TRANSISTOR : Bipolar Junction Transistor 
 
 
Konstruksi 
 
Transistor adalah piranti semikonduktor tiga terminal yang dibangun 
dari : 
• dua material tipe p dan satu material tipe n, atau  
• dua material tipe n dan satu material tipe p.  
Gambar :  
Heavily doped 
 
n n p 
E C 
B 
 
p p n 
E C 
B 
 
 
 
 
simbol 
  Collector 
Emitter 
Base 
Collector 
Emitter 
Base 
 
 
 
 
 
 
(a) Transistor tipe pnp (b) transistor tipe npn 
 
Doping pada bagian tengah diberikan lebih sedikit dibandingkan 
dengan bagian luar (sekitar 10:1). Doping rendah ini mengurangi 
konduktiviti material dengan membatasi jumlah elektron bebas. Istilah 
bipolar berasal dari kenyataan bahwa elektron dan holes berpartisipasi 
dalam proses pembangkitan arus.  
 
Operasi Transistor  
Transistor beroperasi dengan memberikan bias pada kedua junction 
(base-emitter dan base-collector). Pada transistor PNP, bias maju pada 
junction base-emitter menyebabkan sejumlah besar majority carrier 
pada materi tipe p (holes) yang terhubung ke terminal emitter  
terdifusi melewati junction menuju materi tipe n (basis). Karena 
ketersediaan elektron bebas pada materi tipe n lebih sedikit dari hole 
yang terdifusi (n di-doping rendah), hanya sedikit holes yang ber-
kombinasi dengan elektron dan menghasilkan arus pada terminal 
basis.  
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
n n p 
E C 
B 
VCC VEE
p p n 
E C 
B 
VCC VEE
 
Sebagian besar hole akan begerak melewati depletion region pada 
junction base-collector (junction base-collector di-bias mundur) dan 
keluar pada terminal collector.  
 
 
 
 
Total arus dari terminal emitter sama dengan arus pada terminal 
collector ditambah arus pada terminal basis.  
 
 IE = IC + IB
 
Arus collector IC terdiri dari dua komponen, yang berasal dari majority 
carrier dan minority carrier. Arus dari minority carrier disebut dengan 
ICO ( arus collector dengan terminal emitter open). 
IC =ICmajority +ICOminority 
 
ICO bernilai sangat kecil dan umumnya bisa diabaikan 
 
 
Tegangan base-emitter (VBE) bisa dianggap sebagai variabel 
pengontrol dalam menentukan operasi transistor.  
 Arus collector IC proporsional terhadap arus IB dengan hubungan IC = 
β IB. Semakin besar arus IB maka semakin besar juga arus IC, seolah-
olah ada penguatan arus. 
 
Data spesifikasi transistor (dari pabrik) di-set nilai maksimum yang 
tidak boleh dilampaui dalam operasi. Spesifikasi ini memberi batasan 
operasi transistor dalam rangkaian. Contoh spesifikasi transistor 
silikon 2N2222 
• Collector-Base Voltage = 60 v 
• Collector-Emitter Voltage = 30 v 
• Base-Emitter Voltage = 5 v 
• Power dissipation = 500 mW 
• Temperature 125 C 
 
Konfigurasi Common Base 
Penamaan common base berasal dari kondisi dimana basis digunakan 
bersama dalam input dan output.  
 
  npn 
 
B 
C E 
IB
VCC VEE
IC IE
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Arah arus yang ditunjukkan adalah arah arus konvensional. 
Karakteristik penguatan seperti ini dijabarkan dalam kurva 
karakteristik input dan kurva karakteristik output. Karakteristik input 
menghubungkan antara arus input IE terhadap tegangan VBE untuk 
beberapa nilai tegangan output VCB. Karakteristik output 
menghubungkan arus output IC terhadap tegangan output VCB untuk 
beberapa nilai IE.  
 
 
 
 
  
8 
1 V 
10 V 
VCB = 20V 
IE (mA) 
0 VBE (V) 0,2 0,8 0,4 0,6
7  
6 
5 
4  
3  
2  
1  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Karakteristik input 
 
 
IE = 7 mA 
IE = 5 mA 
6
7
  
  5  
3
4
  
2  
  
1  
IE = 0 mA 
5
  
10 15  
IC (mA)  
Derah cut-off 
Derah aktif 
Derah saturasi 
IE = 3 mA 
IE = 1 mA 
0
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  VCB (V) 
 
 
 
Karakteristik output 
 
 
 
Karakteristik output mempunyai tiga daerah kerja, yaitu aktif, cut-off 
dan saturasi. Daerah aktif adalah daerah dimana penguatan linear 
terjadi. Secara khusus dinyatakan :  
 
Dalam daerah aktif, junction basis-collector di bias mundur sedangkan junction 
basis-emitter di bias maju. Di bagian bawah daerah aktif, dimana arus emitter IE = 0, arus 
collector hanya berasal dari arus saturasi balik ICO yang nilainya 
sangat kecil ( dalam mikro ampere), sehingga bisa diabaikan. (dalam 
data sheet ICO sering ditulis sebagai ICBO). ICO, seperti halnya IS 
dalam diode, adalah sensitif terhadap temperatur. Pada temperatur 
tinggi efek dari ICBO bisa berpengaruh karena ICBO meningkat sangat 
pesat terhadap kenaikan temperatur.  
 
