Mengenal Komponen Transistor
Transistor adalah perangkat semikonduktor yang dipakai untuk amplifikasi, sakelar signal elektronik,dan daya listrik. Transistor dibuat dari bahan semikonduktor dengan seengaknya tiga terminal untuk koneksi ke sirkuit eksternal.
Sekarang ini beberapa jenis transistor dibuat secara individual, namun lebih banyak lagi yang ditemukan tertanam dalam rangkaian terpadu atau IC.
Transistor adalah blok rangkaian dasar perangkat elektronik modern. Dan ada dimana-mana dalam sistem elektronik modern.
Setelah pengembanganya di awal 1950-an, transistor merevolusi bidang elektronik, dan membuka jalan untuk menciptakan radio, kalkulator, dan komputer.
Dibentuk dari salah satu lapisan tipis semikonduktor tipe-p terjepit diantara dua semikonduktor tipe-n (transistor NPN), atau lapisan tipis semikonduktor tipe –n terjepit diantara dua semikonduktor tipe-p (transistor PNP).
Kontruksi ini menghasilkan dua persimpangan p-n ; persimpangan base-emitter dan lapisan base-kolektor, dipidahkan oleh sebuah daerah tipis semikonduktor yang dikenal sebagai daerah base. Kita hanya dapat membedakan kedua jenis ini dengan cara melihat datanya atau mengetahui kode-kode tertentu.
Transistor FET adalah termasuk transistor unipolar karena melibatkan single-carrier-type operasi. Konsep Transistor FET mendahului Transistor Bipolar BJT, tetapi meskipun begitu tidak diterapkan secara fisik sampai setelah Transistor Bipolar BJT justru lebih berkembang,
Karena keterbatasan bahan semikonduktor dan relatif mudah bagi manufaktur Transistor Bipolar BJT dibandingkan Transistor FET pada saat itu. Transistor FET, memakai baik elektron (dalam n-channel FET) atau lubang (di p-channel FET) untuk konduksi.
Keempat terminal FET diberi nama source, drain, gate dan body (substrat). Pada kebanyakan FET, body terhubung ke source dalam paket transistor.
Alternatif untuk Transistor SMD adalah transistor melalui lubang, yang melekat pada papan dengan lengan logam yang dimasukkan ke lubang yang di bor di papan. Pengeboran lubang ini yang membuat teknologinya jadi lebih mahal dan memakan waktu daripada teknologi SMD.
Meskipun Transistor MOSFET adalah perangkat empat terminal dengan Source (S), Gate (G), Drain (D), dan Body (B), atau body atau substrat dari MOSFET sering terhubung ke terminal source, membuatnya menjadi perangkat tiga terminal seperti transistor efek medan lainya.
Karena kedua terminal biasanya terhubung internal satu sama lain (short/konsleting), hanya tiga terminal muncul dalam diagram listrik. Transistor MOSFET ini adalah transistor yang paling umum dipakai dalam rangkaian digital dan analog, meskipun Transistor BJT pada satu waktu yang lalu jauh lebih umum.
Transistor yaitu komponen elektronika multitermal, biasanya mempunyai 3 terminal. Secara harfiah, kata ‘Transistor’ berarti ‘Transfer Resistor’ , yaitu suatu komponen yang nilai resistansinya antara terminalnya dapat diatur.
Pada transistor bipolar, arus yang mengalir berupa arus hole (lubang) dan arus elektron atau berupa pembawa muatan mayoritas dan minoritas. Transistor dapat berfungsi sebagai penguat arus, penguat tegangan, penguat sakelar atau penguat daya. Ada 2 macam transistor yaitu PNP dan NPN.
Transistor di desaim dari pemanfaatan sifat Dioda, arus mengalir dari dioda dapat dikontrol oleh elektron yang ditambahkan pada pertemuan PN Dioda. Dengan penambahan elektroda pengontrol ini, maka dioda semi-konduktor bisa dianggap dua buah diode yang memiliki elektroda bersama pada pertemuan. Junction semacam ini disebut transistor bipolar dan bisa digambarkan sebagai berikut :
Dengan memilih elektroda pengatur dari tipe P atau tipe N sebagai elektroda persekutuan antara dua dioda. Maka dihasilkan transistor jenis PNP dan NPN. Transistor dapat bekerja bila diberi tegangan, tujuanya pemberian tegangan pada transistor yaitu agar transistor tersebut bisa mencapai suatu kondisi menghantar atau menyumbat.
