Apa itu Transistor ?

Transistor adalah komponen elektronika multitermal, biasanya memiliki 3 terminal yaitu basis (dasar), kolektor (pengumpul) dan emitor (pemancar). Secara harfiah, transistor berasal dari kata transfer resistor. Jadi pengertian transistor adalah suatu komponen yang memiliki nilai resistansi dimana antara terminalnya dapat diatur.

Transistor dapat dijumpai pada setiap barang elektronika, mulai dari lampu kedip sampai yang berharga mahal. Keberadaannya selalu berangkai dengan resistor dan kondensator. Hal ini menunjukkan antara resistor dan transistor tidak dapat dipisahkan sesuai dengan pengertian transistor. Walaupun saat ini banyak barang-barang elektronika menggunakan IC sebagai komponen utama, tetapi tidak dapat meninggalkan transistor. Dari sini sudah jelas bahwa transistor memegang peranan sangat penting.

Sejak ditemukan pertama kali oleh William Shockley, John Barden, dan W. H Brattain pada tahun 1948, transistor dibagi menjadi dua jenis, yaitu NPN dan PNP. Jenis NPN adalah transistor yang memiliki katoda pada kaki basis. Sedangkan PNP, unsur katoda terletak pada emitor dan kolektor.

Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern. Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio. Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.

Jenis-jenis Transistor

Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar. Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub. Transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub. Transistor biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: emitor, basis dan kolektor. Transistor bipolar dapat diibaratkan dengan dua buah dioda.

Jenis Transistor Bipolar

Jenis Transistor Unipolar

Terdapat dua jenis transistor junction: NPN dan PNP. Agar transisitor dapat beroperasi dengan baik pada suatu rangkaian, transistor tersebut harus diberi bias dengan benar. Bila kita ingin transistor bekerja dengan aktif maka “junction emitter-base” diberi bias mundur. Sebelum kita memberikan bias pada transistor,harus mengetahui jenis dari transistor yang akan gunakan.

Jenis Transistor PNP & NPN

Terdapat suatu cara yang mudah untuk menentukan jenis transistor, yaitu menggunakan Ohmmeter. Jika kaki negatif dari Ohmmeter( yang berhubungan dengan internal baterai), dihubungkan ke katoda dan kaki positif ke anoda, pada meter akan terbaca nilai resistansi yang rendah. Hal ini disebabkan, karena elektron-elektron dapat secara mudah mengalir dari bagian N ke bagian P. Dengan kata lain, baterai di dalam meter memberikan bias maju pada P-N junction, tetapi jika polaritas kaki-kaki meter dibalik, meter akan membaca nilai resisitansi yang tinggi, karena internal baterai memberikan bias mundur pada junction. Cara yang sama dapat digunakan untuk mengidentifikasi jenis transistor (NPN atau PNP).

Transistor Sebagai Saklar

Selain bekerja sebagai penguat, transistor juga dapat bekerja sebagai saklar.
Transistor memiliki tiga daerah yang dapat dilihat pada gambar berikut ini :

Bagian-bagian Transistor

Jika sebuah transistor digunakan sebagai saklar, maka transistor tersebut hanya dioperasikan pada salah satu dari dua kondisi (mode) yaitu kondisi saturasi (jenuh) dimana transistor seperti saklar tertutup atau kondisi cut off (tersumbat) dimana transistor sebagai yang terbuka. Sedangkan jika transistor bekerja pada on atau off, maka transistor akan bekerja sebagai penguat yaitu jika Vbe transistor lebih besar 0,5 volt dan lebih kecil dari 0,8 volt.

Ketika transistor berada dalam kondisi saturasi, maka:
1. Arus pada kolektor maksimum, Ic = Ic (sat).
2. Tegangan pada terminal kolektor emitter, Vce = 0 volt
3. Tegangan pada beban yang dihubungkan seri dengan terminal kolektor = Vce.

Sedangkan transistor dalam keadaan cut off, maka:
1. Tidak ada arus yang mengalir dikolektor Ic = 0 volt.
2. Tegangan pada terminal kolektor emitter dengan Vce, yaitu Vce = Vce.
3. Tegangan pada beban dihubungkan seri pada kaki kolektor adalah nol.

Dalam merancang rangkaian transistor sebagai saklar maka agar saklar dapat
menutup, harga lb > lb (sat) untuk menjamin dapat mencapai saturasi penuh.

Sebuah saklar ideal harus mempunyai karakteristik pada keadaan “off” ia tidak dapat dilalui arus sama sekali dan pada keadaan “on” ia tidak mempunyai tegangan drop. Komponen transistor dapat berfungsi sebagai saklar, walaupun bukan sebagai saklar ideal. Untuk dapat berfungsi sebagai switch, maka titik kerja transistor harus dapat berpindah-pindah dari daerah saturasi (saklar dalam keadaan “on”) ke daerah cut-off (saklar dalam keadaan “off”). Untuk jelasnya lihat gambar di bawah ini.

Kurva Daerah Kerja Transistor

Selain BJT (Bipolar Junction Transistor), MOSFET(MOS Field-Effect Transistors) juga dapat berfungsi sebagai saklar. Dibandingkan dengan BJT,

sifat saklar dari MOSFET juga lebih unggul karena membutuhkan arus yang sangat kecil untuk operasinya.

Ada dua tipe MOSFET menurut tegangan kerjanya yaitu n-Channel MOSFET (n-MOS) dan p-Channel MOSFET (p-MOS). Dimana n-MOS bekerja dengan memberikan tegangan positif pada gate, dan sebaliknya, p-MOS bekerja dengan memberikan tegangan negatif di gate. n-MOS berlaku sebagai saklar dengan membuatnya bekerja di sekitar daerah saturasinya.

Rangkaian dan daerah kerja n-MOS

Dan jika n-MOS dan p-MOS digabungkan, akan dihasilkan devais CMOS (Complementary MOS) yang rangkaian gabungan dan daerah kerjanya dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Dan untuk devais CMOS ini, untuk membuatnya bekerja sebagai saklar, kita harus mengubah-ubah daerah kerjanya antara cut-off dan saturasi.