Perhatikan bahwa saat IE berada di atas nol, arus collector IC 
meningkat dengan cepat mendekati nilai IE. Perhatikan juga bahwa 
pada daerah aktif, kenaikan VCB tidak memberi pengaruh terhadap 
arus collector.  
 
Daerah cut-off didefinisikan sebagai daerah dimana arus IC = 0 A. 
Atau :  
 
 
Daerah cut-off terjadi jika junction basis-collector dan junction basis-emitter di 
bias mundur.  
Daerah saturasi adalah daerah dimana nilai tegangan VCB negatif . 
Daerah saturasi didefinisikan :  
Daerah saturasi adalah daerah dimana junction basis-collector dan junction 
basis-emitter di bias maju.  
 
Dari karakteristik input terlihat bahwa untuk nilai VCB tetap, ketika 
tegangan basis-emitter (VBE) meningkat, arus emitter naik seperti 
halnya pada diode. Menaikkan tegangan VCB mempunyai dampak 
yang sangat kecil sehingga bisa diabaikan.  
Model ekivalen dari kurva karakteristik input adalah seperti gambar 
berikut :  
  IE (mA) 
0 VBE (V) 0,2 0,8 0,4 0,6
1  
2  
3  
4  
5 
6 
7  
8 Sembarang  
 nilai VCB  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dalam analisis selanjutnya, ketika transistor sudah berada dalam 
kondisi “on”, maka disumsikan tegangan basis-emitter :  
 
  VBE = 0,7 Volt.  
 
Asumsi ini memberikan kemudahan dalam analisis DC rangkaian 
seperti pada contoh berikut :  
 
(a) Tentukan arus collector jika arus emitter 3 mA dan VCB =10 V 
(b) Tentukan VBE jika IC = 2 mA dan VCB = 20 V 
 
Solusi :  
(a) Karena tidak ada parameter lain yang diketahui, bisa 
diasumsikan bahwa  
  IC = IE = 3 mA.  
(b) VCB tidak memberi pengaruh ketika transistor sudah bekerja, 
maka  
VBE = 0,7 V.  
 
 
Alpha 
Dalam mode DC, level arus IC dan IE yang berasal dari majority 
carrier mempunyai hubungan :  
E
C
dc
I
I
= α  
Karena α hanya ditentukan dari majority carrier, maka  
 
IC = αIE + ICBO
ICBO umumnya sangat kecil sehingga bisa diabaikan.  
 
Untuk arus ac, α didefinisikan :  
 
tan kons V
E
C
ac CB
I
I
= = α
∆
∆
 
 
αac secara formal dikenal dengan nama common base, chort circuit, 
amplification factor. Nilai αac dan αdc cukup dekat, sehingga sering 
dinyatakan sebagai α saja.  
 
 
 
 
 Penguatan Tegangan dalam Common Base 
 
Dalam contoh di bawah, analisis difokuskan pada nilai-nilai AC. Untuk 
konfigurasi Common-Base, resistansi AC pada input umumnya bernilai 
antara 10~100 Ω. Sedangkan resistansi output cukup besar dengan 
nilai tipikal antara 50 KΩ ~ 1 MΩ. Perbedaan resistansi ini disebabkan 
oleh bias maju pada input ( base-emitter) dan bias mundur pada 
output ( base-collector).  
 
 
Contoh :  
Cari penguatan tegangan AV rangkaian common base berikut.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ro 100 Ω 
B 
C E 
IB
Vi 
 200 mV 
Ri 20Ω 
Ii IL
5 KΩ 
 
Solusi :  
 
mA
mV
Ri
Vi
Ii 10
20
200
= = =
Ω
 
 
Dengan asumsi αdc = 1 Î ( IE = IC) 
Maka :  
  IL = Ii = 10 mA 
Dan  
  VL = ILR = 10 mA x 5000 
  = 50 V 
 
Penguatan tegangan :  
  250
200
50
= = =
mV
V
V
V
A
i
L
V  
 Nilai tipikal penguatan tegangan konfigurasi common base adalah 
antara 50 – 300 kali. Dasar dari penguatan diperoleh dengan 
mengalihkan (transfer) suatu arus I dari rangkaian dengan 
resistansi tinggi ke rangkaian resistansi rendah.  
Kombinasi kedua istilah memberikan penamaan pada transistor :  
Transistor = transfer resistor 
 
 
Konfigurasi Common Emitter 
 
Konfigurasi transistor yang paling umum dijumpai adalah konfigurasi 
Common Emitter (CE). Disebut CE karena pemakaian bersama emitter 
pada sisi input dan output.  
 
 
 
IC IC  
IB
p 
p 
n 
C 
E 
B 
IE
 
B 
C 
E 
n 
n 
p 
IE
IB
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dalam konfigurasi ini, hubungan antara arus basis, collector dan 
emitter adalah tetap.  
 