Baik transistor PNP maupun transistor NPN tegangan antara emitter dan base adalah forward bias, sedangkan antara base dengan kolektor adalah reverse bias.
Dari cara pemberian tegangan muka dihasilkan dua kondisi yaitu mengalirkan dan menyumbat seperti yang gambaran transistor NPN dibawah ini :
Electron-elektron ini tidak menghantar dari kolektor ke base, sebab tegangan Vccc jauh lebih besar dari pada tegangan Veb dan membuat aliran elektron dari emitter menuju kolektor melewati base. Elektron-elektron ini tidak semuanya tertarik ke kolektor tapi sebagian kecil menjadi arus base (IB).
IE=IB+IC : IC
IE/IC= IB/IC + IC/IC
1/αdc= 1/βdc + 1
1/αdc= 1/βdc + βdc/βdc
1/αdc= 1 + βdc/βdc
αdc= βdc / 1+βdc
2) βdc= IC / IB (perbandingan antara arus kolektor dengan arus base)
IE=IB+IC : IC
IE/IC=IB/IC+IC/IC
1/αdc=1/βdc + 1
1/βdc=1/αdc – 1
1/βdc=1/αdc – αdc/αdc
1/βdc=1 – αdc/αdc
βdc=αdc / 1 – αdc
Vout = ½ VCC
Karakteristik SCR secara umunya adalah arus yang melewati anoda ke katoda relatif kecil selama tegangan diantaranya belum melewati VBO (Voltage Breake Over). Selesai melewati maka tegangan antara anoda dan katoda akan turun sampai pada Hold Voltage. Dioda akan tetap mengalirkan selama arus yang melewatinya tidak kurang dari nilai IH (hold current).
Cara kerja rangkaian arus yang melewati anoda ke katoda relatif kecil biar bekerja sebagai penghantar maka gerbang harus diberi pemicu (+). Tegangan pada gerbang harus lebih positif dari katoda dengan cara menutup sakelar S1 sehingga gerbang tersulut, dan led menyala sebab mendapatkan beda potensial dan arus pun mengalir.
Untuk menon-aktifkanya kita bisa menghubungkan s2, maka gerbang menjadi low current / drop out dan kembali menyumbat.
Cara kerja rangkaianya yaitu dengan memanfaatkan cahaya sebagai peng-aktifnya. Kita ketahui bahwa LDR memiliki karakteristik yaitu jika terkena cahaya maka resistansinya besar. Maka pada saat LDR tertutup dan tidak terkena cahaya maka resistansinya membesar sehingga arus yang melewati LDR akan tersendat dan mengalir menuju base Q1 (NPN).
Yang mana karakteristik NPN yaitu akan menghantar jika basis lebih positif dari pada emitter dengan mengalirnya arus menuju base maka Q1 dalam kondisi menghantar (kolektor dan emitter ON). Untuk Q2 (PNP) sebaliknya emitter harus lebih positif dari base, sebab kolektor dan emitter Q1 ON (sakelar tertutup) jadi dengan begitu juga kaki base Q2 terhubung langsung dengan kolektro Q1 sehingga Q2
Dalam keadaan menghantar (untuk jenis PNP : dioda base-emitter Q2 dalam kondisi reverse) dengan menghantarnya Q2 Maka sumber tegangan yang melewati relay mengalir sehingga menginduksi lilitan relay dan menimbulkan medan magnet yang bisa menarik sakelar pada relai.
Sakelar yang terhubung dengan tegangan 5V bisa mengalir melalui R4 dan LED dengan begitu LED pun menyala. Contoh rangkaian lain :
Contoh gambaran diatas adalah salah satu aplikasi sederhanya yang memakai transistor, masih banyak lagi aplikasi yang memakai transistor
Sekarang ini beberapa jenis transistor dibuat secara individual, namun lebih banyak lagi yang ditemukan tertanam dalam rangkaian terpadu atau IC.
