Selasa, 12 November 2013

The NPN Transistor

In the previous tutorial we saw that the standard Bipolar Transistor or BJT, comes in two basic forms. An NPN (Negative-Positive-Negative) type and a PNP (Positive-Negative-Positive) type, with the most commonly used transistor type being the NPN Transistor. We also learnt that the transistor junctions can be biased in one of three different ways - Common Base, Common Emitter and Common Collector. In this tutorial we will look more closely at the "Common Emitter" configuration using NPN Transistors with an example of the construction of a NPN transistor along with the transistors current flow characteristics is given below.

An NPN Transistor Configuration


(Note: Arrow defines the emitter and conventional current flow, "out" for an NPN transistor.)
The construction and terminal voltages for an NPN transistor are shown above. The voltage between the Base and Emitter ( VBE ), is positive at the Base and negative at the Emitter because for an NPN transistor, the Base terminal is always positive with respect to the Emitter. Also the Collector supply voltage is positive with respect to the Emitter ( VCE ). So for an NPN transistor to conduct the Collector is always more positive with respect to both the Base and the Emitter.

NPN Transistor Connections
Then the voltage sources are connected to an NPN transistor as shown. The Collector is connected to the supply voltage VCC via the load resistor, RL which also acts to limit the maximum current flowing through the device. The Base supply voltage VB is connected to the Base resistor RB, which again is used to limit the maximum Base current.
We know that the transistor is a "current" operated device (Beta model) and that a large current ( Ic ) flows freely through the device between the collector and the emitter terminals when the transistor is switched "fully-ON". However, this only happens when a small biasing current ( Ib ) is flowing into the base terminal of the transistor at the same time thus allowing the Base to act as a sort of current control input.
The transistor current in an NPN transistor is the ratio of these two currents ( Ic/Ib ), called the DC Current Gain of the device and is given the symbol of hfe or nowadays Beta, ( β ). The value of β can be large up to 200 for standard transistors, and it is this large ratio between Ic and Ib that makes the NPN transistor a useful amplifying device when used in its active region as Ib provides the input and Ic provides the output. Note that Beta has no units as it is a ratio.
Also, the current gain of the transistor from the Collector terminal to the Emitter terminal, Ic/Ie, is called Alpha, ( α ), and is a function of the transistor itself (electrons diffusing across the junction). As the emitter current Ie is the product of a very small base current plus a very large collector current, the value of alpha α, is very close to unity, and for a typical low-power signal transistor this value ranges from about 0.950 to 0.999

α and β Relationship in a NPN Transistor



By combining the two parameters α and β we can produce two mathematical expressions that gives the relationship between the different currents flowing in the transistor.


The values of
Beta vary from about 20 for high current power transistors to well over 1000 for high frequency low power type bipolar transistors. The value of Beta for most standard NPN transistors can be found in the manufactures datasheets but generally range between 50 - 200.
The equation above for Beta can also be re-arranged to make Ic as the subject, and with a zero base current ( Ib = 0 ) the resultant collector current Ic will also be zero, ( β x 0 ). Also when the base current is high the corresponding collector current will also be high resulting in the base current controlling the collector current. One of the most important properties of the Bipolar Junction Transistor is that a small base current can control a much larger collector current. Consider the following example.

Example No1

An NPN Transistor has a DC current gain, (Beta) value of 200. Calculate the base current Ib required to switch a resistive load of 4mA.

Therefore, β = 200, Ic = 4mA and Ib = 20µA.
One other point to remember about NPN Transistors. The collector voltage, ( Vc ) must be greater and positive with respect to the emitter voltage, ( Ve ) to allow current to flow through the transistor between the collector-emitter junctions. Also, there is a voltage drop between the Base and the Emitter terminal of about 0.7v (one diode volt drop) for silicon devices as the input characteristics of an NPN Transistor are of a forward biased diode. Then the base voltage, ( Vbe ) of a NPN transistor must be greater than this 0.7V otherwise the transistor will not conduct with the base current given as.

Where: Ib is the base current, Vb is the base bias voltage, Vbe is the base-emitter volt drop (0.7v) and Rb is the base input resistor. Increasing Ib, Vbe slowly increases to 0.7V but Ic rises exponentially.

Example No2

An NPN Transistor has a DC base bias voltage, Vb of 10v and an input base resistor, Rb of 100kΩ. What will be the value of the base current into the transistor.

Therefore, Ib = 93µA.

The Common Emitter Configuration.

