unit 14

PERANTI ELEKTRONIK KUASA E 3042 / UNIT 14/

Objektif am :

Mengetahui dan memahami peranti separuh pengalir iaitu diod kuasa dan transistor kuasa serta aplikasi peranti tersebut.

Objektif khusus :Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat :

Mengenal struktur dan simbol bagi diod dan transistor kuasa

Menerangkan struktur binaan serta ciri-ciri diod dan transistor kuasa

Membezakan ciri-ciri diod dan transistor kuasa

Melakarkan lengkuk ciri bagi peranti diod dan transistor kuasa

Mengaplikasikan peranti diod dan transistor kuasa

1

OBJEKTIF


14.0 Pengenalan

Komponen elektronik yang paling asas ialah diod dan transistor kuasa. Melalui kedua-dua komponen ini, komponen yang lebih kompleks di bina.

14.1 Diod kuasa

14.1 .1 Struktur dan simbol diod kuasa

Diod ini berbentuk tegap dan tahan panas. Rekabentuknya juga mempunyai berbagai-bagai iaitu arus sederhana, arus tinggi, voltan sederhan dan voltan tinggi.Diod kuasa merupakan peranti separa pengalir dua lapis p-n ataupun mempunyai satu simpang iaitu simpang pn. Ia mempunyai masukan daripada anod (+) dan keluaran terdiri dari katod (-) seperti mana yang ditunjukkan dalam rajah 14.1.

Rajah 14.1 : Struktur binaan dan simbol diod kuasa

2

INPUT

P NA KA K


14.1.2 Ciri-ciri diod kuasa

Rajah 14.2 menunjukkan lengkuk ciri-ciri I-V bagi Diod Kuasa

Terdiri daripada dua keadaan iaitu pincang depan “forward bias” dan pincang balikan “reverse bias”. Dalam keadaan pincang depan, voltan bekalan disetkan kepada sifar (0 volt), nilai IF dan VF juga sifar. Jika voltan bekalan bertambah, IF dan VF turut bertambah tetapi arus tidak akan mengalir melalui diod sehingga ia mencapai voltan sawar (knee voltage). Nilai voltan ini berbeza bergantung kepada jenis bahan diod seperti silikon – 0.7 V, germanium – 0.3V dan LED – 1.6V.

Apabila diod diberikan pincang balikan, IR akan mengalir dalam jumlah yang kecil. Arus ini dipanggil arus bocor. Jika VR bertambah sehingga nilai tertentu , IR akan bertambah. Keadaan ini dipanggil voltan pecah tebat balikan dan ini boleh merosakkan simpang pn jika nilai arus IR akan terus bertambah tetapi diod zener berfungsi dalam keadaan voltan pecah balikan.

14.1.3 Kegunaan diod kuasa

Digunakan dalam litar seperti litar penerus dan pengatur voltan tinggi. Contohnya diod zener yang mempunyai ciri-ciri kerja terbalik iaitu ia mengatur voltan yang melampaui voltan pecah tebat balikan. Nilai voltan pecah tebat ini dibuat khas oleh pengilang agar ia boleh mengatur berbagai jenis voltan.

14.2 Transisor kuasa

3

VK = 0.7 VVF

VR

IF

IR

Voltan Pecah Tebat

10 mA

Arus balikan

Rajah 14.2 : Lengkuk Ciri I-V bagi Diod Kuasa

Arus hadapan


Rajah 14.3 : Struktur binaan dan simbol transistor kuasa

14.2.1 Struktur dan simbol transistor kuasa

Transistor kuasa merupakan peranti separa pengalir 3 lapis p-n-p dan mempunyai dua simpang seperti yang ditunjukkan oleh rajah 14.3. Terdapat tiga terminal yang dipanggil pemungut (collector), tapak (base) dan pengeluar (emmiter). Terminal pemungut dan pengeluar di sambung kepada bekalan kuasa manakala terminal tapak disambung kepada isyarat picuan.

14.2.2 Ciri-ciri transistor kuasa

Rajah 14.4 : Ciri IE lawan VEB

Dalam rajah ciri IE lawan VEB di rajah 14.4, nilai awal arus ( 0 V sehingga –0.6 V ) adalah sifar walaupun terdapat pertambahan VEB di dalam transistor. Bilamana nilai VEB mencapai tahap tertentu ( -0.6 V ) kadar

4

N

P

N

CCollector

EEmmiter

BBase VCE

+

CCollector

EEmmiter

BBase

Pemungut - tapak

IC

IE

IB


arus, IE mula bertambah secara mengejut seperti dalam rajah. Nilai VCB

dalam rajah menunjukkan parameter di dalam transistor tersebut.

Rajah 14.5 : Ciri IC lawan VCB

Merujuk rajah 14.5 ciri IC lawan VCB di atas, terdapat tiga kawasan yang boleh ditakrifkan untuk menerangkan ciri bagi transistor iaitu kawasan aktif, kawasan tepu dan kawasan potong. Dalam kawasan tepu, transistor mula mengalami pertambahan voltan VCB dan seterusnya akan meningkatkan arus IC ke tahap tertentu . Selepas itu, transistor mula berfungsi dalam kawasan aktif. Ia mula berkeadaan tetap walaupun terdapat pertambahan VCB sehingga melebihi tahap kawasan aktif yang dikenali sebagai kawasan potong. Di dalam kawasan potong, pertambahan nilai VCB yang melampau boleh menyebabkan transistor mengalami kerosakan.

Uji kefahaman anda sebelum meneruskan input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklumbalas di halaman berikutnya.

14.1 Lakarkan simbol bagi diod kuasa

14.2 Lukiskan ciri i-v bagi diod kuasa

14.3 Terangkan apa yang berlaku dalam pincang depan dan pincang balikan.

5

AKTIVITI 14a

Kawasan aktif

Kawasan potong

Kawasan tepu


Uji kefahaman anda sebelum meneruskan input selanjutnya. Sila semak jawapan anda pada maklum balas di halaman berikutnya.

14.1 Lukiskan struktur binaan dan simbol bagi transistor npn.

14.2 Berikan nama tiga terminal yang diwujudkan dalam pembinaan transistor.

6

AKTIVITI 14b


14.1 Rujuk input rajah 14.1.

14.2 Rujuk input rajah 14.2.

14.3 Rujuk input 14.1.2.

7

MAKLUM BALAS 14a


14.1 Rujuk input 14.3

14.2 a) Pemungut ( Collector )b) Pengeluar ( Emmiter )c) Tapak ( Base )

14.1 Lukiskan ciri i-v bagi transistor.

14.2 Nyatakan tiga kawasan yang wujud untuk sebarang operasi transistor.

8

MAKLUM BALAS 14b

PENILAIAN KENDIRI


14.1 Rujuk input gambarajah 14.4 dan 14.5

14.2 a) Kawasan tepub) Kawasan potongc) Kawasan aktif

9

MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI

PERANTI ELEKTRONIK KUASA E 3042 / UNIT 14/ 10

unit 14

Documents