Transistor
Transistor Bagian dari salah satu komponen dalam dunia elektronika yang kerap kali digunakan pada sistem perangkat elektronik. Dalam sejarah perkembangannya, komponen ini dinilai sangat revolusioner, dimana Komponen ini sering kali dijumpai pada perangkat elektronik seperti pesawat TV, tape radio dan produk elektronik lainya, bahkan didalam sebuah prosesor terdapat kurang lebih dua miliar transistor.
Transistor juga suatu komponen yang dibuat dari bahan silikon yang merupakan bagian dari bahan semikonduktor .
Gambar 1. Bentuk fisik Transistor
Sumber : https://www.sobatbee.com/2021/03/simbol-fungsi-transistor.html/
- Fungsi Transistor
- Jenis –jenis Transistor
- Transistor Bipolar (BJT)
- Active daerah
- Area Cut-Off
- Area Saturasi
- Area Breakdown
- Transistor Efek Medan atau Field Effect Transistor
- Jenis-jenis Transistor Efek Medan
- Aplikasi Transistor
Transistor merupakan bagian dari komponen elektronika yang amat penting pada sebuah sistem perangkat elektronik, dimana komponen tersebut sangat mendominasi dalam mengelola pensaklaran dalam sebuah perangkat elektronik, selain itu komponen ini juga berfungsi untuk penguat sinyal, osilator modulator, amplifier, stabilisasi tegangan, serta masih banyak lagi.
Gambar 2. Simbol transistor
Sumber : http://hmte.ft.unand.ac.id/transistor-jenis-fungsi-dan-cara-kerja
Transistor berperan mirip seperti gerbang logika, dimana kita bisa mengenalnya sebagai kumpulan Mosfet yang kemudian menjadi Integrated Circuit atau IC, dari kumpulan ini kemudian menjadi Prosesor.
Gambar 3. Bentuk fisik Integrated Circuit (IC)
Sumber : https://www.jasalistrik.com/2012/06/mengenal-komponen-eleketronik-ic
Di dalam sebuah rangkaian elektronika terdapat berbagai jenis transistor yang masing-masing memiliki karakteristiknya berbeda-beda, berikut ini adalah jenis-jenis transistor :
Transistor jenis ini memiliki karakter struktur dan prinsip yang unik, dimana saat berkerja memerlukan perpindahan muatan, yang disebut elektron kutub negatif untuk mensuplai kekurangan elektron atau hole di area kutub positif. Bipolar sendiri berawal dari kata "bi" yang memiliki arti dua, dan sementara kata "Polar" memiliki makna kutub. Dimana komponen ini memiliki dua polaritas atau yang biasa disebut Bipolar Junction Transistor.
Transistor bipolar memiliki dua jenis yaitu NPN dan PNP transistor, yang memiliki tiga kaki, diantaranya Terminal Basis, Kolektor dan yang terakhir kaki Emitor. Dimana Transistor NPN memanfaatkan arus listrik kecil dengan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengkontrol aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari arah kolektor ke Emitor
Gambar 4. Simbol NPN
Sumber : http://werden-forscher.blogspot.com/
Pada sebuah sistem rangkaian, Transistor NPN memiliki proses kerja ketika besar tegangan yang dialirkan ke Arah terminal Basis melebihi ambang batas sebesar 0,7 V atau ketika Arus listrik mengalami kenaikan ke arah terminal Basis NPN maka komponen tersebut akan terus mendistribusikan Arus listrik lebih banyak hingga mengalir sepenuhnya dari dari terminal kolektor ke terminal Emitor. Saat Arus listrik yang disuplai ke Basis NPN mengalami penurunan, hal ini diikuti turunnya tegangan yang mengalir ke basis berada di bawah posisi ambang batas 0,7 . dimana dalam kondisi ini transistor tidak lagi membuka saklar lintas kolektor ke emitor, yang biasa disebut kondisi mati atau “OFF”. Secara singkatnya, Jenis NPN ini saat kaki Basis transistor diberikan sinyal tegangan bias, maka Arus pada kolektornya akan mendistribusikan sinyal arus ke Emitor. Saat tegangan bias bersamaan dengan sinyal listrik yang akan di naikan, maka kolektor akan menaikan sinyal listrik sesuai dengan Basisnya. Arus listrik yang didistribusikan ke terminal Basis dan ke Emitor tersebut akan berkerja layaknya Saklar, yaitu untuk mengalirkan yang jumlahnya lebih besar dari terminal kolektor ke Emitor