Transistor adalah blok rangkaian dasar perangkat elektronik modern. Dan ada dimana-mana dalam sistem elektronik modern.
Setelah pengembanganya di awal 1950-an, transistor merevolusi bidang elektronik, dan membuka jalan untuk menciptakan radio, kalkulator, dan komputer.
1. Transistor BJT (Bipolar Junction Transistor)
Transistor Bipolar BJT dinamakan demikian karena mereka melakukan konduksi dengan memakai kedua jenis carriers (pembawa) majority dan minority. Transistor Bipolar BJT merupakan jenis transistor pertama yang diproduksi secara massal, adalah kombinasi dari dua dioda junction.Dibentuk dari salah satu lapisan tipis semikonduktor tipe-p terjepit diantara dua semikonduktor tipe-n (transistor NPN), atau lapisan tipis semikonduktor tipe –n terjepit diantara dua semikonduktor tipe-p (transistor PNP).
Kontruksi ini menghasilkan dua persimpangan p-n ; persimpangan base-emitter dan lapisan base-kolektor, dipidahkan oleh sebuah daerah tipis semikonduktor yang dikenal sebagai daerah base. Kita hanya dapat membedakan kedua jenis ini dengan cara melihat datanya atau mengetahui kode-kode tertentu.
2. Transistor FET (Field_Effect Transistor)
Transistor FET (Field_Effect Transistor) adalah transistor yang memakai medan listrik untuk mengendalikan bentuk dan karenanya konduktivitas saluran satu jenis pembawa muatan dalam bahan semikonduktor.Transistor FET adalah termasuk transistor unipolar karena melibatkan single-carrier-type operasi. Konsep Transistor FET mendahului Transistor Bipolar BJT, tetapi meskipun begitu tidak diterapkan secara fisik sampai setelah Transistor Bipolar BJT justru lebih berkembang,
Karena keterbatasan bahan semikonduktor dan relatif mudah bagi manufaktur Transistor Bipolar BJT dibandingkan Transistor FET pada saat itu. Transistor FET, memakai baik elektron (dalam n-channel FET) atau lubang (di p-channel FET) untuk konduksi.
Keempat terminal FET diberi nama source, drain, gate dan body (substrat). Pada kebanyakan FET, body terhubung ke source dalam paket transistor.
3. Transistor SMD
Sebuah Transistor SMD (surface mount device) adalah jenis transistor yang disolder langsung ke permukaan papan komponen komputer. Meskipun transistor dipasang dengan cara ini bisa lebih mudah pecah, papan yang memanfaatkan transistor SMD lebih murah dari pada yang lainya.Alternatif untuk Transistor SMD adalah transistor melalui lubang, yang melekat pada papan dengan lengan logam yang dimasukkan ke lubang yang di bor di papan. Pengeboran lubang ini yang membuat teknologinya jadi lebih mahal dan memakan waktu daripada teknologi SMD.
4. Transistor MOSFET (MOSFET)
Transistor MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect ) atau transistor efek medan (MOSFET, MOS-FET, atau MOS FET) adalah transistor yang dipakai untuk memperkuat atau switching sinyal elektronik.Meskipun Transistor MOSFET adalah perangkat empat terminal dengan Source (S), Gate (G), Drain (D), dan Body (B), atau body atau substrat dari MOSFET sering terhubung ke terminal source, membuatnya menjadi perangkat tiga terminal seperti transistor efek medan lainya.
Karena kedua terminal biasanya terhubung internal satu sama lain (short/konsleting), hanya tiga terminal muncul dalam diagram listrik. Transistor MOSFET ini adalah transistor yang paling umum dipakai dalam rangkaian digital dan analog, meskipun Transistor BJT pada satu waktu yang lalu jauh lebih umum.
Transistor yaitu komponen elektronika multitermal, biasanya mempunyai 3 terminal. Secara harfiah, kata ‘Transistor’ berarti ‘Transfer Resistor’ , yaitu suatu komponen yang nilai resistansinya antara terminalnya dapat diatur.
