Transistor

Transistor

Transistor adalah suatu piranti semikonduktor yang digunakan untuk memperkuat isyarat elektronis atau menukar hubungan (switch) isyarat elektronis dan daya listrik.

Jenis-jenis Transistor

1. Bipolar Junction Transistor
2. Field Effect (Unipolar)Transistor
3. Unijunction Transistor

 

Prinsip Kerja Bipolar Junction Transistor (BJT)

Prinsip kerja BJT adalah arus basis yang kecil bisa mengontrol arus collector dan arus emitter yang besar  asalkan basis-emitter mendapat forward bias dan basis-collector mendapat reverse bias. Ada dua tipe yaitu tipe-NPN dan tipe-PNP.

Misal tipe-NPN: pengangkut muatan mayor pada bahan basis adalah hole dengan konsentrasi sangat rendah, sedang pada bahan emitter adalah elektron dengan konsentrasi sangat tinggi. Dengan basis-emitter mendapat forward bias, maka kedua jenis pengangkut muatan mayor tersebut tertarik menuju bidang pertemuan basis emitter dan akan berekombinasi.

Tetapi karena jumlah elektron jauh lebih banyak daripada hole, maka ada kelebihan elektron yang tidak kebagian partner (hole) dibidang pertemuan dan terlanjur masuk wilayah basis. Karena basis-collector mendapat reverse bias yang berarti tegangan collector (N) lebih positip daripada basis, elektron yang terlanjur masuk basis akan terus ditarik oleh collector untuk terus masuk kawat penghantar meninggalkan collector menuju baterai.

Keadaan ini berlangsung berkelanjutan karena begitu hole dari basis berrekombinasi, akan tergantikan dengan hole baru karena ada elektron dari atom netral yang disedot kutub positip baterai V_BB. Demikian pula elektron emitter yang berrekombinasi dengan hole basis, plus elektron yang menerobos basis akan digantikan oleh elektron baru yang disuntikkan oleh kutub negatip baterai V_BB.

 

Karakteristik Bipolar Junction Transistor (BJT)

Grafik I_B vs. V_BE bentuk kurva yang mirip grafik I vs. V dari dioda PN karena sambungan Basis-Emiter memang persambungan semikonduktor tipe-P (basis) dengan semikonduktor tipe N (emiter) pada jenis transistor NPN. (hanya bedanya di sini kerapatan pengangkut muatan mayor adalah berbeda pada basis dengan pada emiter. Pada emiter jauh lebih banyak. Pada daerah tegangan V_BE yang lebih rendah daripada tegangan lutut variasi nilai V_BE hanya menimbulkan variasi kecil I_B, sedang di daerah V_BE yang lebih tinggi dari tegangan lutut ternyata variasi kecil V_BE menimbulkan variasi I_B yang besar.

Grafik I_C  vs. V_CE memperlihatkan bahwa di daerah yang kurvanya agak mendatar (disebut daerah kerja transistor) variasi arus collector I_C  sangat dipengaruhi oleh variasi arus basis I_B  dan hanya sedikit dipengaruhi oleh variasi V_CE. Jadi nilai I_C  yang besar dapat dikontrol dengan memvariasi I_B yang kecil.

Daerah kerja Bipolar Junction Transistor (BJT)

Suatu transistor jenis BJT memiliki dua persambungan p-n (p-n junction) yaitu persambungan base-collector dan persambungan base-emitter, yang masing-masing bisa forward biased atau reversed biased. Maka dengan dua persambungan (junction) itu suatu transistor punya empat kemungkinan kombinasi:

1. kedua persambungan reverse-biased
2. kedua persambungan forward-biased
3. persambungan BE forward-biased, persambungan BC reversed-biased
4. persambungan BE reversed-biased, persambungan BC forward-bias.

Tabel Daerah Kerja Transistor BJT

Persambungan BE	Persambungan BC	Daerah Kerja
Reverse-biased	Reverse-biased	Cut-off  *)
Forward-biased	Forward-biased	Saturation *)
Forward-biased	Reverse-biased	Active (analog) **)

^*)   Daerah kerja Cut-off yang bergantian dengan daerah Saturation disebut juga daerah kerja digital (sebagai lawan daerah analog)

^**)  Daerah kerja Active (analog ) sering disebut juga daerah linier

(Sumber: Materi kuliah listrik dan elektronika dari pak Handoyo)