mengalir semasa dipincang
songsang. Arus ini dinamakan arus bocor. Arus bocor ini dihasilkan
oleh pembawa cas tersedikit. Jika voltan pincang songsang merentasi

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 154
PINDAAN : 0 MUKASURAT 154

diod ditinggikan sehingga nilai voltan tertentu, arus yang banyak akan
mula mengalir menerusi diod. Pada ketika ini, diod dikatakan pecah
tebat. Voltan ketika keadaan ini berlaku dinamakan voltan pecah tebat.
Kejadian pecah tebat dapat diterangkan apabila voltan songsang
ditambah, lapisan susutan menjadi lebar sehingga merangkumi
keseluruhan diod. Pada masa yang sama suhu diod bertambah. Ini
menyebabkan elektron bebas lebih banyak dihasilkan. Elektron bebas
dari lapisan susutan dilepaskan keluar dengan laju dari orbit luaran.
Kelajuan elektron ini bertambah jika voltan songsang ditambah.
Elektron bebas itu akan melanggar elektron di orbit luaran di atom yang
berhampiran. Kini terdapat dua elektron bebas. Dua elektron bebas itu
akan melanggar pula elektron yang lain.

Proses ini berterusan dan menghasilkan elektron yang lebih
banyak. Keadaan ini menyebabkan arus yang tinggi mengalir melalui
diod. Keadaan ini dinamakan pecah tebat dan voltan ketika ini
dinamakan voltan runtuh (VBR) atau voltan songsang puncak (PIV)
atau voltan songsang maksimum (VRM) atau voltan kerja songsang
maksimum (VRWM). Voltan pecah tebat bergantung pada jenis dan
keperluan diod itu. Kebanyakan diod tidak membenarkan perkara ini
berlaku kerana ia akan merosakkan diod.

2.2.5.JENIS-JENIS DIOD

Diod Isyarat

Diod isyarat dikendalikan dalam keadaan pincang hadapan
seperti yang telah diterangkan. Voltan lutut perlu diatasi sebelum arus
yang banyak dapat mengalir melalui diod. Diod ini membenarkan arus
mengalir pada satu arah sahaja. Diod isyarat banyak digunakan dalam
litar pengesan isyarat seperti di dalam radio dan litar pemotong isyarat
di dalam televisyen.

Diod Zener

Diod zener ialah diod khas yang dikendalikan dalam keadaan
pincang songsang. Rajah 1.2.5.(i) menunjukkan lengkund ciri I-V bagi
sebuah diod zener. Diod zener bertindak sebagai litar terbuka sebelum
nilai voltan melebihi nilai voltan pecah tebat. Diod zener direka untuk
dikendalikan ketika melebihi nilai voltan pecah tebat. Diod ini
digunakan untuk menghadkan voltan pada paras yang tertentu dalam
litar pengatur voltan bekalan kuasa dan litar pelindung.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 155
PINDAAN : 0 MUKASURAT 155

Rajah 1.2.5.(i) Lengkung ciri I-V diod zener

Diod Varaktor

Dalam reka bentuk sebuah diod, lapisan susutan memisahkan
bahan jenis P dengan bahan jenis N. Binaan diod ini adalah seperti
sebuah pemuat yang dielektriknya ialah lapisan susutan. Apabila voltan
dikenakan merentasi diode, lebar lapisan susutan akan berubah
bergantung pada nilai voltan yang dikenakan. Dalam keadaan ini, diod
bertindak sebagai pemuat boleh ubah. Diod varaktor juga dinamakan
sebagai diod varikap, epikep atau diod pemuat voltan boleh ubah. Diod
ini dikendalikan dalam pincang songsang. Antara kegunaan diod
varaktor adalah lama bahagian penalaan sistem penerima televisyen,
penerima FM dan alat perhubungan yang lain.

Diod Terowong

Diod ini dinamakan diod terowong kerana diod ini mempunyai
lapisan susutan yang nipis. Elektron melintasi sawar upaya dengan
mudah apabila diod dipincang hadapan. Dengan meninggikan tahap
pengedopan, voltan lutut diod terowong direndahkan sehingga hampir
ke sifar. Rajah 1.2.5.(ii) menunjukkan lengkung diod terowong. Diod
terowong mempunyai ciri pensuisan yang terpantas sebagai peranti
logik storan ingatan, pengayun santaian dan pengayun gelombang
mikro.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 156
PINDAAN : 0 MUKASURAT 156

Rajah 1.2.5.(ii) Lengkung ciri I-V diod terowong

Diod Foto

Diod foto ialah diod yang peka cahaya. Diod ini berkendali
apabila simpang diod terkena cahaya. Ini menyebabkan pembawa cas
tersedikit dihasilkan dengan banyak. Penghasilan pembawa cas
menyebabkan pengaliran arus bertambah. Diod foto dikendalikan
dalam keadaan pincang songsang. Ketika tiada cahaya terkena
simpang diod, hanya arus bocor sahaja yang mengalir. Oleh sebab
arus ini kecil, diod ini tidak dapat mempengaruhi kendalian peranti lain
yang terdapat dalam litar. Diod foto digunakan sebagai pengesan
cahaya di dalam litar penggera, litar perakam video, kamera dan litar
kawalan jauh (televisyen dan radio).

Laser
Diode ini diperbuat daripada bahan separuh pengalir galium

aluminium arsenida. Semasa diod dipincang hadapan tenaga diberi
kepada elektron. Elektron di dalam diod terjana dan menghasilkan
cahaya inframerah koheren. Diod ini digunakan di dalam talian
penghantaran optik gentian, pembaca cakera padat dan pencetak
LASER.

Diod Pemancar Cahaya (LED)

LED ialah peranti separuh pengalir yang dapat mengeluarkan
cahaya apabila arus pincang hadapan dikenakan padanya. Dalam
banyak penggunaan, LED dapat menggantikan lampu pandu kerana
LED mempunyai kelebihan seperti berikut :

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 157
PINDAAN : 0 MUKASURAT 157

Voltan kendalian yang rendah

Jangka hayat yang panjang (lebih 20 tahun)

Pensuisan yang laju (nano saat)

Dalam keadaan pincang hadapan, elektron dari bahan jenis N
merentasi simpang untuk mengisi lubang di dalam bahan jenis P.
Pengaliran ini menyebabkan beza upaya dan tenaga haba terhasil.
Tenaga haba pula ditukarkan kepada cahaya. Warna cahaya dari diod
ini dapat ditentukan mengikut jenis bahan separuh pengalir diod yang
digunakan seperti ditunjukkan dalam Jadual 1.2.5.(iii)

Bahan separuh pengalir Warna yang dihasilkan
Galium Arsenida (GaAs) Penyinar inframerah
Galium Fosfida (GaP) Merah atau hijau muda
Galium Arsenida Fosfida (GaAsP) Merah atau kuning muda
Galium Nitrogen (GaN) Biru

Jadual 1.2.5.(iii) Jenis bahan separuh pengalir dan warna yang
dihasilkan oleh diod pemancar cahaya (LED)

2.2.6.TEKNIK MENGUJI KEKUTUBAN DIOD PN

Salah satu cara untuk menguji kekutuban diod ialah
menggunakan meter pelbagai digital atau analog. Di dalam meter
pelbagai terdapat voltan yang mencukupi daripada bateri dalaman bagi
menguji keadaan pincang hadapan atau pincang songsang. Apabila
menguji diod menggunakan meter pelbagai analog, julat rintangan
mestilah disetkan ke skala 1KΩ untuk mendapatkan pengaliran arus
yang sepatut daripada meter. Jika julat rintangan disetkan pada skala
terendah, ini akan mengalirkan arus yang berlebihan mengalir ke diod
dan ini menyebabkan kerosakan pada diod.

