Transistor: Pengetahuan Dasar, Rumus, Jenis, Kelas Penguatan

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.

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.

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.

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.

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.

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 :

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).

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

Sebuah transistor berada diarea saturasi jika dioda base emitter dibias forward dan dioda base kolektor berada dibias forward.

Penguat kelas A adalah Penguat yang titik kerjanya terletak ditengah-tengah.

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.

Penguat kelas AB adalah rangkaian penguat yang titik kerjanya terletak diantara QA dan QB dan ditambahkan komponen penghilang crossover (cacat).