IE = IB + IC
 
Pada konfigurasi CE, karakteristik output adalah kurva antara arus 
output IC terhadap tegangan output VCE pada suatu rentang nilai arus 
input IB. Karakteristik input adalah kurva arus input IB terhadap 
tegangan input VBE pada nilai tegangan output VCE.  
 
 
 
 
 
  
Derah aktif
Derah saturasi 
VCE (V) 
7  
6  
5 
4  
3  
2  
70 µA 
60 µA 
50 µA 
40 µA 
30 µA 
20 µA 
IB = 0 µA 
10 µA 
1  
5 10 15  
VCE-SAT  
0  
Derah cut-off 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  ICEO=βICBO 
 
 
Kurva Karakteritik Output 
 
 
20 V 
10 V 
IB (µA) 
0 VBE (V) 0,2 0,4  
VCE = 1V 
0,6 0,8 
70  
60  
50 
40  
30  
20  
10  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kurva Karakteritik Input 
 
 
 
Perhatikan bahwa pada kurva karakteristik output, arus IB tidak 
horisontal seperti halnya IE dalam konfigurasi common base, yang mengindikasikan bahwa tegangan collector-emiter (VCE)  
mempengaruhi besaran arus collector.  
 
Daerah aktif untuk konfigurasi common emitter adalah daerah di 
bagian atas kanan dimana kurva arus IB mendekati garis lurus (linear). 
Pada gambar, daerah ini berada di sebelah kanan VCE-sat dan di atas 
kurva IB = 0. Daerah di sebelah kiri VCE-sat adalah daerah saturasi.  
 
Arus collector pada kondisi IB = 0 dinyatakan sebagai berikut :  
 
 
A I
CBO
CEO B
I
I µ =
α −
= 0
1
 
 
Dalam mode DC, level IC dan IB dihubungkan dengan suatu besaran 
beta yang didefinisikan : 
 
 
B
C
dc
I
I
= β  
 
Dalam spesifikasi/data sheet, βdc ditulis hFE.  
Untuk mode ac :  
 
tan kons V
B
C
ac CE
I
I
=
= β
∆
∆
 
 
βac juga dikenal sebagai hfe. (perhatikan perbedaan dengan hFE) 
Umumnya βdc dan βac bernilai sama dan ditulis sebagai β saja.  
 
Hubungan antara β dan α adalah sebagai berikut :  
 
1 + β
β
= α  
Dan  
α −
α
= β
1
 
 
Dengan IC = βIB juga bisa diturunkan :  
 IE = IC + IB
 = βIB + IB
 = (1+β)IB
  
Konfigurasi Common Collector 
 
Konfigurasi Common Collector umumnya dipakai sebagai rangkaian 
penyesuai impedansi karena mempunyai impedansi input yang tinggi 
dan impedansi output rendah, berlawanan dengan dua konfigurasi 
sebelumnya (CB dan CE).  
Karakteristik input konfigurasi CC adalah sama dengan karakteristik 
pada konfigurasi CE. Karakteristik output adalah plot antara IE dengan 
VEC untuk nilai-nilai IB, dengan bentuk kurva yang sama seperti 
karakteristik output CE.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B 
E 
C 
n 
n 
p 
IB
IE
IC
VEE
VBB
IB
IC
C 
B 
E 
C 
p 
p 
n 
VBB IB
IE
IC
VEE
B 
IC
IB
C 
IE
E 
B 
IE
E 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRANSISTOR : Bipolar Junction Transistor 
 
 
Konstruksi 
 
Transistor adalah piranti semikonduktor tiga terminal yang dibangun 
dari : 
• dua material tipe p dan satu material tipe n, atau  
• dua material tipe n dan satu material tipe p.  
Gambar :  
Heavily doped 
 
n n p 
E C 
B 
 
p p n 
E C 
B 
 
 
 
 
simbol 
  Collector 
Emitter 
Base 
Collector 
Emitter 
Base 
 
 
 
 
 
 
(a) Transistor tipe pnp (b) transistor tipe npn 
 
Doping pada bagian tengah diberikan lebih sedikit dibandingkan 
dengan bagian luar (sekitar 10:1). Doping rendah ini mengurangi 
konduktiviti material dengan membatasi jumlah elektron bebas. Istilah 
bipolar berasal dari kenyataan bahwa elektron dan holes berpartisipasi 
dalam proses pembangkitan arus.  
 
Operasi Transistor  
Transistor beroperasi dengan memberikan bias pada kedua junction 
(base-emitter dan base-collector). Pada transistor PNP, bias maju pada 
junction base-emitter menyebabkan sejumlah besar majority carrier 
pada materi tipe p (holes) yang terhubung ke terminal emitter  
terdifusi melewati junction menuju materi tipe n (basis). Karena 
ketersediaan elektron bebas pada materi tipe n lebih sedikit dari hole 
yang terdifusi (n di-doping rendah), hanya sedikit holes yang ber-
kombinasi dengan elektron dan menghasilkan arus pada terminal 
basis.  
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
n n p 
E C 
B 
VCC VEE
p p n 
E C 
B 
VCC VEE
 
Sebagian besar hole akan begerak melewati depletion region pada 
junction base-collector (junction base-collector di-bias mundur) dan 
keluar pada terminal collector.  
 
