Transistor Dua Kutub (Elektronika Dasar)

Transistor Dua Kutub

(Elektronika Dasar)

Transistor adalah piranti elektronik yang menggantikan fungsi tabung elektron-trioda, dimana transistor ini mempunyai tiga elektroda , yaitu Emiter, Kolektor dan Basis.  Fungsi utama atau tujuan utama pembuatan transistor adalah sebagai penguat (amplifier), namun dikarenakan sifatnya, transistor  ini dapat digunakan sebagai saklar elektronis. Susunan fisik  transistor adalah merupakan gandengan dari bahan semikonduktor tipe P dan N seperti digambarkan pada gambar

PENENTUAN ELEKTRODA TRANSISTOR

Spesifikasi transistor yang lengkap dapat anda  peroleh dari buku petunjuk transistor, dimana dalam buku tersebut akan anda peroleh karakteristik fisik dan listrik suatu jenis transistor bahkan dilengkapi dengan transistor ekuivalennya. Berikut ini adalah gambaran spesifikasi transistor yang banyak digunakan khususnya dalam penentuan elektroda dari transistor tersebut

PENGKODEAN TRANSISTOR

Hampir sama dengan pengkodean pada dioda, maka huruf pertama menyatakan bahan dasar transistor tersebut, A = Germaniun dan B =  Silikon,

Sedangkan huruf kedua menyatakan penerapannya. Berikut ini adalah huruf-huruf kedua yang dimaksud :

C = transistor frekuensi rendah

D = transistor daya untuk frekuensi rendah

F = transistor frekuensi tinggi 

L = transistor daya frekuensi tinggi

Contoh penerapan kode ini diantaranya adalah BF 121, AD 101, BC 108 dan ASY 12.

PENGUJIAN TRANSISTOR

Pada pengujian transistor kita tidak hanya menguji antara kedua dioda tersebut, tapi kita juga harus melakukan pengujian pada elektroda kolektor dan emiternya. Gambar memperlihatkan kembali rangkaian d ioda transistor PNP yang akan dijadikan referensi pengujian transistor

NILAI BATAS SUATU TRANSISTOR

Sebagaimana telah disebutkan bahwa bahan semikonduktor akan berubah sifat jika
menerima panas yang berlebihan. Suhu maksimal sutu transis tor Germanium adalah sekitar 75o C sedangkan jenis Silikon sekitar 150o C.

Daya yang disalurkan pada sebuah transistor harus sedemikian rupa sehingga suhu maksimalnya tidak dilampaui dan untuk itu diperlukan bantuan pendingin baik dengan Heat Sink atau dengan kipas kecil (Fan).  Pada saat penyolderan kaki -kaki transistor, harus dipertimbangkan juga temperatur solder dan selain itu  biasanya digunakan alat pembantu dengan jepitan (tang) guna pengalihan penyaluran panas.

Peralihan panas transistor ke pendingin yang baik adalah dengan bantuan  Pasta Silikon yang disapukan antara transistor dengan badan pendinginnya. Selain itu ada juga biasanya pendingin tersebut diberi cat warna hitam  guna memudahkan penyaluran panas.

PRINSIP KERJA TRANSISTOR

Pada gambar (a) diperlihatkan bias basis dan kolektor tidak tersambung, sehingga dalam keadaan  ini yang bekerja hanya basis dan emiter saja dalam hubungan arah maju. Dalam kondisi ini daerah deplesi akan menyempit sehingga muatan mayoritas hole dari P akan mengalir menuju lapisan N dengan deras. Gambar (b) memperlihatkan basis dan kolektor diberi bias mundur dan dalam kondisi ini daerah deplesi akan melebar sehingga yang mengalir hanya muatan minoritas dari N menuju P. Jika sekarang kedua potensial secara bersama dipasang seperti gambar 2.8, maka akan tampak kedua aliran mayoritas dan minoritasnya.  

Pada gambar terlihat sejumlah besar muatan mayoritas menyebrang dari P menuju N sebagai arus basis (IB) dan juga langsung menuju P (kolektor) sebagai arus kolektor (IC). Karena potensial kolektor lebih negatip dibandingkan dengan basis, maka muatan mayoritas ini sebagian besar akan menuju lapisan P (kolektor) sedangkan sisanya akan menuju ke basis. Jika kita gunakan hokum Kirchhoff, maka

KONFIGURASI PENGUAT TRANSISTOR

Transistor adalah piranti aktif, dimana outputnya adalah merupakan hasil perubahan dari inputnya. Dengan membandingkan antara output dengan inputnya, maka akan diperoleh  factor penguatan (amplification). Dengan demikian, maka transistor ini dibuat atau dipersiapkan sebagai piranti penguat.