Rajah 1.2.6(a) menunjukkan penyambungan diod dalam keadaan
pincang hadapan dan anda akan lihat bacaan nilai rintangan yang
rendah. Kebiasaannya nilai bacaan akan menunjukkan pada bacaan
kurang 1KΩ.

Rajah 1.2.6(b) menunjukkan penyambungan diod dalam keadaan
pincang songsang dan menunjukkan bacaan nilai yang tinggi dan
kebiasaannya dalam julat Mega ohm. Apabila menguji sesuatu diod
dan didapati dalam keadaan pincang hadapan jarum meter
menunjukkan nilai rintangan tinggi atau dalam keadaan pincang
songsang jarum meter menunjukkan nilai rintangan rendah. Maka diod
tersebut tidak boleh digunakan lagi.

Multimeter juga boleh digunakan menentukan kaki anod dan kaki
katod bagi diod. Kebiasaannya diod mempunyai tanda pada hujung
kaki dan ia menunjukkan kaki katod, tetapi disebabkan faktor usia dan
kepanasan tanda tersebut berkemungkinan akan hilang. Dalam
keadaan pincang hadapan penunjuk positif multimeter disambung ke
anod dan penunjuk negatif multimeter disambung ke katod.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 158
PINDAAN : 0 MUKASURAT 158

Rajah 1.2.6. Cara menguji diod menggunakan meter pelbagai
analog

2.3. APLIKASI-APLIKASI DIOD

Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan tentang
Diod yang merupakan peranti separuh pengalir yang digunakan dengan
meluas dalam litar elektronik. Diod merupakan komponen utama di dalam
pengalir kuasa dan ia mempunyai banyak kegunaan. Anda akan
diperkenalkan pada kegunaan diod sebagai penerus dan pengatur voltan
dan aplikasi diode sebagai penghad dan diod sebagai pengapit.

2.3.1.KEGUNAAN DIOD DALAM LITAR

Rajah 1.3.1.(i) menunjukkan rajah blok bekalan kuasa AT.
Bahagian yang terdapat di dalam rajah blok ialah pengubah, penerus,
penapis, pengatur dan beban. Pengubah akan menurunkan voltan
bekalan 240 AU ke nilai yang dikehendaki. Voltan AU di pengubah
sekunder masuk ke penerus untuk ditukarkan kepada voltan AT
berdenyut. Apabila voltan AT berdenyut melalui penapis, voltan AT
tulen dihasilkan. Walaupun voltan AT tulen telah dihasilkan, nilai voltan
AT masih tidak stabil.

Untuk mengatasi masalah ini, pengatur voltan digunakan.
Pengatur voltan akan menstabilkan nilai voltan AT tulen pada voltan AT
yang tetap seperti yang dikehendaki.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 159
PINDAAN : 0 MUKASURAT 159

Rajah 1.3.1.(i) Rajah blok bekalan kuasa

Rajah 1.3.1.(ii) Bentuk gelombang pada litar bekalan kuasa

2.3.2. PENERUS

PENERUS GELOMBANG SEPARUH POSITIF

Rajah 1.3.2.(i)a menunjukkan satu litar penerus gelombang
separuh positif, manakala Rajah 1.3.2.(i)b, 1.3.2.(i)c dan 1.3.2.(i)d
menunjukkan proses yang dilakukan oleh penerus gelombang separuh
positif. Rajah 1.3.2.(i) menunjukkan arus ulang-alik dibekalkan ke litar
merentasi diode D1 dan perintang beban RL. Pada voltan masukan AU,

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 160
PINDAAN : 0 MUKASURAT 160

kekutuban sentiasa bertukar setiap 1/100 saat. Ketika voltan masukan
AU, kekutuban ulang alik positif dikenakan ke anod diode, arus
mengalir melalui diode. Apabila kekutupan AU bertukar kepada negatif,
arus tidak dapat mengalir di dalam litar voltan susut di perintang RL.

a.Litar penerus gelombang separuh positif

b.Ketika diod dipincang hadapan

c.Ketika diod dipincang songsang

d. Voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus gelombang
separuh

Rajah 1.3.2.(i) Penerus gelombang separuh

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 161
PINDAAN : 0 MUKASURAT 161

Pada masukan separuh kitaran positif, diod dipincang hadapan.
Arus akan mengalir melalui diod dan beban (Rajah 1.3.2.(i)b). Pada
masukan separuh kitaran negatif pula, diod dipincang songsang. Arus
tidak dapat mengalir dalam litar (Rajah 1.3.2.(i)c)

Proses di atas diulang bagi kitaran berikutnya. Rajah 1.3.2.(i)d
menunjukkan voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus gelombang
separuh.

GELOMBANG SEPARUH NEGATIF
Gambarajah 1.3.2.(ii) dibawah menunjukkan penerus gelombang

separuh dengan menggunakan diod dalam keadaan songsang. Litar
ini, diod ini akan beroperasi pada separuh masukan negatif. Diod ini
akan dipincang songsang pada separuh kitar masukan positif.
Keputusannya, separuh kitar positif masukan akan dihapuskan. Oleh
itu, prinsip operasi untuk litar ini sama seperti separuh kitar positif.
Perbezaannya ialah kekutuban diode adalah terbalik dan isyarat
keluaran adalah songsang.

Seperti yang dapat anda lihat, kekutuban diode akan
menentukan keluaran penerus gelombang ini sama ada ia adalah
positif atau negatif. Untuk memahamkan litar, sila rujuk litar di bawah

Apabila terminal katod diod kearah beban, keluaran penerus ini
akan berkeadaan positif.

Apabila terminal katod diod kearah pengubah, keluaran penerus
ini akan berkeadaan negatif.

R
a

Rajah 1.3.2.(ii) Penerus gelombang separuh negatif

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 162
PINDAAN : 0 MUKASURAT 162

PENERUS GELOMBANG PENUH POSITIF
a. Litar penerus gelombang penuh positif menggunakan pengubah

bersadap tengah

b. Ketika diod D1 dipincang hadapan

c. Ketika diod D2 dipincang hadapan

c. Voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus.
Rajah 1.3.2.(iii) Litar penerus gelombang penuh positif

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 163
PINDAAN : 0 MUKASURAT 163

xxxii.PENERUS GELOMBANG PENUH NEGATIF
Penerus gelombang penuh negatif akan terjadi apabila arah
kekutuban diod disongsangkan daripada kedudukan diod pada
penerus gelombang penuh positif. Rajah 3.6 dibawah menunjukkan
penerus gelombang penuh negatif dan isyarat keluaran bagi penerus
gelombang penuh negatif. Perbezaan utama diantara penerus
gelombang penuh positif dan negatif adalah kekutuban diod dan isyarat
voltan keluaran.