Secara umum transistor dibagi menjadi 3 jenis yaitu :
- Transistor Bipolar
- Transistor Unipolar
- Transistor Unijunction
Bipolar
|
Bipolar Unipolar
|
|
Dimensi
|
Besar
|
Kecil
|
Daya
|
Besar
|
Kecil
|
BW
|
Lebar
|
Sempit
|
Respon
|
Tinggi
|
Sedang
|
Input
|
Arus
|
Tegangan
|
Impendansi In
|
Sedang
|
Tinggi
|
Transistor di desaim dari pemanfaatan sifat Dioda, arus mengalir dari dioda dapat dikontrol oleh elektron yang ditambahkan pada pertemuan PN Dioda. Dengan penambahan elektroda pengontrol ini, maka dioda semi-konduktor bisa dianggap dua buah diode yang memiliki elektroda bersama pada pertemuan. Junction semacam ini disebut transistor bipolar dan bisa digambarkan sebagai berikut :
Dengan memilih elektroda pengatur dari tipe P atau tipe N sebagai elektroda persekutuan antara dua dioda. Maka dihasilkan transistor jenis PNP dan NPN. Transistor dapat bekerja bila diberi tegangan, tujuanya pemberian tegangan pada transistor yaitu agar transistor tersebut bisa mencapai suatu kondisi menghantar atau menyumbat.
Baik transistor PNP maupun transistor NPN tegangan antara emitter dan base adalah forward bias, sedangkan antara base dengan kolektor adalah reverse bias.
Dari cara pemberian tegangan muka dihasilkan dua kondisi yaitu mengalirkan dan menyumbat seperti yang gambaran transistor NPN dibawah ini :
Pemberian Tegangan Pada Transistor
Tegangan yang ada pada Vcc lebih besar dari pada tegangan pada Veb. Dioda base-emitter mendapat forward bias, akibatnya elektron menghantar dari emitter ke base, aliran elektron ini dinamakan arus emitter (IE). .Electron-elektron ini tidak menghantar dari kolektor ke base, sebab tegangan Vccc jauh lebih besar dari pada tegangan Veb dan membuat aliran elektron dari emitter menuju kolektor melewati base. Elektron-elektron ini tidak semuanya tertarik ke kolektor tapi sebagian kecil menjadi arus base (IB).
Penguatan Transistor
1) α dc = IC / IE (perbandingan antara arus kolektor dengan arus emitter) Berdasarkan hukum kirchoff:IE=IB+IC : IC
IE/IC= IB/IC + IC/IC
1/αdc= 1/βdc + 1
1/αdc= 1/βdc + βdc/βdc
1/αdc= 1 + βdc/βdc
αdc= βdc / 1+βdc
2) βdc= IC / IB (perbandingan antara arus kolektor dengan arus base)
IE=IB+IC : IC
IE/IC=IB/IC+IC/IC
1/αdc=1/βdc + 1
1/βdc=1/αdc – 1
1/βdc=1/αdc – αdc/αdc
1/βdc=1 – αdc/αdc
βdc=αdc / 1 – αdc
Daerah Kerja Transistor
a. daerah aktif
Sebuah transistor berada diarea aktif jika dioda base emitter dibias forward dan dioda base kolektor berada dibias reverse.b. daerah saturasi
Sebuah transistor berada diarea saturasi jika dioda base emitter dibias forward dan dioda base kolektor berada dibias forward.c. daerah cut-off
Sebuah transistor berada pada kondisi cutoff jika keduanya berapa pada bias reserve.Kelas Penguat (amplifier)
Kelas A
Penguat kelas A adalah Penguat yang titik kerjanya terletak ditengah-tengah.Kelas B
Penguat kelas B adalah penguat yang titik kerjanya berhimpitan dengan VCE dirangkai memakai 2 buah NPN dan PNP yang sejenis yang sering disebut transistor komplemen.Kelas AB
Penguat kelas AB adalah rangkaian penguat yang titik kerjanya terletak diantara QA dan QB dan ditambahkan komponen penghilang crossover (cacat).Penguat Cascade (penguat bertingkat)
Bias Transistor
Self Bias
Pemberian bias pada transistor dengan memakai tahanan umpan-balik (feedback).Fixed Bias
Pemberian tegangan dengan memakai tahanan base dan tahanan kolektor.Voltage Divider