 
 
 
Total arus dari terminal emitter sama dengan arus pada terminal 
collector ditambah arus pada terminal basis.  
 
 IE = IC + IB
 
Arus collector IC terdiri dari dua komponen, yang berasal dari majority 
carrier dan minority carrier. Arus dari minority carrier disebut dengan 
ICO ( arus collector dengan terminal emitter open). 
IC =ICmajority +ICOminority 
 
ICO bernilai sangat kecil dan umumnya bisa diabaikan 
 
 
Tegangan base-emitter (VBE) bisa dianggap sebagai variabel 
pengontrol dalam menentukan operasi transistor.  
 Arus collector IC proporsional terhadap arus IB dengan hubungan IC = 
β IB. Semakin besar arus IB maka semakin besar juga arus IC, seolah-
olah ada penguatan arus. 
 
Data spesifikasi transistor (dari pabrik) di-set nilai maksimum yang 
tidak boleh dilampaui dalam operasi. Spesifikasi ini memberi batasan 
operasi transistor dalam rangkaian. Contoh spesifikasi transistor 
silikon 2N2222 
• Collector-Base Voltage = 60 v 
• Collector-Emitter Voltage = 30 v 
• Base-Emitter Voltage = 5 v 
• Power dissipation = 500 mW 
• Temperature 125 C 
 
Konfigurasi Common Base 
Penamaan common base berasal dari kondisi dimana basis digunakan 
bersama dalam input dan output.  
 
  npn 
 
B 
C E 
IB
VCC VEE
IC IE
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Arah arus yang ditunjukkan adalah arah arus konvensional. 
Karakteristik penguatan seperti ini dijabarkan dalam kurva 
karakteristik input dan kurva karakteristik output. Karakteristik input 
menghubungkan antara arus input IE terhadap tegangan VBE untuk 
beberapa nilai tegangan output VCB. Karakteristik output 
menghubungkan arus output IC terhadap tegangan output VCB untuk 
beberapa nilai IE.  
 
 
 
 
  
8 
1 V 
10 V 
VCB = 20V 
IE (mA) 
0 VBE (V) 0,2 0,8 0,4 0,6
7  
6 
5 
4  
3  
2  
1  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Karakteristik input 
 
 
IE = 7 mA 
IE = 5 mA 
6
7
  
  5  
3
4
  
2  
  
1  
IE = 0 mA 
5
  
10 15  
IC (mA)  
Derah cut-off 
Derah aktif 
Derah saturasi 
IE = 3 mA 
IE = 1 mA 
0
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  VCB (V) 
 
 
 
Karakteristik output 
 
 
 
Karakteristik output mempunyai tiga daerah kerja, yaitu aktif, cut-off 
dan saturasi. Daerah aktif adalah daerah dimana penguatan linear 
terjadi. Secara khusus dinyatakan :  
 
Dalam daerah aktif, junction basis-collector di bias mundur sedangkan junction 
basis-emitter di bias maju. Di bagian bawah daerah aktif, dimana arus emitter IE = 0, arus 
collector hanya berasal dari arus saturasi balik ICO yang nilainya 
sangat kecil ( dalam mikro ampere), sehingga bisa diabaikan. (dalam 
data sheet ICO sering ditulis sebagai ICBO). ICO, seperti halnya IS 
dalam diode, adalah sensitif terhadap temperatur. Pada temperatur 
tinggi efek dari ICBO bisa berpengaruh karena ICBO meningkat sangat 
pesat terhadap kenaikan temperatur.  
 
Perhatikan bahwa saat IE berada di atas nol, arus collector IC 
meningkat dengan cepat mendekati nilai IE. Perhatikan juga bahwa 
pada daerah aktif, kenaikan VCB tidak memberi pengaruh terhadap 
arus collector.  
 
Daerah cut-off didefinisikan sebagai daerah dimana arus IC = 0 A. 
Atau :  
 
 
Daerah cut-off terjadi jika junction basis-collector dan junction basis-emitter di 
bias mundur.  
Daerah saturasi adalah daerah dimana nilai tegangan VCB negatif . 
Daerah saturasi didefinisikan :  
Daerah saturasi adalah daerah dimana junction basis-collector dan junction 
basis-emitter di bias maju.  
 
Dari karakteristik input terlihat bahwa untuk nilai VCB tetap, ketika 
tegangan basis-emitter (VBE) meningkat, arus emitter naik seperti 
halnya pada diode. Menaikkan tegangan VCB mempunyai dampak 
yang sangat kecil sehingga bisa diabaikan.  
Model ekivalen dari kurva karakteristik input adalah seperti gambar 
berikut :  
  IE (mA) 
0 VBE (V) 0,2 0,8 0,4 0,6
1  
2  
3  
4  
5 
6 
7  
8 Sembarang  
 nilai VCB  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dalam analisis selanjutnya, ketika transistor sudah berada dalam 
kondisi “on”, maka disumsikan tegangan basis-emitter :  
 
  VBE = 0,7 Volt.  
 