Rajah 1.3.2.(iv)Penerus gelombang penuh negatif

GELOMBANG TITI (BRIDGE RECTIFIER)
Litar Bridge Rectifier ditunjukkan dalam Rajah 1.3.2.(v) yang

menggunakan pengubah dan empat diode. Voltan bekalan AU
dibekalkan pada diode melalui pengubah yang berfungsi sebagai
perendah voltan AU dan pengasing.

Merujuk Rajah 1.3.2.(v)a, semasa setengah kitar positif, diode D4
dab D2 dipincang hadapan manakala diode D1 dan D3 dipincang
songsang. Arus mengalir melalui D4, beban dan D2. Gelombang yang
terhasil merentas beban berbentuk gelombang AT berdenyut.

Merujuk Rajah .3.2.(v)b, semasa setengah kitar negatif, diode D3
dan D1 dipincang hadapan manakala diode D2 dan D4 dipincang
songsang. Arus mengalir melalui D3, beban dan D1. Gelombang yang
terhasil merentas beban berbentuk gelombang AT berdenyut.

Rajah 1.3.2.(v)c, menunjukkan kombinasi bentuk gelombang
merentas beban semasa setengah kitar positif dan setengah kitar
negatif. Gelombang yang terhasil berbentuk gelombang AT berdenyut.

Rajah 1.3.2.(v)d, menunjukkan bentuk gelombang merentas
beban yang terhasil apabila bekalan AU dikenakan pada masukan.
Litar ini menukarkan voltan masukan AU ke voltan AT berdenyut.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 164
PINDAAN : 0 MUKASURAT 164

a. Voltan keluaran diod D2 dan D4 dipincang hadapan

b. Voltan keluaran ketika diod D1 dan D3 dipincang hadapan

b. Voltan keluaran untuk satu kitar

d. Voltan keluaran yang dihasilkan oleh penerus gelombang titi
Rajah 1.3.2(v) Litar penerus tetimbang gelombang penuh

Terdapat pelbagai bentuk fizikal penerus titi. Rajah 3.8
menunjukkan bentuk fizikal penerus titi yang biasa digunakan.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 165
PINDAAN : 0 MUKASURAT 165

Rajah 1.3.2.(vi) Bentuk fizikal penerus titi

2.3.3. PENAPIS

Gelombang AT berdenyut yang terhasil perlu ditukarkan ke
gelombang AT tulen. Ini boleh dilakukan dengan menggunakan
penapis. Terdapat pelbagai jenis penapis yang kerap digunakan.
Antaranya ialah :-

Penapis jenis RC

Penapis jenis π menggunakan cok dengan pemuat

Penapis jenis π menggunakan perintang dengan pemuat

Penapis Jenis RC

Penapis jenis RC ialah penapis yang paling mudah. Penapis ini
mengandungi satu pemuat elektrolitik yang disambung selari dengan
perintang beban seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.3.3.(vii) Pada
setengah kitar positif yang pertama, voltan masukan akan mengecas
pemuat C1 sehingga nilai voltan masukan maksimum. Selepas
setengah kitar positif, pemuat C1 menyahcas melalui perintang RB.
Semasa proses nyahcas berlaku, voltan merentas C1 akan turun dari
nilai maksimum ke nilai voltan yang ditetapkan oleh pemalar masa litar
RC. Apabila denyut isyarat masukan berikutnya dikenakan ke pemuat
C1, C1akan dicas semula. Proses ini berulang pada setiap denyut
gelombang. Bentuk gelombang yang terhasil ialah gelombang AT
beriak.

a. Litar penapis RC b. Bentuk gelombang keluaran litar penapis RC

Rajah 1.3.3.(vii) Litar penapis RC dan bentuk gelombang

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 166
PINDAAN : 0 MUKASURAT 166

Penapis Jenis π Menggunakan Cok Dengan Pemuat

Penapis yang lebih berkesan perlu digunakan untuk mendapat voltan
keluaran yang lebih tulen untuk kegunaan arus beban yang lebih
tinggi. Rajah 1.3.2.(viii) menunjukkan penapis jenis π yang
menggunakan cok dengan pemuat. Litar penapis jenis ini
berkeupayaan membekalkan arus yang lebih tinggi pada litar beban.

Jika dibandingkan dengan penapis jenis RC, penapis ini mempunyai
komponen tambahan iaitu cok (L) dan pemuat (C2). Komponen L, C1
dan C2 akan meningkatkan keupayaan menyimpan cas dan ini akan
meningkatkan kemampuan menapis gelombang AT berdenyut.
Tindakan ini akan dapat mengurangkan kesan riak pada keluaran
AT.

a. Litar penapis jenis π menggunakan cok b. Bentuk gelombang pada
penapis

dengan pemuat

Rajah 1.3.3.(viii) Litar penapis π menggunakan cok dengan pemuat dan bentuk gelombang

Penapis Jenis π Menggunakan Perintang Dengan Pemuat

Untuk kegunaan arus dan voltan yang rendah, perintang
digunakan mengganti cok. Rajah 1.3.2.(ix) menunjukkan pemuat C1, C2
dan perintang RC. Nilai RC perlulah lebih tinggi daripada nilai perintang
beban RB. Berbanding dengan penapis jenis menggunakan cok dengan
pemuat, viltan keluaran penapis jenis π menggunakan perintang dan
pemuat mempunyai lebih riak. Untuk mengimbangi masalah tersebut
pemuat C1 dan C2 yang mempunyai kemuatan yang lebih besar
digunakan.

a.Litar penapis jenis π menggunakan b. Bentuk gelombang pada
perintang dengan pemuat.

penapis

Rajah 1.3.3.(ix) Litar penapis jenis π menggunakan perintang
dengan pemuat dan bentuk gelombang

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 167
PINDAAN : 0 MUKASURAT 167

2.3.4. PENGATUR

Rajah 1.3.4.(i) Bekalan kuasa menggunakan diode zener

Rajah 1.3.4.(i) menunjukkan diod zener digunakan sebagai
pengatur voltan dalam litar bekalan kuasa. Voltan merentas beban
sama nilai dengan voltan merentas diode zener.

Merujuk Rajah 1.3.4.(i), bias voltan AU di pengubah sekunder
masuk ke penerus untuk ditukarkan kepada voltan AT berdenyut.
Apabila voltan AT berdenyut melalui penapis, voltan AT tulen terhasil.
Walaupun voltan tulen telah dihasilkan, nilai voltan AT masih berubah
sekiranya terdapat penambahan nilai voltan pada masukan. Untuk
mengatasi masalah ini, pengatur voltan digunakan.