Sebagai piranti elektronik, transistor mempunyai tiga elektroda yang tersusun sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai sebuah penguat. Ada tiga system sambungan (konfigurasi) dari penguat transistor, yaitu konfigurasi Basis Bersama (Common Base), Emiter Bersama (Common Emitter) dan  Kolektor Bersama (Common Collector) .

Konfigurasi Basis Bersama

Rangkaian pada gambar 2.9. memperlihatkan rangkaian konfigurasi Basis Bersama (CB) dengan potensial UEB dan UCB untuk kedua jenis transistor PNP dan NPN.  Untuk jenis PNP, emiter positip terhadap basis sedangkan kolektornya negatip. Sedangkan untuk jenis NPN sebaliknya emitter negatip terhadap basis dan kolektornya positip.

Konfigurasi Basis Bersama

Karakteristik input atau karakteristik emitter konfigurasi basis bersama diperlihatkan pada gambar 2.10. Dari karakteristik terlihat bahwa dalam mode arus searah, tegangan hantar untuk sambungan basis ke emiter sekitar 0,6 s/d 0,7  volt, ini menandakan berlaku bagi bahan dasar silikon, sedangkan untuk bahan dasar germanium sekitar 0,3 volt.  

Konfigurasi Emiter Bersama

Karakteristik output ini melukiskan arus output IC yang merupakan fungsi dari tegangan output UCE untuk harga arus input IB yang bervariasi.  Perbandingan arus kolektor dengan arus basis dengan tegangan kolektor-emiter konstan  disebutkan sebagai  faktor penguatan  arus maju emiter bersama disimbolkan dengan huruf Yunani (betha). 

Konfigurasi Kolektor Bersama

Konfigurasi kolektor bersama (CC) sambungannya diperlihatkan seperti gambar 2.13. Konfigurasi ini sering digunakan sebagai penyama-impedansi (matching-impedance), dimana dengan impedansi input tinggi dan outputnya rendah

Karakteristik output konfigurasi CC serupa dengan karakteristik output CE

PENGGUNAAN TRANSISTOR

Transistor sebagai saklar

Dengan memanfaatkan sifat hantar transistor yang tergantung dari tegangan antara elektroda basis dan emitter (Ube), maka kita dapat menggunakan transistor ini sebagai sebuah saklar elektronik, dimana saklar elektronik ini mempunyai banyak kelebihan dibandingkan dengan saklar mekanik, seperti :

a.      Fisik relative jauh lebih kecil, 

b.      Tidak menimbulkan suara dan percikan api saat pengontakan.

c.       Lebih ekonomis.

Prinsip saklar elektronik dengan transistor

 Kondisi OFF terjadi jika I C . RL = 0, dimana dalam kondisi ini tegangan UBE lebih kecil dari  tegangan konduk transistor, sehingga tegangan UCE = UCC.

Sedangkan kondisi ON atau disebut juga kondisi saturasi akan terjadi jika I C . RL = UCC  , dimana dalam kondisi ini UBE   sudah mencapai tegangan konduk transistor sehingga UCE = .

Selain itu prinsip switching ini juga diterapkan dalam  rangkaian kaskade  , yaitu rangkaian yang terdiri dari dua buah transistor dengan pengutuban berbeda PNP dan NPN yang dihubung seri seperti gambar 2.15., dimana saklar ini akan terbuka jika persambungan antara Kolektor transistor  –1 (Q1) dan Basis transistor -2 (Q2) diberikan signal penyulut (trigger).

Transistor sebagai pengatur tegangan (Voltage-Regulator)

Jika terjadi fluktuasi tegangan jala-jala pada sisi input atau jika ada perubahan beban RL, maka tegangan UCB akan berubah dengan jumlah yang sama, karena UZ tetap konstan sedangkan Ui = UCB + UZ.  Pada saat terjadi perubahan tegangan ini, Uo akan konstan karena UBE praktis tidak terpengaruh oleh perubahan UCB.