Asumsi ini memberikan kemudahan dalam analisis DC rangkaian 
seperti pada contoh berikut :  
 
(a) Tentukan arus collector jika arus emitter 3 mA dan VCB =10 V 
(b) Tentukan VBE jika IC = 2 mA dan VCB = 20 V 
 
Solusi :  
(a) Karena tidak ada parameter lain yang diketahui, bisa 
diasumsikan bahwa  
  IC = IE = 3 mA.  
(b) VCB tidak memberi pengaruh ketika transistor sudah bekerja, 
maka  
VBE = 0,7 V.  
 
 
Alpha 
Dalam mode DC, level arus IC dan IE yang berasal dari majority 
carrier mempunyai hubungan :  
E
C
dc
I
I
= α  
Karena α hanya ditentukan dari majority carrier, maka  
 
IC = αIE + ICBO
ICBO umumnya sangat kecil sehingga bisa diabaikan.  
 
Untuk arus ac, α didefinisikan :  
 
tan kons V
E
C
ac CB
I
I
= = α
∆
∆
 
 
αac secara formal dikenal dengan nama common base, chort circuit, 
amplification factor. Nilai αac dan αdc cukup dekat, sehingga sering 
dinyatakan sebagai α saja.  
 
 
 
 
 Penguatan Tegangan dalam Common Base 
 
Dalam contoh di bawah, analisis difokuskan pada nilai-nilai AC. Untuk 
konfigurasi Common-Base, resistansi AC pada input umumnya bernilai 
antara 10~100 Ω. Sedangkan resistansi output cukup besar dengan 
nilai tipikal antara 50 KΩ ~ 1 MΩ. Perbedaan resistansi ini disebabkan 
oleh bias maju pada input ( base-emitter) dan bias mundur pada 
output ( base-collector).  
 
 
Contoh :  
Cari penguatan tegangan AV rangkaian common base berikut.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ro 100 Ω 
B 
C E 
IB
Vi 
 200 mV 
Ri 20Ω 
Ii IL
5 KΩ 
 
Solusi :  
 
mA
mV
Ri
Vi
Ii 10
20
200
= = =
Ω
 
 
Dengan asumsi αdc = 1 Î ( IE = IC) 
Maka :  
  IL = Ii = 10 mA 
Dan  
  VL = ILR = 10 mA x 5000 
  = 50 V 
 
Penguatan tegangan :  
  250
200
50
= = =
mV
V
V
V
A
i
L
V  
 Nilai tipikal penguatan tegangan konfigurasi common base adalah 
antara 50 – 300 kali. Dasar dari penguatan diperoleh dengan 
mengalihkan (transfer) suatu arus I dari rangkaian dengan 
resistansi tinggi ke rangkaian resistansi rendah.  
Kombinasi kedua istilah memberikan penamaan pada transistor :  
Transistor = transfer resistor 
 
 
Konfigurasi Common Emitter 
 
Konfigurasi transistor yang paling umum dijumpai adalah konfigurasi 
Common Emitter (CE). Disebut CE karena pemakaian bersama emitter 
pada sisi input dan output.  
 
 
 
IC IC  
IB
p 
p 
n 
C 
E 
B 
IE
 
B 
C 
E 
n 
n 
p 
IE
IB
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dalam konfigurasi ini, hubungan antara arus basis, collector dan 
emitter adalah tetap.  
 
IE = IB + IC
 
Pada konfigurasi CE, karakteristik output adalah kurva antara arus 
output IC terhadap tegangan output VCE pada suatu rentang nilai arus 
input IB. Karakteristik input adalah kurva arus input IB terhadap 
tegangan input VBE pada nilai tegangan output VCE.  
 
 
 
 
 
  
Derah aktif
Derah saturasi 
VCE (V) 
7  
6  
5 
4  
3  
2  
70 µA 
60 µA 
50 µA 
40 µA 
30 µA 
20 µA 
IB = 0 µA 
10 µA 
1  
5 10 15  
VCE-SAT  
0  
Derah cut-off 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  ICEO=βICBO 
 
 
Kurva Karakteritik Output 
 
 
20 V 
10 V 
IB (µA) 
0 VBE (V) 0,2 0,4  
VCE = 1V 
0,6 0,8 
70  
60  
50 
40  
30  
20  
10  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kurva Karakteritik Input 
 
 
 
Perhatikan bahwa pada kurva karakteristik output, arus IB tidak 
horisontal seperti halnya IE dalam konfigurasi common base, yang mengindikasikan bahwa tegangan collector-emiter (VCE)  
mempengaruhi besaran arus collector.  
 
Daerah aktif untuk konfigurasi common emitter adalah daerah di 
bagian atas kanan dimana kurva arus IB mendekati garis lurus (linear). 
Pada gambar, daerah ini berada di sebelah kanan VCE-sat dan di atas 
kurva IB = 0. Daerah di sebelah kiri VCE-sat adalah daerah saturasi.  
 