Sekiranya voltan bekalan punca kuasa dalam litar ini berubah,
voltan AT merentas penapis C1 turut berubah. Ini menyebabkan voltan
keluaran pada beban turut berubah. Diod zener yang digunakan dalam
litar ini akan menstabilkan voltan keluaran supaya berada pada nilai
voltan yang telah ditetapkan. Dengan cara ini, voltan keluaran menjadi
stabil walaupun voltan bekalan AU pada punca kuasa berubah

Keupayaan diod zener sebagai pengatur voltan bagi litar yang
telah ditunjukkan dalam rajah di atas adalah terhad. Untuk
meningkatkan keupayaan diod zener mengawal arus yang lebih tinggi,
transistor digunakan. Dua contoh pengatur voltan yang menggunakan
transistor ialah :-

i)Pengatur voltan siri

ii)Pengatur voltan selari

B05-01-02-LE1-IS Rajah 1.3.4.(ii) Pengatur voltan siri MUKASURAT 168
MUKASURAT 168
PINDAAN : 0
PINDAAN : 0

Rajah 1.3.4.(ii) menunjukkan litar pengatur voltan siri. Litar ini
dinamakan litar pengatur voltan siri kerana beban disambung secara
bersiri dengan transistor.

Rajah 1.3.4.(iii) Pengatur voltan selari

Rajah 1.3.4.(iii) menunjukkan litar pengatur voltan selari. Litar ini
dinamakan litar pengatur voltan selari kerana beban disambung secara
selari dengan transistor

2.3.5.LIMITER OR CLIPPER (PENGHAD)

Digunakan untuk menghapuskan sebahagian daripada voltan
isyarat pada tahap yang diperlukan. Ia digunakan sebagai Pembentuk
gelombang dan pelindung kepada litar lain yang menerima isyarat.
Penghad terbahagi kepada dua iaitu penghad sesiri (mempunyai diod
yang sesiri dengan beban dan penghad selari (mempunyai diod yang
selari dengan beban). Setiap satu daripadanya bolah menjadi positif
dan negatif.

Diod Sebagai Penghad Sesiri
Rajah 1.3.5(i) a dan b menunjukkan diod sebagai penghad sesiri.
Ia dipanggil penghad sesiri kerana hasil keluarannya adalah sesiri
dengan diod. Rajah a menunjukkan penghad sesiri negatif manakala
rajah (b) menunjukkan penghad sesiri positif.

Pada rajah a, apabila voltan masukan Vin positif maka arus akan
mengalir melalui diod D1 dan menghasilkan denyutan positif pada
keluaran. Dan apabila voltan masukan Vin negatif, diode D1 akan
pincang songsang dan keluarannya adalah zero. Menggunakan
taksiran diod yang kedua, nilai puncak pada voltan keluaran semasa
pengaliran positif adalah 0.7V kurang daripada nilai puncak pada
voltan masukan. Diod akan selesai memotong pada keluaran
pengaliran negatif.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 169
PINDAAN : 0 MUKASURAT 169

a. Penghad Sesiri Negatif menunjukkan gelombang masukan dan
keluaran.

Rajah b menunjukkan diod sebagai penghad sesiri positif dimana
keluarannya adalah sesiri dengan denyutan negatif. Apabila voltan
masukan Vin adalah negatif, diod D1 akan mengalirkan arus dan
memotong pada voltan masukan Vin adalah positif. Menggunakan
taksiran diod yang kedua, nilai puncak negatif pada voltan keluaran
adalah 0.7V kurang daripada nilai puncak negatif pada voltan
masukan. Diod akan selesai memotong pada keluaran pengaliran
positif.

b. Penghad Sesiri positif menunjukkan gelombang masukan
dan keluaran

Rajah 1.3.5.(i) Diod sebagai Penghad Sesiri positif

2.3.6. Diod Sebagai Penghad Selari

Rajah 1.3.5.(ii) a dan b menunjukkan diod sebagai penghad
selari, hasil keluaran litar adalah selari dengan diod. Rajah (a)
menunjukkan penghad selari negatif dan rajah b menunjukkan
penghad selari positif.

Pada rajah a, diod D1 memotong apabila voltan masukan Vin
adalah positif. Dan diod D1 akan menjadi suis terbuka, kesemua voltan
masukan muncul pada keluaran melalui diod D1. Semasa pengaliran
negatif oleh voltan masukan Vin, diod D1 akan mengalirkan arus dan
menghadkan voltan keluaran negatif pada –0.7V. bahagian sisa voltan

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 170
PINDAAN : 0 MUKASURAT 170

masukan Vin akan jatuh melalui resistor 1kΩ semasa pengaliran
negatif. Diod akan selesai memotong voltan masukan pada pengaliran
negatif.

Rajah b menunjukkan penghad selari positif. Diod D1 akan
pincang hadapan apabila voltan masukan Vin adalah positif. Oleh
kerana keluaran melalui diod D1, voltan keluaran Vout akan terhad
kepada nilai maksimum +0.7V semasa pengaliran ini. Diod akan
selesai memotong voltan masukan pada pengaliran positif. Apabila
voltan masukan Vin menjadi negatif, diod D1 akan pincang songsang.
Dengan ini, voltan keluaran sebagai replika sebenar voltan masukan
dan diod D1 akan menjadi suis terbuka. Puncak negatif pada keluaran
adalah sama dengan puncak negatif pada masukan.

a. Penghad Selari Negatif menunjukkan gelombang masukan
dan keluaran.

‘
b. Penghad Selari Positif menunjukkan gelombang masukan dan

‘keluaran

Rajah 1.3.5.(ii) Diod sebagai Penghad Selari

Diod Sebagai Penghad Songsang

Rajah 1.3.5.(iii) a dan b menunjukkan penghad dimana
menghasilkan hanya sebahagian keratan daripada isyarat masukan.

Dalam Rajah a diod D1 adalah pincang songsang daripada punca
voltan, Vdc. Punca voltan Vdc akan mengekalkan kedudukan anod diod

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 171
PINDAAN : 0 MUKASURAT 171

D1 pada keupayaan negatif dengan sambungan ke katod. Diod D1 tidak
beroperasi sehingga voltan masukan Vin adalah lebih negatif daripada
–5.7V. Apabila voltan masukan Vin melebihi nilai sebenar, diod D1 akan
mengalirkan arus dan menghadkan voltan keluaran Vout kepada nilai
maksimum negatif –5.7V. Apabila voltan masukan Vin adalah lebih
positif daripada –5,7V, diod D1 akan menjadi suis terbuka dan voltan
masukan Vin dan voltan keluaran Vout adalah sama. Signal bagi voltan
masukan Vin dan voltan keluaran Vout menunjukkan voltan keluaran Vout
akan mengikuti voltan masukan Vin sehingga voltan masukan Vin adalah
lebih negatif daripada –5.7V. Seperti yang dapat dilihat hanya sisa
puncak negatif yang dipotong.

a. Penghad Songsang Negatif menunjukkan gelombang
masukan dan keluaran

Dalam rajah b diod D1 adalah pincang songsang dari punca
voltan Vdc. Punca voltan Vdc akan mengekalkan kedudukan katod pada
keupayaan positif dengan sambungan ke anod. Diod D1 tidak
beroperasi sehingga voltan masukan Vin adalah lebih positif daripada
+5.7V. Apabila voltan masukan Vin melebihi dari nilai sebenar, diod D1
akan mengalirkan arus dan menghadkan voltan masukan Vout kepada
nilai maksimum positif +5.7V. Apabila voltan masukan Vin adalah
kurang positif daripada +5.7V, diod D1 akan menjadi suis terbuka dan
voltan masukan Vin dan voltan keluaran Vout adalah sama. Signal bagi
voltan masukan Vin dan voltan keluaran Vout menunjukkan voltan
keluaran Vout akan mengikuti voltan masukan Vin sehingga voltan
masukan Vin adalah lebih positif daripada –5.7V. Seperti yang dapat
dilihat hanya sisa puncak positif yang dipotong

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 172
PINDAAN : 0 MUKASURAT 172

b. Penghad Songsang positif menunjukkan gelombang masukan
dan keluaran

Rajah 1.3.5.(iii) Diod sebagai Penghad Songsang.