As well as being used as a semiconductor switch to turn load currents "ON" or "OFF" by controlling the Base signal to the transistor in ether its saturation or cut-off regions, NPN Transistors can also be used in its active region to produce a circuit which will amplify any small AC signal applied to its Base terminal with the Emitter grounded. If a suitable DC "biasing" voltage is firstly applied to the transistors Base terminal thus allowing it to always operate within its linear active region, an inverting amplifier circuit called a single stage common emitter amplifier is produced.
One such Common Emitter Amplifier configuration of an NPN transistor is called a Class A Amplifier. A "Class A Amplifier" operation is one where the transistors Base terminal is biased in such a way as to forward bias the Base-emitter junction. The result is that the transistor is always operating halfway between its cut-off and saturation regions, thereby allowing the transistor amplifier to accurately reproduce the positive and negative halves of any AC input signal superimposed upon this DC biasing voltage. Without this "Bias Voltage" only one half of the input waveform would be amplified. This common emitter amplifier configuration using an NPN transistor has many applications but is commonly used in audio circuits such as pre-amplifier and power amplifier stages.
With reference to the common emitter configuration shown below, a family of curves known as the Output Characteristics Curves, relates the output collector current, (Ic) to the collector voltage, (Vce) when different values of Base current, (Ib) are applied to the transistor for transistors with the same β value. A DC "Load Line" can also be drawn onto the output characteristics curves to show all the possible operating points when different values of base current are applied. It is necessary to set the initial value of Vce correctly to allow the output voltage to vary both up and down when amplifying AC input signals and this is called setting the operating point or Quiescent Point, Q-point for short and this is shown below.

Single Stage Common Emitter Amplifier Circuit


Output Characteristics Curves of a Typical Bipolar Transistor



The most important factor to notice is the effect of
Vce upon the collector current Ic when Vce is greater than about 1.0 volts. We can see that Ic is largely unaffected by changes in Vce above this value and instead it is almost entirely controlled by the base current, Ib. When this happens we can say then that the output circuit represents that of a "Constant Current Source". It can also be seen from the common emitter circuit above that the emitter current Ie is the sum of the collector current, Ic and the base current, Ib, added together so we can also say that Ie = Ic + Ib for the common emitter (CE) configuration.
By using the output characteristics curves in our example above and also Ohm´s Law, the current flowing through the load resistor, (RL), is equal to the collector current, Ic entering the transistor which inturn corresponds to the supply voltage, (Vcc) minus the voltage drop between the collector and the emitter terminals, (Vce) and is given as:

Also, a straight line representing the Dynamic Load Line of the transistor can be drawn directly onto the graph of curves above from the point of "Saturation" ( A ) when Vce = 0 to the point of "Cut-off" ( B ) when Ic = 0 thus giving us the "Operating" or Q-point of the transistor. These two points are joined together by a straight line and any position along this straight line represents the "Active Region" of the transistor. The actual position of the load line on the characteristics curves can be calculated as follows:

Then, the collector or output characteristics curves for Common Emitter NPN Transistors can be used to predict the Collector current, Ic, when given Vce and the Base current, Ib. A Load Line can also be constructed onto the curves to determine a suitable Operating or Q-point which can be set by adjustment of the base current. The slope of this load line is equal to the reciprocal of the load resistance which is given as: -1/RL
Then we can define a NPN Transistor as being normally "OFF" but a small input current and a small positive voltage at its Base (B) relative to its Emitter (E) will turn it "ON" allowing a much large Collector-Emitter current to flow. NPN transistors conduct when Vc is much greater than Ve.

In the next tutorial about Bipolar Transistors, we will look at the opposite or complementary form of the
NPN Transistor called the PNP Transistor and show that the PNP Transistor has very similar characteristics to their NPN transistor except that the polarities (or biasing) of the current and voltage directions are reversed.





Pengertian Kepemimpinan

Berikut ini beberapa pendapat yang dikemukakan oleh para ahli mengenai definisi kepemimpinan :

1. George R. Terry (yang dikutip dari Sutarto, 1998 : 17)
Kepemimpinan adalah hubungan yang ada dalam diri seseorang atau pemimpin, mempengaruhi orang lain untuk bekerja secara sadar dalam hubungan tugas untuk mencapai tujuan yang diinginkan.

2. Ordway Tead (1929)
Kepemimpinan sebagai perpaduan perangai yang memungkinkan seseorang mampu mendorong pihak lain menyelesaikan tugasnya.