Arus collector pada kondisi IB = 0 dinyatakan sebagai berikut :  
 
 
A I
CBO
CEO B
I
I µ =
α −
= 0
1
 
 
Dalam mode DC, level IC dan IB dihubungkan dengan suatu besaran 
beta yang didefinisikan : 
 
 
B
C
dc
I
I
= β  
 
Dalam spesifikasi/data sheet, βdc ditulis hFE.  
Untuk mode ac :  
 
tan kons V
B
C
ac CE
I
I
=
= β
∆
∆
 
 
βac juga dikenal sebagai hfe. (perhatikan perbedaan dengan hFE) 
Umumnya βdc dan βac bernilai sama dan ditulis sebagai β saja.  
 
Hubungan antara β dan α adalah sebagai berikut :  
 
1 + β
β
= α  
Dan  
α −
α
= β
1
 
 
Dengan IC = βIB juga bisa diturunkan :  
 IE = IC + IB
 = βIB + IB
 = (1+β)IB
  
Konfigurasi Common Collector 
 
Konfigurasi Common Collector umumnya dipakai sebagai rangkaian 
penyesuai impedansi karena mempunyai impedansi input yang tinggi 
dan impedansi output rendah, berlawanan dengan dua konfigurasi 
sebelumnya (CB dan CE).  
Karakteristik input konfigurasi CC adalah sama dengan karakteristik 
pada konfigurasi CE. Karakteristik output adalah plot antara IE dengan 
VEC untuk nilai-nilai IB, dengan bentuk kurva yang sama seperti 
karakteristik output CE.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B 
E 
C 
n 
n 
p 
IB
IE
IC
VEE
VBB
IB
IC
C 
B 
E 
C 
p 
p 
n 
VBB IB
IE
IC
VEE
B 
IC
IB
C 
IE
E 
B 
IE
E 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRANSISTOR : Bipolar Junction Transistor 
 
 
Konstruksi 
 
Transistor adalah piranti semikonduktor tiga terminal yang dibangun 
dari : 
• dua material tipe p dan satu material tipe n, atau  
• dua material tipe n dan satu material tipe p.  
Gambar :  
Heavily doped 
 
n n p 
E C 
B 
 
p p n 
E C 
B 
 
 
 
 
simbol 
  Collector 
Emitter 
Base 
Collector 
Emitter 
Base 
 
 
 
 
 
 
(a) Transistor tipe pnp (b) transistor tipe npn 
 
Doping pada bagian tengah diberikan lebih sedikit dibandingkan 
dengan bagian luar (sekitar 10:1). Doping rendah ini mengurangi 
konduktiviti material dengan membatasi jumlah elektron bebas. Istilah 
bipolar berasal dari kenyataan bahwa elektron dan holes berpartisipasi 
dalam proses pembangkitan arus.  
 
Operasi Transistor  
Transistor beroperasi dengan memberikan bias pada kedua junction 
(base-emitter dan base-collector). Pada transistor PNP, bias maju pada 
junction base-emitter menyebabkan sejumlah besar majority carrier 
pada materi tipe p (holes) yang terhubung ke terminal emitter  
terdifusi melewati junction menuju materi tipe n (basis). Karena 
ketersediaan elektron bebas pada materi tipe n lebih sedikit dari hole 
yang terdifusi (n di-doping rendah), hanya sedikit holes yang ber-
kombinasi dengan elektron dan menghasilkan arus pada terminal 
basis.  
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
n n p 
E C 
B 
VCC VEE
p p n 
E C 
B 
VCC VEE
 
Sebagian besar hole akan begerak melewati depletion region pada 
junction base-collector (junction base-collector di-bias mundur) dan 
keluar pada terminal collector.  
 
 
 
 
Total arus dari terminal emitter sama dengan arus pada terminal 
collector ditambah arus pada terminal basis.  
 
 IE = IC + IB
 
Arus collector IC terdiri dari dua komponen, yang berasal dari majority 
carrier dan minority carrier. Arus dari minority carrier disebut dengan 
ICO ( arus collector dengan terminal emitter open). 
IC =ICmajority +ICOminority 
 
ICO bernilai sangat kecil dan umumnya bisa diabaikan 
 
 
Tegangan base-emitter (VBE) bisa dianggap sebagai variabel 
pengontrol dalam menentukan operasi transistor.  
 Arus collector IC proporsional terhadap arus IB dengan hubungan IC = 
β IB. Semakin besar arus IB maka semakin besar juga arus IC, seolah-
olah ada penguatan arus. 
 
Data spesifikasi transistor (dari pabrik) di-set nilai maksimum yang 
tidak boleh dilampaui dalam operasi. Spesifikasi ini memberi batasan 
operasi transistor dalam rangkaian. Contoh spesifikasi transistor 
silikon 2N2222 
• Collector-Base Voltage = 60 v 
• Collector-Emitter Voltage = 30 v 
• Base-Emitter Voltage = 5 v 
• Power dissipation = 500 mW 
• Temperature 125 C 
 
Konfigurasi Common Base 
Penamaan common base berasal dari kondisi dimana basis digunakan 
bersama dalam input dan output.  
 
  npn 
 
B 
C E 
IB
VCC VEE
IC IE
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Arah arus yang ditunjukkan adalah arah arus konvensional. 
Karakteristik penguatan seperti ini dijabarkan dalam kurva 
karakteristik input dan kurva karakteristik output. Karakteristik input 
menghubungkan antara arus input IE terhadap tegangan VBE untuk 
beberapa nilai tegangan output VCB. Karakteristik output 
menghubungkan arus output IC terhadap tegangan output VCB untuk 
beberapa nilai IE.  
 
