DASAR-DASAR TRANSISTOR

Transistor merupakan suatu piranti semikonduktor yang memiliki sifat khusus. Secara ekuivalensi transistor dapat dibandingkan dengan dua dioda yang dihubungkan dengan suatu konfigurasi. Walaupun sifat-sifat transistor tersebut tidak sama dengan dioda tersebut. Transistor ada yang UNIPOLAR (misal : FET), ada yang BIPOLAR (PNP dan NPN). Pada dasarnya transistor bekerja berdasarkan prinsip pengendalian arus kolektor dengan menggunakan arus basis.

Dengan kata lain arus basis mengalami penguatan hingga menjadi sebesar arus kolektor. Penguatan ini bergantung dari faktor penguatan dari masing-masing transistor (a dan b). Konfigurasi dasar dari rangkaian. Transistor sebagai penguat adalah Common Base, Common Emitor dan Common Collector. Sifat dari transistor yang akan saturasi pada nilai tegangan tertentu antara basis dan emitor menjadikan transistor dapat berfungsi sebagai saklar elektronik. Nilai penguatan arus dari Transistor dapat dinaikkan dengan menggunakan konfigurasi Darlington.

Sebuah transistor mempunyai 3 daerah yang sudah didoping yaitu emitter, basis dan kolektor.

Gambar 1. Transistor

Pn junction muncul diantara basis dan emitter, disebut sebagai dioda emitter. Sementara pn junction lainnya berada diantara basis dan kolektor, disebut dioda kolektor. Kedua junction ini ada pada transistor nonbias dan pada setiap dioda mempunyai potensial penghalang yang mendekati 0,7 V pada 15°C untuk transistor silikon.

Emitter didoping sangat padat/banyak sekali, sedangkan basis hanya didoping sedikit. Kolektor didoping tidak terlalu banyak dan tidak terlalu sedikit.

Pada operasi biasa, kita memberi tegangan maju pada dioda emitter dan tegangan mundur pada dioda kolektor. Emitter yang telah didoping sangat banyak, memiliki tugas untuk mendorong electron bebas masuk ke basis. Sedangkan basis bertugas melewatkan sebagian besar elektron ke kolektor. Kolektor sesuai dengan namanya mengoleksi elektron-elektron tersebut. Karena itu arus pada kolektor, besarnya hampir sama dengan besarnya arus emitter. Arus basis biasanya kurang dari 5% arus emitter.

Telah disebutkan diatas ada transistor yang bipolar yaitu PNP dan NPN. Transistor npn mempunyai daerah p yang berada diantara dua daerah n. Sementara transistor pnp mempunyai daerah n yang berda diantara dua daerah p.

                                      (a)                                                       (b)

Gambar 2. Tiga arus transistor, (a) Aliran arus konvesional; (b) Aliran elektron

Gambar diatas menjelaskan mengenai arah arus yang melewati transistor. Ada aliran arus konvensional dan aliran elektron yang berlawanan arahnya seperti terlihat pada gambar diatas. Ada tiga jenis arus yang melewati transistor yaitu arus emitter I_E, arus basis I_B dan arus kolektor I_C. Hubungan antara ketiga arus tersebut adalah:

I_E,= I_C. + I_B

Akan tetapi karena arus basis sangat kecil maka arus kolektor mendekati nilai arus emitter:

I_C. = I_E,

Dan arus basis sangat kecil sekali dibanding arus kolektor:

I_B << I_C.

Pada transistor terdapat penguat arus yang disebut beta dc (b_dc). Penguat arus diartikan sebagai perbandingan antara arus dc kolektor dan arus dc basis:

Untuk transistor yang mempunyai daya rendah (dibawah 1 W), penguat arus biasanya bernilai dari 100 sampai 300. Transistor dengan daya tinggi (diatas 1 W) biasanya mempunyai penguat arus sebesar 20 sampai 100.

Transistor memiliki daerah aktif, daerah jenuh, daerah cut off serta daerah breakdown. Daerah aktif digunakan pada penguatan linear, sedang daerah jenuh dan cut off digunakan pada rangkaian digital.

Transistor memiliki daerah pengoperasian tegangan, arus dan daya maksimum. Transistor untuk sinyal kecil, dapat membuang daya 1 W atau kurang, sedang transistor daya akan membuang daya lebih dari 1 W. Harga-harga karakteristik transistor dapat berubah karena faktor suhu. Daya maksimum akan berkurang seiring dengan pertambahan suhu.