3. Rauch & Behling (1984)
Kepemimpinan adalah proses mempengaruhi aktifitas-aktifitas sebuah kelompok yang diorganisasi ke arah pencapaian tujuan.

4. Katz & Kahn (1978)
Kepemimpinan adalah peningkatan pengaruh sedikit demi sedikit pada, dan berada diatas kepatuhan mekanis terhadap pengarahan-pengarahan rutin organisasi.

5. Hemhill & Coon (1995)
Kepemimpinan adalah perilaku dari seorang individu yang memimpin aktifitas-aktifitas suatu kelompok kesuatu tujuan yang ingin dicapai bersama (shared goal).

6. William G.Scott (1962)
Kepemimpinan adalah sebagai proses mempengaruhi kegiatan yang diorganisir dalam kelompok di dalam usahanya mencapai suatu tujuan yang telah ditentukan.

7. Stephen J.Carrol & Henry L.Tosj (1977)
Kepemimpinan adalah proses mempengaruhi orang-orang lain untuk melakukan apa yang kamu inginkan dari mereka untuk mengerjakannya.

8. Dr. Thomas Gordon “ Group Centered Leadership”. A way of releasing creative power of groups.
Kepemimpinan dapat dikonsepsualisasikan sebagai suatu interaksi antara seseorang dengan suatu kelompok, tepatnya antara seorang dengan anggota-anggota kelompok setiap peserta didalam interaksi memainkan peranan dan dengan cara-cara tertentu peranan itu harus dipilah-pilahkan dari suatu dengan yang lain. Dasar pemilihan merupakan soal pengaruh, pemimpin mempengaruhi dan orang lain dipengaruhi.

9. Tannenbaum, Weschler,& Massarik (1961)
Kepemimpinan adalah pengaruh antar pribadi, yang dijalankan dalam situasi tertentu, serta diarahkan melalui proses komunikasi, kearah pencapaian satu atau beberapa tujuan tertentu.

10. P. Pigors (1935)
Kepemimpinan adalah suatu proses saling mendorong melalui keberhasilan interaksi dari perbedaan perbedaan individu, mengontrol daya manusia dalam mengejar tujuan bersama.

11. Kartini Kartono (1994 : 48)
Kepemimpinan itu sifatnya spesifik, khas, diperlukan bagi satu situasi khusus. Sebab dalam suatu kelompok yang melakukan aktivitas¬aktivitas tertentu, dan mempunyai suatu tujuan serta peralatan¬peralatan yang khusus. Pemimpin kelompok dengan ciri-ciri karakteristik itu merupakan fungsi dari situasi khusus.

12. G. U. Cleeton dan C.W Mason (1934)
Kepemimpinan menunjukan kemampuan mempengaruhi orang-orang dan mencapai hasil melalui himbauan emosional dan ini lebih baik dibandingkan dengan penggunaan kekuasaan.

13. Locke & Associates (1997)
Kepemimpinan dapat didefinisikan sebagai proses membujuk (inducing) orang-orang lain untuk mengambil langkah menuju sasaran bersama .

14. John W. Gardner (1990)
Kepimpinan sebagai proses Pemujukan di mana individu-individu meransang kumpulannya meneruskan objektif yang ditetapkan oleh pemimpin dan dikongsi bersama oleh pemimpin dan pengikutnya.

15. Theo Haiman & William G.Scott (1974)
Kepemimpinan adalah proses orang-orang diarahkan ,dipimpin, dan dipengaruhi dalam pemilihan dan pencapaian tujuan.

16. Duben (1954)
Kepemimpinan adalah aktifitas para pemegang kekuasaan dan membuat keputusan.

17. F.A.Nigro(1965)
Inti kepemimpinan adalah mempengaruhi kegiatan orang-orang lain.

18. Reed (1976)
Kepimpinan adalah cara mempengaruhi tingkah laku manusia supaya perjuangan itu dapat dilaksanakan mengikut kehendak pemimpin.

19. G.L.Feman & E.K.aylor (1950)
Kepemimpinan adalah kemampuan untuk menciptakan kegiatan kelompok mencapai tujuan organisasi dengan efektifitas maksimum dan kerjasama dari tiap-tiap individu.

20. James M. Black (1961)
Kepemimpinan adalah kemampuan yang sanggup meyakinkan orang lain supaya bekerjasama dibawah pimpinannya sebagai suatu tim untuk mencapai tujuan tertentu.