 
 
 
  
8 
1 V 
10 V 
VCB = 20V 
IE (mA) 
0 VBE (V) 0,2 0,8 0,4 0,6
7  
6 
5 
4  
3  
2  
1  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Karakteristik input 
 
 
IE = 7 mA 
IE = 5 mA 
6
7
  
  5  
3
4
  
2  
  
1  
IE = 0 mA 
5
  
10 15  
IC (mA)  
Derah cut-off 
Derah aktif 
Derah saturasi 
IE = 3 mA 
IE = 1 mA 
0
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  VCB (V) 
 
 
 
Karakteristik output 
 
 
 
Karakteristik output mempunyai tiga daerah kerja, yaitu aktif, cut-off 
dan saturasi. Daerah aktif adalah daerah dimana penguatan linear 
terjadi. Secara khusus dinyatakan :  
 
Dalam daerah aktif, junction basis-collector di bias mundur sedangkan junction 
basis-emitter di bias maju. Di bagian bawah daerah aktif, dimana arus emitter IE = 0, arus 
collector hanya berasal dari arus saturasi balik ICO yang nilainya 
sangat kecil ( dalam mikro ampere), sehingga bisa diabaikan. (dalam 
data sheet ICO sering ditulis sebagai ICBO). ICO, seperti halnya IS 
dalam diode, adalah sensitif terhadap temperatur. Pada temperatur 
tinggi efek dari ICBO bisa berpengaruh karena ICBO meningkat sangat 
pesat terhadap kenaikan temperatur.  
 
Perhatikan bahwa saat IE berada di atas nol, arus collector IC 
meningkat dengan cepat mendekati nilai IE. Perhatikan juga bahwa 
pada daerah aktif, kenaikan VCB tidak memberi pengaruh terhadap 
arus collector.  
 
Daerah cut-off didefinisikan sebagai daerah dimana arus IC = 0 A. 
Atau :  
 
 
Daerah cut-off terjadi jika junction basis-collector dan junction basis-emitter di 
bias mundur.  
Daerah saturasi adalah daerah dimana nilai tegangan VCB negatif . 
Daerah saturasi didefinisikan :  
Daerah saturasi adalah daerah dimana junction basis-collector dan junction 
basis-emitter di bias maju.  
 
Dari karakteristik input terlihat bahwa untuk nilai VCB tetap, ketika 
tegangan basis-emitter (VBE) meningkat, arus emitter naik seperti 
halnya pada diode. Menaikkan tegangan VCB mempunyai dampak 
yang sangat kecil sehingga bisa diabaikan.  
Model ekivalen dari kurva karakteristik input adalah seperti gambar 
berikut :  
  IE (mA) 
0 VBE (V) 0,2 0,8 0,4 0,6
1  
2  
3  
4  
5 
6 
7  
8 Sembarang  
 nilai VCB  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Dalam analisis selanjutnya, ketika transistor sudah berada dalam 
kondisi “on”, maka disumsikan tegangan basis-emitter :  
 
  VBE = 0,7 Volt.  
 
Asumsi ini memberikan kemudahan dalam analisis DC rangkaian 
seperti pada contoh berikut :  
 
(a) Tentukan arus collector jika arus emitter 3 mA dan VCB =10 V 
(b) Tentukan VBE jika IC = 2 mA dan VCB = 20 V 
 
Solusi :  
(a) Karena tidak ada parameter lain yang diketahui, bisa 
diasumsikan bahwa  
  IC = IE = 3 mA.  
(b) VCB tidak memberi pengaruh ketika transistor sudah bekerja, 
maka  
VBE = 0,7 V.  
 
 
Alpha 
Dalam mode DC, level arus IC dan IE yang berasal dari majority 
carrier mempunyai hubungan :  
E
C
dc
I
I
= α  
Karena α hanya ditentukan dari majority carrier, maka  
 
IC = αIE + ICBO
ICBO umumnya sangat kecil sehingga bisa diabaikan.  
 
Untuk arus ac, α didefinisikan :  
 
tan kons V
E
C
ac CB
I
I
= = α
∆
∆
 
 
αac secara formal dikenal dengan nama common base, chort circuit, 
amplification factor. Nilai αac dan αdc cukup dekat, sehingga sering 
dinyatakan sebagai α saja.  
 
 
 
 
 Penguatan Tegangan dalam Common Base 
 
Dalam contoh di bawah, analisis difokuskan pada nilai-nilai AC. Untuk 
konfigurasi Common-Base, resistansi AC pada input umumnya bernilai 
antara 10~100 Ω. Sedangkan resistansi output cukup besar dengan 
nilai tipikal antara 50 KΩ ~ 1 MΩ. Perbedaan resistansi ini disebabkan 
oleh bias maju pada input ( base-emitter) dan bias mundur pada 
output ( base-collector).  
 