Dua Diod Sebagai Penghad Songsang

Rajah 1.3.5.(iv) menunjukkan litar penghad songsang
menggunakan dua diod. Litar ini digunakan bgi mewujudkan
pemotongan sebahagian daripada kedua-dua pengaliran positif dan
negatif dari gelombang masukan. Punca voltan dc V1 akan menahan
diod D1 sehingga voltan masukan Vin lebih negatif daripada –3.7V.
Manakala, punca voltan dc V2 menahan diod D2 sehingga voltan
masukan Vin lebih positif daripada +6.7V. Gelombang bagi keluaran
menunjukkan bagaimana pengaliran positif dihadkan kepada +6.7V
dan pengaliran negatif dihadkan kepada –3.7V.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 173
PINDAAN : 0 MUKASURAT 173

Rajah 1.3.5.(iv) Dua Diod sebagai Penghad Songsang
menunjukkan gelombang masukan dan keluaran

2.3.7.DIOD SEBAGAI PENGAPIT ATAU PENYIMPAN VDC

DC Clamper menambahkan voltan d.c kepada isyarat contohnya,
jika isyarat masukan berubah daripada -10 kepada +ve clamper akan
mengeluarkan keluaran yang berubah dari 10 hingga +20 volt dan -ve
clamper keluarannya adalah 0 hingga 20 volt.

Pengapit Positif

Di dalam rajah 1.3.6(i) a, diod D1 akan mengalirkan arus apabila
voltan masukan Vin adalah negatif dan mengecaskan kapasitor C
kepada voltan 0.7V kurang daripada puncak negatif 10V. Ini
menunjukkan kekutuban voltan yang melalui kapasitor C. Apabila
voltan masukan Vin adalah positif, diod D1 akan tidak mengalirkan arus.
Ini menyebabkan kapasitor C menyahcaskan melalui perintang R.
Maka masa tetap RC akan menjadi tinggi, walaubagaimanapun ia
bergantung kepada ulangan signal masukan.

Secara amnya, masa tetap RC adalah bersamaan kepada atau
lebih dari 10 masa ulangan signal masukan. Dalam rajah a kapasitor C

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 174
PINDAAN : 0 MUKASURAT 174

adalah bateri 9.3V sesiri dengan punca voltan masukan Vin. Diod D1
akan mengalirkan arus hanya apabila voltan masukan Vin hampir
kepada puncak negatif, dalam pada yang sama diod D1 akan pincang
songsang dan menjadi suis terbuka. Oleh itu voltan keluaran puncak-
ke-puncak dalah bersamaan 19.3V – (-0.7V) = 20Vpp, sama seperti
voltan masukan. Oleh itu juga gelombang pada paksi dc akan
menganjak dari 0V kepada nilai positif 9.3V.

a. Pengapit Positif menunjukkan gelombang masukan dan
gelombang keluaran

b. Pengapit Negatif menunjukkan gelombang masukan dan
gelombang keluaran

Rajah 1.3.6.(i) Diod sebagai Pengapit

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 175
PINDAAN : 0 MUKASURAT 175

Pengapit Negatif

Dalam rajah b adalah sebaliknya dari rajah a. Di sini keluaran
menganjak pada paksi negatif 9.3V. Oleh itu puncak positif pada
keluaran adalah bersamaan dengan 0.7V dan pada puncak negatif
bersamaan dengan –19.3V. Ini kerana kapasitor mengecaskan voltan
kepada 9.3V dengan kekutuban yang ditunjukkan dan ia sesiri dengan
punca voltan masukan Vin.

Pincang Pengapit
Rajah 1.3.6.(ii) menunjukkan pincang pengapit. Dalam litar ini, diod D1
pada mulanya mengalirkan arus apabila voltan masukan Vin mencapai –5.0V.
Kapasitor C akan mengecaskan voltan 5V apabila voltan masukan Vin
mencapai puncak negatif –10V, bergantung kekutuban voltan yang melalui
kapasitor C. Dengan ini gelombang keluaran mempunyai puncak positif +15V
dan puncak negatif –5V. Gelombang ini menganjak +5V pada paksi dc. Voltan
keluaran puncak-ke-puncak adalah 20Vpp sama seperti masukan.

Rajah 1.3.6.(ii) Diod sebagai Pincang Pengapit menunjukkan gelombang
masukan dan gelombang keluaran

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 176
PINDAAN : 0 MUKASURAT 176

2.4. PENGENALAN KEPADA TRANSISTOR

Kertas penerangan ini adalah bertujuan untuk menerangkan tentang
jenis-jenis dan binaan Transistor serta mengenalpasti ciri-ciri Transistor
dwikutub yang merupakan antara komponen terpenting dalam litar elektronik.

2.4.1.TRANSISTOR DWIKUTUB

Transistor dwikutub adalah antara komponen terpenting dalam
litar elektronik. Komponen ini telah direka pada tahun 1948 oleh
Schokley, Bardeen dan Brattain dari Amerika Syarikat. Kebanyakan
transistor dwikutub pada hari ini diperbuat daripada bahan separuh
pengalir silikon dan germanium. Fungsi utama transistor dwikutub ialah
sebagai penguat. Selain itu, komponen ini juga berfungsi sebagai litar
pensuisan dan komponen pemecah fasa. Rajah 1.4.1. menunjukkan
contoh transistor yang terdapat dalam litar elektronik.

Rajah 1.4.1. Contoh transistor yang terdapat dalam litar
elektronik

2.4.2.JENIS DAN BINAAN TRANSISTOR DWIKUTUB

Transistor dwikutub diperbuat daripada tiga lapisan bahan
separuh pengalir dan mempunyai dua simpang. Apabila bahan P diapit
di antara dua lapisan bahan N, transistor jenis ini dinamakan transistor
NPN. Sebaliknya, apabila bahan N diapit di antara dua lapisan bahan
P, transistor ini dinamakan transistor PNP. Oleh sebab komponen ini
diperbuat daripada tiga lapisan bahan, maka setiap lapisan mempunyai
tamatan iaitu tapak (B), pengeluar (E), dan pemungut (C).