Gambar 5. Cara kerja NPN Transistor
Sumber : https://pintarelektro.com/transistor-pnp-dan-npn/
Sementara transistor PNP memiliki cara kerja sebaliknya. Saat basis kehilangan Arus listrik karena mengalir kebasis Ground, maka kondisi transistoe dalam mode aktive “ON” dan membawa lintas daya pada output beban. Secara umum jenis transistor PNP berkerja seperti saklar yang dihubungkan arus listrik, saat arus listrik mengalir dari tegangan positif pada sumber menuju dan berhenti pada tanda panah (gambar 6), saat transistor belum aktif (belum mendapatkan arus pemicu) pada kondisi seperti ini beban belum mendaatkan suplai arus listrik maka beban masih kondisi OFF
Gambar 6. Cara kerja PNP Transistor
Sumber : https://pintarelektro.com/transistor-pnp-dan-npn/
Sementara transistor PNP memiliki cara kerja sebaliknya. Saat basis kehilangan Arus listrik karena mengalir kebasis Ground, maka kondisi transistoe dalam mode aktive “ON” dan membawa lintas daya pada output beban. Secara umum jenis transistor PNP berkerja seperti saklar yang dihubungkan arus listrik, saat arus listrik mengalir dari tegangan positif pada sumber menuju dan berhenti pada tanda panah (gambar 6), saat transistor belum aktif (belum mendapatkan arus pemicu) pada kondisi seperti ini beban belum mendapatkan suplai arus listrik maka beban masih kondisi OFF.
Lalu ketika sinyal arus pemicu yang masuk dari positif sumber menuju terminal bais dan melewati resistor dan berakhir di ground, dengan adanya sinyal arus pemicu tersebut, maka akan membuka gate (pintu) transistor sehingga arus tersbut berhenti pada panah akan mendistribusikan ke terminal kolektor untuk mengaktifkan beban. Transistor BJT meiliki beberapa area operasi seperti yang terlihat pada gambar 7
Gambar 7 . karakteristik Transistor
Sumber : http://ekopujigundar.blogspot.com/2016/01/cara-kerja-serta-daerah-kerja-transistor.html
Dari gambar diatas dapat dikelompokan area kerja transistor sebagai berikut:
Daerah kerja ini merupakan zona normal, diamana saat arus IC Stabil (konstans) terhadap besaran nilai VCE. Dari gambar 7 terlihat bahwa arus IC ditentukan oleh besar arus IB. Daerah kerja ini umumnya disebut daerah linier.
Saat tegangan Vcc ditingkatkan secara perlahan-lahan, hingga tegangan VCE tertentu yang mulai mempengaruhi arus Ic konstans, pada peristiwa perubahan ini area kerja transistor berada pada kondisi Cut-Off, dimana keadaan ini berada pada kondisi saturasi (On) berubah menjadi mati (Off). Peristiwa perubahaan ini dipakai pada sistem digital dimana hamya mengenal angka biner yakni angka 1 dan 0 atau digambarkan oleh status transistor On dan Off.
Area Saurasi memiliki rentan jarak dari VCE = 0 hingga ± 0.7 V, area ini terbentuk akibat dari peristiwa efek dioda Colector – Base yang mengakibatkan VCE belum terpenuhi untuk dapat mentranmisikan elektron.
Area ini meupakan kurva dari kolektor pada saat tegangan VCE memiliki nilai tegangan lebih dari 40V, dimana Ic mengalami kenaikan yang begitucepat. Transistor pada area ini umumnya disebut area breakdown, idelnya transistor tidak boleh berkerja pada dareah ini, karena akan menyebabkan transistor rusak. Sebagian jenis transistor memiliki nilei tegangan VCE max yang diizinkan sebelum breakdown bervariasi.