 
Contoh :  
Cari penguatan tegangan AV rangkaian common base berikut.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ro 100 Ω 
B 
C E 
IB
Vi 
 200 mV 
Ri 20Ω 
Ii IL
5 KΩ 
 
Solusi :  
 
mA
mV
Ri
Vi
Ii 10
20
200
= = =
Ω
 
 
Dengan asumsi αdc = 1 Î ( IE = IC) 
Maka :  
  IL = Ii = 10 mA 
Dan  
  VL = ILR = 10 mA x 5000 
  = 50 V 
 
Penguatan tegangan :  
  250
200
50
= = =
mV
V
V
V
A
i
L
V  
 Nilai tipikal penguatan tegangan konfigurasi common base adalah 
antara 50 – 300 kali. Dasar dari penguatan diperoleh dengan 
mengalihkan (transfer) suatu arus I dari rangkaian dengan 
resistansi tinggi ke rangkaian resistansi rendah.  
Kombinasi kedua istilah memberikan penamaan pada transistor :  
Transistor = transfer resistor 
 
 
Konfigurasi Common Emitter 
 
Konfigurasi transistor yang paling umum dijumpai adalah konfigurasi 
Common Emitter (CE). Disebut CE karena pemakaian bersama emitter 
pada sisi input dan output.  
 
 
 
IC IC  
IB
p 
p 
n 
C 
E 
B 
IE
 
B 
C 
E 
n 
n 
p 
IE
IB
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dalam konfigurasi ini, hubungan antara arus basis, collector dan 
emitter adalah tetap.  
 
IE = IB + IC
 
Pada konfigurasi CE, karakteristik output adalah kurva antara arus 
output IC terhadap tegangan output VCE pada suatu rentang nilai arus 
input IB. Karakteristik input adalah kurva arus input IB terhadap 
tegangan input VBE pada nilai tegangan output VCE.  
 
 
 
 
 
  
Derah aktif
Derah saturasi 
VCE (V) 
7  
6  
5 
4  
3  
2  
70 µA 
60 µA 
50 µA 
40 µA 
30 µA 
20 µA 
IB = 0 µA 
10 µA 
1  
5 10 15  
VCE-SAT  
0  
Derah cut-off 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  ICEO=βICBO 
 
 
Kurva Karakteritik Output 
 
 
20 V 
10 V 
IB (µA) 
0 VBE (V) 0,2 0,4  
VCE = 1V 
0,6 0,8 
70  
60  
50 
40  
30  
20  
10  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Kurva Karakteritik Input 
 
 
 
Perhatikan bahwa pada kurva karakteristik output, arus IB tidak 
horisontal seperti halnya IE dalam konfigurasi common base, yang mengindikasikan bahwa tegangan collector-emiter (VCE)  
mempengaruhi besaran arus collector.  
 
Daerah aktif untuk konfigurasi common emitter adalah daerah di 
bagian atas kanan dimana kurva arus IB mendekati garis lurus (linear). 
Pada gambar, daerah ini berada di sebelah kanan VCE-sat dan di atas 
kurva IB = 0. Daerah di sebelah kiri VCE-sat adalah daerah saturasi.  
 
Arus collector pada kondisi IB = 0 dinyatakan sebagai berikut :  
 
 
A I
CBO
CEO B
I
I µ =
α −
= 0
1
 
 
Dalam mode DC, level IC dan IB dihubungkan dengan suatu besaran 
beta yang didefinisikan : 
 
 
B
C
dc
I
I
= β  
 
Dalam spesifikasi/data sheet, βdc ditulis hFE.  
Untuk mode ac :  
 
tan kons V
B
C
ac CE
I
I
=
= β
∆
∆
 
 
βac juga dikenal sebagai hfe. (perhatikan perbedaan dengan hFE) 
Umumnya βdc dan βac bernilai sama dan ditulis sebagai β saja.  
 
Hubungan antara β dan α adalah sebagai berikut :  
 
1 + β
β
= α  
Dan  
α −
α
= β
1
 
 
Dengan IC = βIB juga bisa diturunkan :  
 IE = IC + IB
 = βIB + IB
 = (1+β)IB
  
Konfigurasi Common Collector 
 
Konfigurasi Common Collector umumnya dipakai sebagai rangkaian 
penyesuai impedansi karena mempunyai impedansi input yang tinggi 
dan impedansi output rendah, berlawanan dengan dua konfigurasi 
sebelumnya (CB dan CE).  
Karakteristik input konfigurasi CC adalah sama dengan karakteristik 
pada konfigurasi CE. Karakteristik output adalah plot antara IE dengan 
VEC untuk nilai-nilai IB, dengan bentuk kurva yang sama seperti 
karakteristik output CE.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
B 
E 
C 
n 
n 
p 
IB
IE
IC
VEE
VBB
IB
IC
C 
B 
E 
C 
p 
p 
n 
VBB IB
IE
IC
VEE
B 
IC
IB
C 
IE
E 
B 
IE
E 
 
 
 
 
 
 
 
 

Piranti Eletronika