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 177
PINDAAN : 0 MUKASURAT 177

a. Struktur binaan transistor PNP b. Simbol

Rajah 1.4.2.(i) Struktur binaan dan simbol transistor PNP

Rajah 1.4.2.(i) a menunjukkan binaan transistor dwikutub jenis
PNP. Simpang BE terletak di antara dan pengeluar manakala simpang
BC terletak di antara pemungut dan tapak. Rajah 14.2.(i) b pula
menunjukkan simbol bagi transistor PNP.

a. Struktur binaan transistor NPN b.
Simbol

Rajah 1.4.2.(ii) Struktur binaan dan simbol transistor NPN

Rajah 1.4.2.(ii) a menunjukkan struktur binaan transistor dwikutub
jenis NPN yang mempunyai dua simpang iaitu BE dan simpang BC.
Rajah 1.4.2.(ii) b pula ialah simbol transistor dwikutub NPN. Perhatikan
perbezaan antara kedua-dua simbol transistor pada Rajah 1.4.2.(i) b
dan 1.4.2.(ii)b. Perbezaannya terletak pada arah anak panah di
pengeluar. Transistor PNP mempunyai arah anak panah ke dalam,
manakala transistor NPN mempunyai arah anak panah ke luar

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 178
PINDAAN : 0 MUKASURAT 178

Rajah 1.4.2.(iii) Rajah keratan sebuah transistor PNP

Bahan jenis P dan N diletakkan di dalam satu bekas logam atau
gelas yang kukuh untuk mengelakkan ciri-cirinya berubah disebabkan
pencemaran udara, haba atau wap air. Transistor yang berkuasa tinggi
biasanya diletakkan di dalam bekas logam dan disambung ke
pemungut. Transistor diperbuat dalam pelbagai rupa bentuk
berdasarkan penggunaannya. Ada transistor yang mempunyai tanda
tertentu seperti titik hitam, titik merah atau tanda topi pada badan
transistor untuk menunjukkan sama ada tamatan pengeluar atau
tamatan pemungut seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 1.4.2.(iv)

Contoh
Transistor

Pandangan
Bawah

Transistor

Jadual 1.4.2.(iv) Contoh transistor dan pandangan bawah
transistor

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 179
PINDAAN : 0 MUKASURAT 179

2.4.3.PINCANG TRANSISTOR DWIKUTUB

Pincang ialah nama khusus bagi voltan arus terus (AT) yang
dibekalkan di antara tapak ke pengeluar dan tapak ke pemungut bagi
membolehkan transistor itu berfungsi. Pincang terbahagi kepada dua
kaedah iaitu pincang hadapan dan pincang songsang.

a. Transistor PNP b. Transistor NPN

Rajah 1.4.3. Kaedah memincang transistor dwikutub

Untuk membolehkan transistor itu berfungsi kekutuban voltan
pincang mestilah betul. Rajah 1.4.3. menunjukkan kedudukan voltan
pincang bagi transistor PNP dan NPN. Simpang tapak ke pengeluar
(VBE) dikenakan pincang hadapan dan simpang tapak ke pemungut
(VBC) dikenakan pincang songsang.

2.4.4.ARUS TRANSISTOR

Rajah 1.4.4. : Arah pengaliran arus litar transistor PNP dan
NPN

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 180
PINDAAN : 0 MUKASURAT 180

Berdasarkan teori pengaliran arus lazim, arus akan mengalir dari
positif ke negatif. Rajah 4.6 menunjukkan tiga jenis arus utama yang
mengalir dalam satu litar transistor PNP atau NPN, iaitu arus pengeluar
(IE), arus pemungut (IC) dan arus tapak (IB). Menurut hukum arus
Khirchoff pula, jumlah arus yang memasuki simpang adalah sama
dengan jumlah arus yang keluar simpang.

IE = IB + IC
Oleh itu :-
Arah pengaliran arus bagi transistor NPN adalah terbalik
daripada pengaliran arus transistor PNP seperti yang ditunjukkan
dalam Rajah 1.4.4.

2.4.5.TATARAJAH TRANSISTOR

Terdapat tiga tatarajah penyambungan transistor dwikutub
(Rajah1.4.5.) seperti :-

i)Tapak Sepunya
ii)Pengeluar Sepunya
iii)Pemungut Sepunya

Rajah 1.4.5.(i): Tatarajah Sambungan Transistor

Tapak Sepunya (Common Base)

Rajah 1.4.5.(ii) Tatarajah tapak sepunya

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 181
PINDAAN : 0 MUKASURAT 181

Rajah 1.4.5.(ii) menunjukkan litar transistor yang disambung
secara tapak sepunya. Isyarat masukan dikenakan antara pengeluar
dan tapak manakala isyarat keluaran pula diambil dari pemungut dan
tapak. Arus pengeluar IE dalam litar ini bergantung pada isyarat
masukan. Apabila gandaan arus rendah dan gandaan voltan tinggi,
fasa isyarat masukan dan isyarat keluaran adalah sama. Gandaan
kuasa dalam litar tapak sepunya adalah tinggi. Litar jenis ini biasanya
digunakan sebagai penguat pengayun.

Pemungut Sepunya (Common Collector)

Rajah 1.4.5.(iii) Tatarajah pemungut sepunya

Rajah 4.9 menunjukkan tatarajah pemungut sepunya. Isyarat
masukan adalah antara pengeluar dan tapak. Keluaran diambil melalui
perintang beban RL yang disambung antara pengeluar dan pemungut.
Perubahan arus pemungut IC akan menghasilkan perubahan isyarat
merentangi beban. Litar pemungut sepunya ini mempunyai gandaan
voltan yang rendah iaitu kurang daripada 1. Gandaan kuasa tinggi dan
tiada pembalikan fasa antara masukan dan keluaran. Litar jenis ini
biasanya digunakan sebagai litar penguat.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 182
PINDAAN : 0 MUKASURAT 182

Pengeluar Sepunya (Common Emitter)

Rajah 1.4.5.(iv) Tatarajah pengeluar sepunya

Rajah 1.4.5.(iv) menunjukkan tatarajah litar pengeluar sepunya.
Isyarat masukan dikenakan antara tapak dan pengeluar dan isyarat
keluaran diambil antara tapak dan pemungut. Dalam litar pengeluar
sepunya, perubahan kecil arus tapak akan menghasilkan voltan dan
gandaan kuasa yang tinggi. Pembalikan fasa 1800 berlaku antara
masukan dan keluaran.
2.4.6.GANDAAN ARUS

Gandaan arus yang biasa digunakan dalam litar transistor iaitu :-
i)Gandaan arus alfa ( α )
ii)Gandaan arus beta ( β )

Rajah 1.4.6 Gandaan arus alfa ( α )

Rajah 1.4.6 menunjukkan apabila nilai arus IE bertambah, IC juga
turut bertambah. Nisbah perubahan arus IC dengan perubahan arus IE
dinamakan alfa ( α ) dan nilainya ≈ 1

Contoh : Hitungkan nilai alfa ( α ) apabila IC = 980 µA dan IE =
1000 µA

Penyelesaian :- ( α ) = IC
IE

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 183
PINDAAN : 0 MUKASURAT 183

= 980 x 10-6 A
1000 x 10-6 A

= 0.98

Gandaan Arus Beta (β)

Gandaan arus ialah nisbah arus keluaran dibanding dengan arus
masukan. Bagi litar pengeluar sepunya 4.12a, gandaan arus
dinamakan beta ( β ). Beta ialah nisbah arus IC dengan arus IB.
Gandaan arus bagi litar (Rajah 4.12) adalah tinggi dan ia boleh didapati
dengan mengetahui nilai arus pemungut ( IC ) dan nilai arus tapak ( IB
). Beta juga dinamakan HFE.