21. Harold Koontz (1989)
Pengaruh, seni,atau proses mempengaruhi orang-orang sehingga mereka akan berusaha mencapai tujuan kelompok dengan kemauan dan antusiasme.

22. R.K. Merton “ The Social Nature of Leadership”, American Journal of Nuns, 1969.
Kepemimpinan sebagai suatu hubungan antar pribadi dalam mana pihak lain mengadakan penyesuaian karena mereka berkeinginan untuk itu, bukannya karena mereka harus berbuat demikian.

23. P. Pigors “Ledearship and Domination”
Kepemimpinan adalah suatu proses saling mendorong yang mengontrol daya manusia dalam mengejar tujuan bersama, melalui interaksi yang berhasil dari perbedaan-perbedaan individual.

24. Keth Davis “Human Relations at Work”
Kepemimpinan sebagai faktor manusiawi yang mengikat suatu kelompok menjadi satu dengan memotivasinya kearah tujuan-tujuan.

25. Ordway Tead “ The Technigue of Creative Leadershif in Human Nature and Management”.
Kepemimpinan sebagai kombinasi perangai-perangai yang memungkinkan seseorang mampu mendorong orang-orang lain untuk menyelesaikan tugas-tugas tertentu.

26. E.S. Bogardus “Leader and Leadership”.
Kepemimpinan sebagai kepribadian yang beraksi dalam kondisi-kondisi kelompok.
Tidak saja kepemimpinan itu suatu kepribadian dan suatu gejala kelompok; ia juga merupakan suatu proses sosial yang melibatkan sejumlah orang dalam kontak mental dalam mana seseorang mendominasi orang-orang lain.

27. F.I. Munson “ The Management of Man”.
Kepemimpinan sebagai kemampuan/kesanggupan untuk menangani atau menggarap orang-orang sedemikian rupa untuk mencapai hasil yang sebesar-besarnya dengan sekecilnya mungkin pergesekan dan sebesar-besarnya (sebesar mungkin) kerja sama.

28. C.M. Bundel “Is Leadership losing its importance ?”
Kepemimpinan seorang seni mendorong/mempengaruhi orang-orang lain untuk mengerjakan apa yang dikehendaki seseorang pemimpin untuk dikerjakannya.

29. W.G. Bennis “Leadership Theory and Administration Behavior”
Kepemimpinan sebagai proses dengan mana pemimpin mendorong, mempengaruhi bawahan untuk berprilaku seperti yang dikehendaki.

30. J.B. NASH “Leadership”
Kepemimpinan mencakup kegiatan mempengaruhi perubahan dalam perbuatan orang-orang.

31. Ordway Tead “ The Art of Leadership”
Kepemimpinan sebagai kegiatan mempengaruhi orang-orang untuk bekerja sama dalam rangka mencapai tujuan yang dikehendaki.

32. H.H. Jennings “Leadership – a dynamic redefinition”, Journal Education School, 1944.
Kepemimpinan muncul sebagai suatu hasil interaksi yang melibatkan prilaku yang memuat seseorang terangkat keperanan sebagai pemimpin oleh individu-individu lain.

33. J.K. Hemphill
-
Dalam “ The Leader and his Group”.
Kepemimpinan adalah perilaku seorang individu sementara ia terlibat dalam pengerahan kegiatan-kegiatan kelompok.

- Dalam “ A Propossed Theory of leadership in small groups; Technical report”.
Memimpin berarti terlibat dalam suatu tindakan memulai pembentukan struktur dalam interaksi sebagai bagian dari proses pemecahan masalah-masalah bersama.

34. R. C. Davis “ The Fundamentals of Top Management”
Kepemimpinan sebagai kekuatan dinamika yang pokok yang mendorong memotivasi, dan mengkoordinasikan organisasi dalam pencapaian tujuan-tujuannya.

35. C. Schenk “Leadership” : Infantry Journal. 1928.
Kepemimpinan adalah manajemen mengenal manusia dengan jalan persuasi dan inspirasi dan bukannya dengan pengarahan atau semacamnya, atau ancaman, paksaan yang terselubung.

36. C.V. Cleeton & C.W. Mason “Executive Ability its Discovery and Development"
Kepemimpinan menunjukkan kemampuan mempengaruhi orang-orang dalam mencapai hasil-hasil melalui himbauan emosional dan bukannya melalui penggunaan kekerasan/wewenang.