Transistor FET atau kepanjangan dari field effect transistor, merupakan jenis komponen elektronikka yang berakarakter aktif dimana komponen ini memerlukan medan listrik untuk berkerja. Penamaan Transistor Efek Medan ini berasal dari cara kerjanya yang memerlukan dan tergantung pada tegangan (medan listrik) yang masuk dari gerbang inputnya. Transistor Efek Medan ini memiliki tiga kaki terminal, diantaranya Drain (D), Gate (G) dan Source (S). Secara prinsip kerja Transistor Efek Medan umumnya mirip dengan transistor bipolar, perbedaannya terletak pada pengendalian arus keluarannya.
Arus keluaran IC pada transistor bipolar diatur oleh arus masukan IB sedangkan arus keluaran diatur oleh ID pada Transistor Efek Medan diatur oleh tegangan masukan VG jadi yang perlua digaris bawahi adalah perbedaan yang paling menonjol adalah transistor bipolar (PNP dan NPN) dengan Transistor Efek Medan ialah terletak pada pengontrolannya, diamna Bipolar menggunakan Arus dan Transistor Efek Medan menggunakan tegangan.
Junction Transistor Efek Medan (JFET), pada komponen transistor jenis ini memiliki carakerja mirip kran air yang dapat mengedalikan debit air. Hole atau Muatan elektron akan mengalir dari kaki terminal Source (S) ke terminal kaki Drain, dan menghasilkan arus keluaran yang diberinama Arus drain (ID) mirip dengan arus masukan (arus Source). Transistor jenis ini dibagi menjadi dua golongan berdasarkan Kanal-nya yaitu :
Junction Transistor Efek Medan (JFET) Kanal-N, komponen ini terbuat dari bahan semikonduktor type N, dilengkapi dua buah kaki, diantaranya kaki Source (S) dan kaki Drain (D) yang bertugas membawa muatan elektron. Pada pintu gerbang atau Gate kanal-N ini terdiri dari bahan semikonduktor bertipe P.
Gambar 8. Junction Transistor Efek Medan (JFET) Kanal-N,
Sumber : https://teknikelektronika.com/pengertian-field-effect-transistor-fet-dan-jenis-jenisnya/
Junction Transistor Efek Medan (JFET) Kanal-P, transistor ini terbuat dari jenis bahan semikonduktor type-P. Bagian pintu gerbang atau Gate (G) dan Subtrate-nya terbentuk dari bahan semikonduktor type N. Dari gambar 8 dan 9, diketahui bahwa transistor JFET Kanal-P dan JFET Kanal-P memiliki tanda panah yang berbeda pada komponen tersebut.
Gambar 9. Junction Transistor Efek Medan (JFET) Kanal-P
Sumber : https://teknikelektronika.com/pengertian-field-effect-transistor-fet-dan-jenis-jenisnya/
Metal Oxide Semiconduction Field Effact Transistor (MOSFET), sebuah komponen yang terbentuk dari susunan bahan semikoduktor type N dan type P, dimana terminal pintu gerbangnya adalah berupa sepotong logam yang permukaannya telah lapisi dioksidasi, dengan tujuan untuk menghambat hubungan listrik antar terminal pintu gerbang terhadap saluran, oleh karena inilah MOSFET terkenal dengan nama Insulated-Gate FET (IGFET).
Gambar 10. Metal Oxide Semiconduction Field Effact Transistor (MOSFET
Pemanfaatan transistor pada sebuah perangkat sistem kelistrikan sepeda motor, bisa dijumpai dalam rangkaian sistem pengapian semi transistor maupun full transistor, Sistem pengapian ini memanfaatkan kontrol tegangan secara elektronik. Terlihat pada gambar berikut menunjukan transistor pada sistem pengapian full transistor. Ketika terminal basis transistor 2 mendapatkan sinyal dari pick up coil , maka arus akan teruskan melewati tahanan (R) akan dominan ke massa melewati terminal C menuju E Transistor 2. Halini mengakibatkan Transistor 1 tidak mendapatkan arus dan akan mengakibatkan OFF, Sehingga arus pada kumparan utama Ignition coil akan terputus yang kemudian akan menimbulkan induksi pada kedua kumparan coil sistem pengapian tersebut, peristiwa ini akan memunculkan bunga api pada busi
Gambar 11. Pemanfaatan Transistor