Pemberian bias ke transistor lewat pembagi tegangan R1 dan R2.Bias Emitter
Pemberian bias transistor dengan metode bias pembagi tegangan dengan menambahkan komponen R dan C pada kaki emitter.Coupling Penguat Pada Transistor
Merupakan penghubung antara 2 penguat, yaitu :RC Coupling
atau sering disebut dengan coupling kapasitif dengan memakai kapasitor sebagai penghubung. Fungsi C sebagai HPF dan pembatas bandwith.Direct Coupling (Coupling galvanis)
Dengan cara menghubungkan secara langsung antar penguat.Coupling Transmisi (transformator kopling)
Dengan cara memakai trafo sebagai penghubung. Sering digunakan pada penguat IF.Vout = ½ VCC
Konfigurasi Transistor
Sebagai komponen didalam rangkaian elektronika transistor dapat dikatakan sebagai komponen 4 terminal yang dikenal sebagai model common. 4 model terminal umumnya digambarkan sebagai berikut :
Dengan Vi dan Ii adalah besaran input dan Io dan Vo adalah besaran output.
Model-model common adalahCommon emitter
Yang berarti terminal emitter dipakai bersama-sama sebagai input dan output. Dengan base input dan kolektor output maka arus input dan tegangan input masing-masing IB dan VBE.Common-Collector
Konfigurasi transistor yang memakai kaki kolektor sebagai input dan output.Common base
Konfigurasi transistor yang memakai kaki base sebagai input dan output.Aplikasi Transistor
Mode Logika SCR
SCR adalah komponen elektronika yang termasuk thyristor, yaitu lapisan bentuk PN junction khusus dimana terdiri dari 4 lapisan yang akan memberikan karakteristik tersendiri.Karakteristik SCR secara umunya adalah arus yang melewati anoda ke katoda relatif kecil selama tegangan diantaranya belum melewati VBO (Voltage Breake Over). Selesai melewati maka tegangan antara anoda dan katoda akan turun sampai pada Hold Voltage. Dioda akan tetap mengalirkan selama arus yang melewatinya tidak kurang dari nilai IH (hold current).
Cara kerja rangkaian arus yang melewati anoda ke katoda relatif kecil biar bekerja sebagai penghantar maka gerbang harus diberi pemicu (+). Tegangan pada gerbang harus lebih positif dari katoda dengan cara menutup sakelar S1 sehingga gerbang tersulut, dan led menyala sebab mendapatkan beda potensial dan arus pun mengalir.
Untuk menon-aktifkanya kita bisa menghubungkan s2, maka gerbang menjadi low current / drop out dan kembali menyumbat.
Sensor Cahaya
Aplikasi sensor sederhana dengan memakai transistor sebagai driver relay.Yang mana karakteristik NPN yaitu akan menghantar jika basis lebih positif dari pada emitter dengan mengalirnya arus menuju base maka Q1 dalam kondisi menghantar (kolektor dan emitter ON). Untuk Q2 (PNP) sebaliknya emitter harus lebih positif dari base, sebab kolektor dan emitter Q1 ON (sakelar tertutup) jadi dengan begitu juga kaki base Q2 terhubung langsung dengan kolektro Q1 sehingga Q2
Dalam keadaan menghantar (untuk jenis PNP : dioda base-emitter Q2 dalam kondisi reverse) dengan menghantarnya Q2 Maka sumber tegangan yang melewati relay mengalir sehingga menginduksi lilitan relay dan menimbulkan medan magnet yang bisa menarik sakelar pada relai.
Sakelar yang terhubung dengan tegangan 5V bisa mengalir melalui R4 dan LED dengan begitu LED pun menyala. Contoh rangkaian lain :
Contoh gambaran diatas adalah salah satu aplikasi sederhanya yang memakai transistor, masih banyak lagi aplikasi yang memakai transistor