Rajah 4.12b. ialah litar pengeluar sepunya yang mempunyai
isyarat masukan dan isyarat keluaran AU. Gandaan arus beta atau Hfe
dipengaruhi oleh perubahan nilai isyarat yang menyebabkan sebarang
perubahan arus pemungut (perubahan IC) dan tapak (perubahan IB).
Dalam keadaan ini gandaan arus dikenali sebagai Beta ( β ) atau Hfe.

β = perubahan ic atau β = ∆ic
perubahan ib ∆ib

Contoh 1 : Tanpa isyarat AU
Merujuk Rajah 4.12a, hitungkan nilai apabila IB = 60 µA dan IC = 8
mA
Penyelesaian

β = IC
IB

= 8 x 10-3 A
60 x 10-6 A

= 133

Contoh 2 : Ada isyarat AU

Merujuk Rajah 4.12b hitungkan nilai β jika perubahan arus ic (∆ic)
ialah 2 mA dan perubahan arus tapak ib (∆ib) ialah 20 µA.

Penyelesaian

β = ∆ic

∆ib
= 2 x 10-3 A

20 x 10-6 A

B05-01-02-LE1-IS = 100 MUKASURAT 184
MUKASURAT 184
PINDAAN : 0
PINDAAN : 0

2.4.7.JENIS PINCANG TRANSISTOR

Terdapat tiga jenis pincang yang biasa digunakan dalam litar
transistor iaitu pincang :-

i)Arus tetap
ii)Pemungut ke tapak
iii)Arus pengeluar

Pincang Arus Tetap

Rajah 4.13 Litar pincang arus tetap

Pincang arus tetap ialah satu kaedah yang mudah untuk
memincang transistor. Pincang ini menyebabkan kendalian transistor
tidak stabil dan mengeluarkan isyarat herot. Rajah 4.13 menunjukkan
litar penguat pincang arus tetap. Apabila bekalan dikenakan, transistor
akan mengalirkan arus dari tapak ke pengeluar dan pemungut ke
pengeluar. Pengaliran arus ini akan meninggikan suhu transistor.
Perubahan suhu akan menambahkan nilai arus IC, IB dan IE. Perubahan
yang tidak terkawal menimbulkan masalah kendalian transistor yang
tidak stabil dan mengeluarkan isyarat herot. Pincang jenis ini jarang
digunakan dalam litar elektronik.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 185
PINDAAN : 0 MUKASURAT 185

Pincang Pemungut Ke Tapak

Rajah 4.14 Litar pincang pemungut ke tapak

Rajah 4.14 ialah litar pincang pemungut ke tapak. Perintang
tapak RB disambung ke pemungut transistor. Pada litar ini, voltan
merentas RB bergantung pada VCE. Dengan itu, voltan pincang
ditentukan oleh voltan ketika pada pemungut itu. Ini dapat memperbaiki
kestabilan voltan AT. Arus yang mengalir akan menyebabkan suhu
bertambah. Ini menyebabkan arus IB dan IC bertambah manakala
voltan VCE berkurangan. Keadaan ini menyebabkan arus kembali ke
keadaan asal dan keluaran menjadi stabil

Pincang Arus Pengeluar

Rajah 4.15 Litar pincang arus pengeluar

Litar yang ditunjukkan dalam Rajah 4.15 berbeza dengan litar
pincang pemungut ke tapak kerana dalam Rajah 4.14 terdapat
perintang RB2 dan RE. Perintang RB1 dan RB2 digunakan sebagai
pembahagi voltan. Apabila suhu bertambah pada transistor, arus IB dan
IC bertambah. Pertambahan voltan susut merentasi RE akan

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 186
PINDAAN : 0 MUKASURAT 186

menyebabkan VBE menjadi rendah dan arus IB berkurangan. Oleh itu, IC
kembali ke nilai asal dan keluaran menjadi stabil.
Pincang Arus Pengeluar

Rajah 4.15 Litar pincang arus pengeluar

Litar yang ditunjukkan dalam Rajah 4.15 berbeza dengan litar
pincang pemungut ke tapak kerana dalam Rajah 4.14 terdapat
perintang RB2 dan RE. Perintang RB1 dan RB2 digunakan sebagai
pembahagi voltan. Apabila suhu bertambah pada transistor, arus IB dan
IC bertambah. Pertambahan voltan susut merentasi RE akan
menyebabkan VBE menjadi rendah dan arus IB berkurangan. Oleh itu, IC
kembali ke nilai asal dan keluaran menjadi stabil.

2.4.8.KENDALIAN TRANSISTOR

Rajah 4.16 Voltan antara pemungut dan pengeluar (VCE)

Transistor akan berfungsi apabila dipincang dengan betul.
Pincangan yang betul akan memastikan sama ada transistor itu
dikendalikan pada takat alihan, takat tepu atau di antara kedua-
duanya. Merujuk Rajah 4.16 voltan VCE bergantung pada voltan
pincang transistor. Voltan VCE sangat penting untuk menentukan sama

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 187
PINDAAN : 0 MUKASURAT 187

ada transistor itu berada dalam keadaan takat tepu, takat alihan atau
antara kedua-duanya.
2.4.9.TAKAT TEPU

Transistor berada pada takat tepu apabila nilai VCE = 0. Dalam
keadaan ini, transistor berfungsi, arus IC mencapai nilai maksimum atau
IC mencapai takat tepu. Ketika ini arus IC mencapai nilai maksimum atau
arus IC tepu (Rajah 4.17).

Rajah 4.17 Litar transistor yang dikendalikan pada takat tepu
2.4.10. TAKAT ALIHAN

Transistor berada pada takat alihan apabila nilai VCE = VCC. Ketika
ini nilai arus IB dan IC sifar (Rajah 4.18). Dalam keadaan ini, transistor
tidak berfungsi. Maka, tiada pengaliran arus IB dan IC.

Rajah 4.18 Litar transistor yang dikendalikan pada takat alihan

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 188
PINDAAN : 0 MUKASURAT 188

2.4.11. ARAS VOLTAN KENDALIAN TRANSISTOR (VOLTAN AT)
Transistor berfungsi sebagai penguat yang ideal apabila VCE, VC

dan VE adalah seperti berikut :-

Rajah 4.19 Petunjuk aras voltan kendalian transistor
2.4.12. LENGKUNG CIRI I-V

Rajah 4.20 Lengkung ciri I-V

Transistor dikendalikan dalam keadaan ideal, ketika titik
kendalian Q berada di tengah-tengah garisan beban. Titik kendalian
didapati dengan membuat garisan beban pada lengkung cirri I-V. Titik

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 189
PINDAAN : 0 MUKASURAT 189

Q juga boleh berada di antara titik A dan B. Berpandukan Rajah 4.20,
anda boleh menentukan titik kendalian transistor. Titik A (takat tepu)
menunjukkan keadaan ketika arus IC transistor maksima mengalir iaitu
VCE = 0. Titik B (takat alihan) menunjukkan nilai IC rendah dan nilai VCE
sama dengan VCC. Garisan antara titik A dan B dinamakan garisan
beban. Kawasan berlorek di bawah garisan AB dinamakan kawasan
aktif.

