Alvyandi I Fadhilah: Transistor

Pages

Rabu, 30 Januari 2013

Transistor

Published : 19:29 Author : Unknown

Transistor

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.

Cara Kerja Transistor

Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor, bipolar junction transistor (BJT atau transistor bipolar) dan field-effect transistor (FET), yang masing-masing bekerja secara berbeda.

Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET (juga dinamakan transistor unipolar) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET). Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut.

Jenis-jenis Transistor

Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:

Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide
Kemasan fisik: Through Hole Metal, Through Hole Plastic, Surface
Mount, IC, dan lain-lain
Tipe: UJT, BJT, JFET, IGFET (MOSFET), IGBT, HBT, MISFET, VMOSFET,
MESFET, HEMT, SCR serta pengembangan dari transistor yaitu IC
(Integrated Circuit) dan lain-lain.
Polaritas: NPN atau N-channel, PNP atau P-channel
Maximum kapasitas daya: Low Power, Medium Power, High Power
Maximum frekuensi kerja: Low, Medium, atau High Frequency, RF
transistor, Microwave, dan lain-lain
Aplikasi: Amplifier, Saklar, General Purpose, Audio, Tegangan
Tinggi, dan lain-lain

Transistor PNP

Transistor NPN

Transistor P-Channel

Transistor N-Channel

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.

Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat

Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Karakteristik Transfer Transistor

Parameter dari transistor merupakan perolehan arus maksimum yang dapat diperoleh kalau transistor bekerja dalam ragam umum emitter (CE). Beta dc (disimbolkan βdc) sebuah transistor didefinisikan sebagai rasio arus kolektor dc dengan arus basis dc. Beta dc juga dikenal sebagai gain arus karena arus basis yang kecil dapat menghasilkan arus kolektor yang jauh lebih besar

Transistior merupakan Divais semikonduktor yang diklasifikasikan dalam 2 pembagian besar, yaitu: Bipolar Juction Transistor (BJT) atau biasa disebut dengan Transistor bipolar dan Field Effect Transistor (FET) atau Transistor unipolar. Pada umumnya, Transistor digunakan untuk: (1) sebagai saklar, (2) pembentuk sinyal dan (3) penguat. Contoh sebuah Transistor tampak pada Gamba

Terdapat dua jenis kontruksi dasar Transistor bipolar, yaitu jenis NPN dan jenis PNP. Untuk jenis NPN, Transistor terbuat dari lapisan tipis semikonduktor tipe-p dengan tingkat doping yang relatif rendah, yang diapit oleh dua lapisan semikonduktor tipe-n. Dari pembuatan ini, maka terdapat 2 persambungan (junction) antara semikonduktor tipe n dan tipe p. Persambungan ini memiliki sifat dan karakteristik seperti Dioda biasa, yang telah dibahas sebelumnya. Karena alasan sejarah pembuatannya, bagian di tengah disebut “basis” (base), salah satu bagian tipe-n (biasanya mempunyai dimensi yang kecil) disebut “emitor” (emitter) dan yang lainya sebagai “kolektor” (collector).

Bagian Emiter yang merupakan bagian sedang dalam transistor didoping sangat banyak, Basis yang merupakan bagaian paling tipis didoping dengan konsentrasi sedikit sekali, dan Kolektor yang merupakan bagian terbesar dalam transistor didoping sedang. Perbandingan konsentrasi doping antara Basis, Kolektor, dan Emiter adalah 10¹⁵ , 10¹⁷ , dan 10¹⁹. Jadi, sifat elektrik masing-masing terminal tidak simetris dan masing-masing keluaran tidak dapat dipertukarkan. Tingkat Doping dan pembagian ini akan bermanfaat untuk mendukung fungsi dan cara kerja Transistor. Tanda panah pada simbol Transistor menunjukkan kaki emitor dan titik dari material tipe-p ke material tipe-n.

Perhatikan bahwa untuk jenis NPN, transistor terdiri dari dua sambungan p-n yang berperilaku seperti dioda. Setiap dioda dapat diberi panjar maju atau berpanjar mundur, sehingga transistor dapat memiliki empat modus pengoperasian. Salah satu modus yang banyak digunakan disebut “modus normal”, yaitu sambungan emitor-basis berpanjar maju dan sambungan kolektor-basis berpanjar mundur. Modus ini juga sering disebut sebagai pengoperasian transistor pada “daerah aktif

Gambar Transitor NPN dan PNP

Simbol:

BJT

BJT (Bipolar Junction Transistor) adalah salah satu dari dua jenis transistor. Cara kerja BJT dapat dibayangkan sebagai dua dioda? yang terminal positif atau negatifnya berdempet, sehingga ada tiga terminal. Ketiga terminal tersebut adalah emiter (E), kolektor (C), dan basis (B). Perubahan arus listrik dalam jumlah kecil pada terminal basis dapat menghasilkan perubahan arus listrik dalam jumlah besar pada terminal kolektor. Prinsip inilah yang mendasari penggunaan transistor sebagai penguat elektronik. Rasio antara arus pada koletor dengan arus pada basis biasanya dilambangkan dengan β atau hFE. β biasanya berkisar sekitar 100 untuk transistor-transisor BJT

Gambar Transistor Bipolar

.

FET

FET dibagi menjadi dua keluarga: Junction FET (JFET) dan Insulated Gate FET (IGFET) atau juga dikenal sebagai Metal Oxide Silicon (atau Semiconductor) FET (MOSFET). Berbeda dengan IGFET, terminal gate dalam JFET membentuk sebuah dioda dengan kanal (materi semikonduktor antara Source dan Drain). Secara fungsinya, ini membuat N-channel JFET menjadi sebuah versi solid-state dari tabung vakum, yang juga membentuk sebuah dioda antara antara grid dan katode. Dan juga, keduanya (JFET dan tabung vakum) bekerja di "depletion mode", keduanya memiliki impedansi input tinggi, dan keduanya menghantarkan arus listrik dibawah kontrol tegangan input. FET lebih jauh lagi dibagi menjadi tipe enhancement mode dan depletion mode. Mode menandakan polaritas dari tegangan gate dibandingkan dengan source saat FET menghantarkan listrik. Jika kita ambil N-channel FET sebagai contoh: dalam depletion mode, gate adalah negatif dibandingkan dengan source, sedangkan dalam enhancement mode, gate adalah positif. Untuk kedua mode, jika tegangan gate dibuat lebih positif, aliran arus di antara source dan drain akan meningkat. Untuk P-channel FET, polaritas-polaritas semua dibalik. Sebagian besar IGFET adalah tipe enhancement mode, dan hampir semua JFET adalah tipe depletion mode.