37. N. Copeland “Psychology and the Soldier”
Kepemimpinan adalah seni perlakuan terhadap manusia. Ini adalah seni mempengaruhi sejumlah orang dengan persuasi atau dengan teladan untuk mengikuti serangkaian tindakan.

38. H. Kootz & O’ Donnel “ Principles of Management”
Kepemimpinan adalah kegiatan mempersuasi orang-orang untuk bekerjasama dalam pencapaian suatu tujuan bersama.

39. C. K. Warriner “ Leadership in the small Group”, American Journal Soc, 1955
Kepemimpinan sebagai suatu bentuk hubungan diantara orang-orang, dimana mengharuskan seseorang atau lebih bertindak sesuai dengan permintaan pihak lain.

40. H. Gerth & C.W. Mills “Character and Social Structure”
Kepemimpinan dalam arti luas adalah suatu hubungan antara pemimpin dan yang dipimpin dalam mana pemimpin lebih banyak mempengaruhi dari pada dipengaruhi; disebabkan karena pemimpin menghendaki yang dipimpin berbuat seperti dia dan tidak berbuat lain yang dimaui sendiri.

41. R. M. Bellows “Creative Leadership”
Kepemimpinan sebagai proses pengaturan suatu situasi sedemikian rupa, sehingga anggota-anggota kelompok termasuk si pemimpin, dapat mencapai tujuan bersama dengan hasil maksimum dan dengan waktu dan kerja minimum.

42. Ralp M. Stogdill (1950)
Is the process of influencing group activities toward goal setting and goal achievement (proses mempengaruhi kegiatan kelompok, menuju kearah penentuan tujuan dan mencapai tujuan).

- Dalam “Individual Behavior and Group Achievement”
Kepemimpinan adalah permulaan pembentukan struktur dan memeliharanya dalam harapan dan interaksi.

- Dalam “A Handbook of Leadership” yang dikutip oleh Prof. Drs. S. Pamuji, MPA,
a. Leadership As A Focus Of Group Process
(Kepemimpinan sebagai titik pusat proses kelompok)
b. Leadership As Personality And Its Effects
(Kepemimpinan sebagai kepribadian seseorang yang memiliki sejumlah perangai (Traits) dan watak (Character) yang memadai dari suatu kepribadian)
c. Leadership As The Art Of Inducing Comliance
(Kepemimpinan sebagai seni untuk menciptakan kesesuaian paham, kesepakatan)
d. Leadership As The Exercise Of Its Influence
(Kepemimpinan sebagai pelaksanaan pengaruh)
e. Leadership As Act Or Behavior
(Kepemimpinan sebagai tindakan atau prilaku)
f. Leadership As A From Of Persuasion
(Kepemimpinan adalah bentuk persuasi)
g. Leadership As A Power Relation
(Kepemimpinan sebagai suatu hubungan kekuasaan/kekuatan)
h. Leadership Is An Instrumental Of Goal Achievement
(Kepemimpinan adalah sarana pencapaian tujuan)
i. Leadership As An Effect Of Interaction
(Kepemimpinan adalah suatu hasil dari interaksi)
j. Leadership As A Deferentiated Role
(Kepemimpinan adalah peranan yang dipilahkan)
k. Leadership As The Initiation Of Structur
(Kepemimpinan sebagai awal dari pada struktur)

7 golongan dilindungi di bawah bayangan Rahmat ALLAH swt.

Hazrat Abu Hurairah r.a meriwayatkan bahawa Rasulullah s.a.w bersabda: 7 golongan yang akan dilindungi Allah swt di bawah bayangan rahmatNya pada hari yang tiada bayangan selain daripada bayangan rahmatNya iaitu:
  1. Pemerintah yang adil
  2. Pemuda yang menggunakan masa muda remajanya untuk beribadat kepada Allah
  3. Lelaki yang hatinya sentiasa terpaut kepada masjid
  4. Dua orang yang berkasih sayang antara satu sama lain kerana Allah. Mereka berkumpul dan berpisah kerana Allah
  5. Lelaki yang digoda oleh wanita bangsawan dan jelita, lalu dia berkata: “Sesungguhnya saya takut kepada Allah”
  6. Seorang yang memberi sedekah secara bersembunyi sehingga tangan kirinya tidak tahu sedekah yang diberikan oleh tangan kanannya
  7. Lelaki yang mengingati Allah berseorangan sehingga berlinangan air matanya.

(Hadith Riwayat Imam Bukhari, Muslim dan lain-lain)