2.4.13. TEKNIK MENGUJI TRANSISTOR

Salah satu cara untuk menguji transistor ialah menggunakan
meter-rintangan kerana arah pemancar ke tapak dan pemungut adalah
merupakan binaan p dan n. Ini dapat ditunjukkan di dalam rajah 4.21 di
bawah di mana sebuah transistor npn diubah kepada litar binaan diod.

Rajah 4.21 NPN transistor dan litar binaan diod

Untuk menguji simpang tapak-pemancar sebuah npn transistor,
mula-mula sambung meter rintangan seperti rajah 4.22 (a). Nilai
rintangan yang ditunjukkan oleh meter rintangan mestilah rendah oleh
itu arah tapak ke pemancar ialah pincang hadapan. Kemudian
songsangkan kedudukan penunjuk meter rintangan seperti rajah 4.22
(b). Nilai rintangan yang ditunjukkan mestilah tinggi kerana arah tapak
ke pemancar adalah pincang songsang.

Rajah 4.22 menguji simpang tapak-pemancar sebuah
transistor menggunakan meter rintangan analog (a) Meter analog
mempincang hadapan simpang tapak-pemancar (b) Meter analog

mempincang songsangkan simpang tapak-pemancar

Untuk menguji simpang pemungut-tapak, ulangi langkah yang
diterangkan pada cara menguji simpang tapak ke pemancar. Rajah
4.23 menunjukkan penyambungan meter rintangan bagi menguji arah
pemungut ke tapak. Bagi rajah (a) meter rintangan menunjukkan
bacaan pada nilai rintangan rendah kerana arah pemungut ke tapak

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 190
PINDAAN : 0 MUKASURAT 190

adalah pincang hadapan. Bagi rajah (b) meter rintangan menunjukkan
bacaan pada nilai rintangan tinggi kerana arah pemungut ke tapak
adalah pincang songsang. Bagi menguji simpang pemungut-pemancar,
pengukuran nilai rintangan diantara pemungut dan pemancar mestilah
pada bacaan tinggi atau infinity pada penyambungan kedua-dua
penunjuk meter.

Rajah 4.23 menguji simpang pemungut-tapak sebuah
transistor menggunakan meter rintangan analog (a) Meter analog
mempincang hadapan simpang pemungut-tapak (b) Meter analog

mempincang songsangkan simpang pemungut-tapak

Salah satu daripada rajah 4.22 dan rajah 4.23 menunjukkan satu
rintangan yang rendah melalui simpang dalam kedua-dua arah dan ini
menunjukkan simpang pemancar-tapak atau simpang pemungut-tapak
adalah bersambung. Jika meter rintangan menunjukkan nilai rintangan
yang tinggi dalam kedua-dua arah, dan ini menunjukkan simpang
tersebut adalah terbuka. Oleh itu transistor tersebut sudah rosak.

2.4.14. MENGUJI KEPENGGUNAAN TRANSISTOR

Sebuah meter rintangan analog boleh digunakan untuk menguji
sama ada sebuah transistor itu boleh digunakan sebagai penguat
seperti yang ditunjukkan pada rajah 4.24. Dalam rajah (a) menunjukkan
penunjuk meter rintangan bersambung, dengan ini pemungut adalah
positif dengan sambungan ke pemancar. Dalam penyambungan ini,
meter rintangan menunjukkan nilai bacaan rintangan yang tinggi atau

infinity (∞). Apabila penunjuk meter rintangan disongsang, bacaan
pada jarum meter rintangan mestilah tidak berubah.

Kemudian, sambungkan sebiji perintang diantara pemungut dan
tapak seperti pada rajah (b). Penyambungan ini membolehkan voltan
positif pada bahagian tapak dengan sambungan ke pemancar. Dengan
ini simpang tapak-pemancar adalah dalam keadaan pincang hadapan.
Dalam pada yang sama, pemungut dalam keadaan positif dengan
sambungan ke pemancar, dimana ia adalah perlu untuk bagi
kekutuban sebuah transistor npn. Ini menyebabkan bacaan pada meter
rintangan kebiasaannya adalah pada skala-tengah kerana transistor
tersebut mengalirkan arus pemungut melalui meter rintangan. Keadaan
ini membayangkan simpang tapak-pemancar dalam keadaan pincang
hadapan dan menghidupkan transistor disebabkan oleh pengaliran
arus pemungut.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 191
PINDAAN : 0 MUKASURAT 191

Untuk menguji seperti ditunjukkan dalam rajah 4.24, perkara
penting ialah menggunakan nilai perintang tidak kurang daripada 10kΩ
dan tidak lebih daripada 100kΩ. Bagi julat rintangan mestilah
menggunakan julat × 10 pada meter rintangan. Had ini akan
mendapatkan keputusan yang tepat. Cara menguji ini agak sukar,
tetapi ini merupakan cara yang unik bagi menguji kepenggunaan
sebuah transistor.

Bagi kesemua teknik-teknik menguji transistor yang diterangkan,
ia mesti dilakukan dalam keadaan transistor tanpa litar. Selain itu juga
julat rintangan pada meter rintangan mestilah diletakkan pada julat ×10
atau julat ×100. Ini dapat melindungi transistor daripada arus dan
voltan berlebihan yang wujud semasa menguji transistor pada julat
ohm yang rendah dan yang tinggi pada meter rintangan.

(a) Meter rintangan menunjukkan (b) Menyambungkan Perintang R
Rintangan tinggi diantara pemungut dan tapak

Rajah 4.24 Menguji kepenggunaan transistor

2.5. APLIKASI-APLIKASI TRANSISTOR

Dalam litar elektronik, isyarat yang lemah perlu diperkuat. Proses ini boleh berlaku dengan
menggunakan transistor penguat. Dalam tajuk ini anda akan mempelajari bagaimana transistor
berfungsi sebagai penguat.

2.5.1.TRANSISTOR SEBAGAI PENGUAT

Penguat transistor boleh dibahagikan kepada empat kelas utama
iaitu :-

a. Kelas A
b. Kelas AB
c. Kelas B
d. Kelas C

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 192
PINDAAN : 0 MUKASURAT 192

Kelas Posisi Titik Kendalian Penguat Keterangan
Kelas A
keluaran sama fasa dengan
masukan

Kelas AB Keluaran mempunyai ¾
isyarat masukan

Kelas B Keluaran hanya setengah
daripada isyarat masukan

]]] Keluaran hanya ¼ daripada
Kelas C isyarat masukan

Jadual 1.5.1 menunjukkan pengelasan penguat, posisi titik
kendalian.

B05-01-02-LE1-IS PINDAAN : 0 MUKASURAT 193
PINDAAN : 0 MUKASURAT 193